Desenvolvimento de compósitos reforçados com fibras naturais: macro e nano escalas

Resumo

O presente projeto compreende o desenvolvimento de compósitos em macro e nano, baseados em matrizes termoplásticas, PP, PVA, e PHB reforçados com fibras naturais diversas. As fibras a serem estudadas são as provenientes da extração mecânica das folhas de sisal, curaua, abacaxi e banana. O processo de extração das fibras consiste de decorticação mecânica. As fibras em geral serão picadas, classificadas no mesh adequado e passarão por um processo de polpação química. A polpa será hidrolisada e filtrada, visando a produção de nanofibras. As nanofibras serão caracterizadas por difração de raios X, para medir a cristalinidade, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), para análise das propriedades geométricas (comprimento, diâmetro e forma), microscopia de força atômica, para avaliar a superfície das nanofibras. A aplicação de microscopia de varredura (MEV) e força atômica (AFM) serão utilizadas nos macro e nanocompósitos visando melhor entender o mecanismo de fraturas nas análises de resistência ao impacto, tração e flexão. Outras análises estão descritas na metodologia do projeto. Os macro e nanocompósitos produzidos serão avaliados mecanicamente através dos ensaios de resistência a tração, flexão, impacto (IZOD), dureza superficial (Shore D) e HDT (temperatura de deflexão). Será feita uma comparação entre os compósitos em macro escala versus os de nano escala visando-se estabelecer os ganhos de propriedades mecânicas obtidos com a introdução de nanofibras nos compósitos reforçados com fibras naturais. Espera-se obter ganhos significativos nos nanocompósítos quando comparados com os macrocompósitos, devido especialmente ao aumento da relação de aspecto. Com os ganhos esperados será possível inserir esse material em setores industriais que requeiram compósitos de alta performance, com as vantagens adicionais de serem renováveis, recicláveis e com grande importância social, especialmente no caso das fibras de sisal. As vantagens ambientais serão realçadas no caso da utilização das fibras de abacaxi e banana, por serem resíduos agrícolas; e o curauá, proveniente da Amazônia, representando uma fonte de renda de produtos não-madeira, o que contribuirá para a sustentabilidade do ecossistema Amazônico. A formação de recursos humanos nessa área irá contribuir para a valorização dos materiais dito "verdes" trazendo novas perspectivas para a agricultura nacional utilizando recursos de baixo valor, como é o caso das fibras naturais visando a produção de materiais de alto valor agregado (nanocompósitos). (AU)