CAPÍTULO 8 RESULTADOS
8.1 Análises por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ângulo de contato
A Análise de Microscopia eletrônica de varredura primeiramente permitiu uma comparação da textura inicial dos principais materiais separadamente, o pó de MDF e o poliuretano puro (PU0%), com o intuito de justificar comportamentos futuros do compósito desenvolvido. A figura 8.1.1 mostra as fotografias do resíduo de MDF e do PU (a, b) e o MEV (c, d) desses materiais.
Figura 8.1.1: Fotografia do pó de MDF (a), fotografia do PU 0% (b), MEV do pó de MDF (c) e MEV do PU0% (d). Fonte: Arquivo da autora, 2014.
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42 Analisando as micrografias é possível observar que o poliuretano (0%) apresenta uma estrutura porosa, com células fechadas.
O pó de MDF apresenta uma estrutura fibrosa, possivelmente devido a celulose na sua composição. A celulose possui ligações de hidrogênio inter e intramoleculares, o que confere aos vegetais a sua natureza hidrofílica. Este é o maior problema na utilização das fibras vegetais como reforço de compósitos poliméricos, pois são incompatíveis com a maioria dos polímeros, que tem natureza hidrofóbica conforme afirmado no item 4.4.2 desta dissertação.
A figura 8.1.2 apresenta as micrografias eletrônicas de varredura da superfície dos compósitos.
43 Figura 8.1.2: MEV da superfície dos compósitos: (a) PU5%, (b) PU10%, (c) PU15%, (d) PU20%. Fonte: Arquivo da autora, 2014.
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44 As micrografias da figura 8.1.2 mostram que o material fibroso teve uma interação homogênea com a matriz não sendo observados descolamentos de fibras. Esta interação fibra/matriz parece ter diminuído a quantidade de poros, fato possivelmente justificado por um englobamento da fibra pela matriz preenchendo as lacunas vazias e eliminando gases formadores dos bolhas maiores. Porém algumas áreas ainda apresentaram poros maiores.
Com o intuito de analisar um possível efeito do tratamento térmico do pó de MDF no compósito desenvolvido, a morfologia das amostras de PU15%E e PU20% e também foi analisada conforme mostrado na figura 8.1.3.
Figura 8.1.3: Microscopia da superfície das amostras de (a) PU15%E e (b) PU20%E. Fonte: Arquivo da autora, 2014.
As amostras com o MDF pré-tratado na estufa não apresentaram morfologia diferente das amostras com MDF não tratado. Tal comportamento é possivelmente explicado devido ao processo de tratamento térmico anteriormente sofrido pela madeira durante a fabricação de chapas, conforme já foi descrito, o que pode ter ocasionado em uma perda de umidade prévia.
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8.2 Ângulo de contato
Quando a água (ou outro líquido) é gotejada sobre uma superfície, as gotas podem se comportar entre dois extremos: espalhar-se sobre a superfície em contato ou minimizar o contato com a superfície. Isso dependerá das forças intermoleculares que se estabelecem entre as fases. A água é um líquido polar, portanto, se a superfície com que a água entrar em contato for polar, ocorrerão interações fortes entre as moléculas da água e os grupos também polares da superfície, molhando assim a superfície. Mas, se a superfície em contato for apolar, não ocorrerão interações fortes entre as moléculas da água e a superfície em contato. Como resultado, a água tenderá a atingir o estado de menor energia, ou seja, as moléculas da água irão interagir com elas mesmas, diminuindo o contato com a superfície, formando uma gota. (FEITOR, 2006)
O caráter hidrofílico/hidrofóbico de uma superfície pode ser avaliado através da medida do ângulo de contato da gota do líquido sobre a superfície [figura 8.2.1 (a)] e conforme esse valor a superfície será classificada em [figura 8.2.1 (b)]:
• Para θ = 0°, a superfície é totalmente hidrofílica;
• Para 0° <θ< 90°, a superfície é predominantemente hidrofílica; • Para 90° <θ< 180°, a superfície é predominantemente hidrofóbica; • Para θ = 180°, a superfície é totalmente hidrofóbica.
Figura 8.2.1: (a) Representação do ângulo de contato e (b) Ilustração para relação entre o valor do ângulo de contato e a forma da gota de água sobre uma superfície. Fonte: Domínio público.
46 A figura 8.2.2 apresenta os perfis das gotas de água sobre os diversos compósitos obtidos, além do poliuretano puro. A tabela 8.1 apresenta os valores médios dos ângulos de contato entre os recobrimentos e uma gota de água.
Figura 8.2.2: Ângulo de contato das amostras de: (a) PU0%, (b) PU5%, (c) PU10%, (d) PU15%, (e) PU20% (f) PU15%E, (g) PU20%E. Fonte: Arquivo da autora, 2014.
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47 Tabela 8.2.1: Valores do ângulo de contato.
Amostra Ângulo de contato (em graus)
PU0% 79,60 ± 9
PU5% 99,32 ±1
PU10% 115,40 ± 2
PU15% 126,28 ± 6
PU20% 125,04 ±1
Amostras com tratamento térmico
PU15%E 123,30 ± 9
PU20%E 126,36 ± 2
Conforme pôde ser observado pela tabela 8.1, de modo geral, quanto maior é a porcentagem de MDF adicionado à amostra, maior é o seu comportamento hidrofóbico enquanto o PU puro apresenta um comportamento mais hidrofílico. Tal comportamento pode ser atribuído a menor quantidade de poros quando se aumenta o teor de fibras no compósito, e vai ao encontro do que foi observado nas análises de MEV. Ou seja, a presença das fibras poderia causar dois efeitos diversos. O primeiro seria o aumento da hidrofilicidade devido à presença de grupos hidroxila da estrutura da fibra e o segundo seria o aumento da hidrofobicidade devido ao aumento da densidade dos compósitos em relação ao poliuretano puro. Nesse caso, o segundo efeito estaria predominando.
Este comportamento é semelhante ao observado por ROCHA (2009). Segundo o autor, uma redução na molhabilidade em compósitos com altos teores de farinha de madeira pode ser explicada pelo aumento da rugosidade da superfície. Porém tais autores, assim como na presente pesquisa, não evidenciaram partículas de madeira na superfície dos compósitos e atribuíram a mudança na molhabilidade à alteração da morfologia superficial causada pelo aumento do teor de farinha de madeira.
Novamente não houve diferença no comportamento dos compósitos obtidos com pó de MDF pré-tratado, o que está de acordo com as observações feitas através das análises de MEV.
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