b Tração: Força Máxima, Tração Máxima,

Força Máxima 60 70 80 90 100 110 120 130 PHB PHB T SM 2,5 SM 5 SM 10 S 2,5 S 5 S 10 CM 2,5 CM 5 CM 10 C 2,5 C 5 C 10 For ça M áxi m a ( k gf )

Figura 10: Força máxima.

Através das figuras 10 e 11 observam-se respectivamente o comportamento da força máxima e da tração máxima de ruptura dos compósitos ensaiados no teste de tração. Como a tração é função da força, é de se esperar que os resultados das duas propriedades

Tensão na Força Máxima 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 PHB PHB T SM 2,5 SM 5 SM 10 S 2,5 S 5 S 10 CM 2,5 CM 5 CM 10 C 2,5 C 5 C 10 Tensão na For ça M áxi m a ( M P a )

Figura 11: Tensão na força máxima.

Assim como a propriedade de ruptura, observa-se que o efeito da plastificação sobre o desempenho da força e da tensão máximas é pronunciada, entretanto as formulações com fibras não modificam sensivelmente a faixa de valores destas propriedades para a formulação do PHB com triacetina sem fibras.

Alogamento Máximo 0 1 2 3 4 5 6 7 PHB PHB T SM 2,5 SM 5 SM 10 S 2,5 S 5 S 10 CM 2,5 CM 5 CM 10 C 2,5 C 5 C 10 A longam e n to M áxi m o ( % )

Módulo de Elasticidade 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 PHB PHB T SM 2,5 SM 5 SM 10 S 2,5 S 5 S 10 CM 2,5 CM 5 CM 10 C 2,5 C 5 C 10 M ó dul o de E last ic id ade ( M P a )

Figura 13: Módulo de elasticidade.

A variação do alongamento máximo dos compósitos estudados pode ser observada na figura 12, enquanto a variação dos módulos de elasticidade pode ser observada na figura 13.

A propriedade de alongamento máximo foi claramente melhorada pela presença do plastificante triacetina, entretanto, houve um pequeno ganho de propriedade na presença das fibras. Observa-se ainda que os compósitos com as fibras tratadas, tanto de coco quanto de sisal, apresentaram um desempenho menor do que os compósitos com fibras não tratadas. Observa-se também que o aumento do teor de fibras no compósito, tanto de coco, quanto de sisal, tratadas ou não tratadas, causa uma pequena queda no alongamento.

O fato das fibras não modificadas apresentarem uma contribuição pouco mais acentuada para o alongamento sugere que interação com a matriz polimérica seja menor permitindo que as fibras tenham maior mobilidade durante o ensaio de tração.

A presença das fibras não garantiu um aumento considerável nas propriedades de alongamento, como se desejava. Acredita-se que o aumento da quantidade de fibras na matriz facilite o surgimento de pontos de fragilidade que levam a perda de propriedade; porém, em menor quantidade as fibras contribuem para aumentá-la.

A propriedade de elasticidade do PHB sofre uma queda com a presença do plastificante, entretanto, a presença das fibras no sistema não reverteu esse comportamento.

IV.6 – Microscopia Eletrônica Exploratória: Morfologia e Interação Fibra-Matriz dos Compósitos

A morfologia dos compósitos foi investigada pela técnica de microscopia eletrônica exploratória.

Figura 14: Micrografia da superfície de fratura criogênica do PHB (150X).

Na figura 14 observa-se a micrografia da superfície de fratura de um corpo de prova de PHB injetado; já na figura 15 observa-se a mesma superfície de fratura para um corpo de prova de PHB plastificado com 20% de triacetina.

Figura 15: Micrografia da superfície de fratura criogênica do PHB T (150X).

Observando as superfícies de fratura apresentadas nas figuras 14 e 15, fica claro que o PHB puro é um material mais cristalino que o PHB plastificado com triacetina, a irregularidade da fratura do corpo de PHB demonstra este comportamento bem como as regiões esbranquiçadas da micrografia.

A micrografia do PHB plastificado se apresenta mais homogênea na superfície de fratura e também possui poucas regiões esbranquiçadas, demonstrando que o material se tornou mais amorfo.

Este comportamento é bastante previsível; quando um plastificante é adicionado intencionalmente a uma matriz polimérica, ele insere-se entre as cadeias e confere uma maior mobilidade a elas devido ao distanciamento entre as mesmas, que impede sua ordenação e cristalização.

Figura 16: Micrografia da superfície de fratura criogênica do composto de PHB,

Triacetina e Sisal Modificado (1000X).

Figura 17: Micrografia da superfície de fratura criogênica do composto de PHB,

Figura 18: Micrografia da superfície de fratura criogênica do composto de PHB,

Triacetina e Coco Modificado (1000X).

Figura 19: Micrografia da superfície de fratura criogênica do composto de PHB,

Nas micrografias das figuras 16, 17, 18 e 19 observam-se, respectivamente, os compósitos de PHB com fibra de: sisal modificado coco, sisal, coco modificado e coco.

Aparentemente a única informação segura que pode ser extraída destas imagens é a de que as fibras induziram a cristalinidade das matrizes, as quais apresentam superfícies de fratura irregulares e muitas regiões esbranquiçadas, sugerindo a presença de regiões cristalinas.

Este tipo de efeito é esperado sempre que existe a presença de partículas sólidas em um composto semicristalino. Estas partículas, neste caso as fibras de sisal e de coco, causam o que é conhecido como efeito nucleante; ou seja, as fibras induzem a formação de cristalitos por toda a matriz polimérica, aumentando as cristalinidades dos compósitos quando comparados à matriz sem fibras.

Outra possibilidade é que as fibras possam ter absorvido parte da triacetina que teria migrado da matriz de PHB para os espaços intersticiais das fibras diminuindo a plastificação da matriz e aumentando as regiões cristalinas dos compósitos.

Figura 20: Micrografia da interface da Matriz de PHB T e Fibra de Sisal

Figura 21: Micrografia da interface da Matriz de PHB T e Fibra de Sisal (800X).

Figura 22: Micrografia da interface da Matriz de PHB T e Fibra de Coco

Figura 23: Micrografia da interface da Matriz de PHB T e Fibra de Coco (800X).

Nas micrografias observadas nas figuras 20, 21, 22 e 23 observam-se, respectivamente, as micrografias das interfaces entre a matriz de PHB plastificado com triacetina e as fibras de: sisal modificado, sisal, coco modificado e coco.

Infelizmente não há muita nitidez nas micrografias obtidas, isto se torna um problema, pois gera margem para dúvida o que nos leva a crer que a análise de interação da interface fibra-matiz não se demonstrou eficiente neste caso. Algumas observações foram feitas, entretanto, é difícil com as imagens obtidas, afirmar ou até mesmo apontar tendências.

Nas três últimas micrografias observam-se, aparentemente, a presença de espaços vazios, como uma espécie de folga, entre as fibras e a matriz, mas ao olhar com atenção para a primeira micrografia parece que não existe este espaço entre a fibra de sisal modificado e a matriz polimérica.

É proposto novamente que a acetilação tenha sido mais intensa na fibra de sisal e por isso a fibra de sisal modificada possui um contato mais íntimo com a matriz de PHB do que as outras fibras, que possuem aspecto hidrofílico e por isso não interagem com a mesma eficiência, como era de fato de se esperar. Isto sugere que a acetilação nas fibras de coco

tenha sido menos intensa o que a tornaria menos hidrofóbica. Este resultado viria confirma a tendência já observada nos resultados de FTIR, TGA e de alguns ensaios mecânicos.