Devido à diferente polaridade das poliolefinas e da celulose, a sua interação com fibras de madeira é fraca, resultando em fracas propriedades físicas e mecânicas do produto final. É possível que materiais compósitos sejam preparados a partir de PP, PE, reciclados e mistura desses polímeros e resíduo de celulose.
Com o intuito de estabelecer compatibilidade, a superfície da celulose pode ser modificada por recobrimento com termoplásticos maleatados. Além disso para melhorar o retardamento de chama e minimizar a degradação dos plásticos, vários materiais retardante de chama, resistentes ao calor e antioxidantes, tais como ácido bórico, borato de sódio e hidróxido de magnésio podem ser incorporados aos compósitos durante o processamento. Diversas pesquisas citadas por SEAVEY (1999) revelaram que a adesão e afinidade de substância química entre celulose e uma matriz polimérica podem ser melhoradas modificando a superfície da fibra de celulose ou o polímero pelo uso de vários elementos aditivados.
MALDAS et al. (1990), estudaram o aumento da polaridade de poliestireno, quando modificado com a introdução de grupos carboxila na cadeia polimérica. As propriedades mecânicas dos compósitos são melhoradas, quando a matriz polimérica sofre graftização com grupos de maior polaridade.
ALMA et al. (1995) constataram que a capilaridade da madeira facilita a introdução de monômeros de estireno com metacrilato de metila, seguido da polimerização dos mesmos. A interação polímero-madeira é fornecida pelo grupo metacrilato de metila que forma pontes de hidrogênio com as hidroxilas da madeira. O compósito formado é hidrofóbico, o que aumenta o tempo de vida útil do produto final.
Também, foi estudado os efeitos da adição de modificadores de interface na estrutura e propriedades de compósitos de poliolefinas e fibras de madeira. Embora o uso destas fibras reduza o custo total dos compósitos, estes apresentam baixas propriedades mecânicas quando em ausência de um modificador de interface adequado, como anidrido maleico, peróxido de benzoíla e peróxido de dicumila. Isto é devido ao aumento da heterogeneidade no sistema. Estes processos passam, na maioria das vezes, por pré-tratamento das fibras com silanos e peróxido de benzoíla (ALMA et al., 1995).
De acordo com ENGLISH et al. (1994), os polímeros que formam a parede celular de lignocelulósicos podem ser permanentemente colados pela reação de agente químico orgânico com os grupos hidroxilas ou pelo uso de um catalizador que cause ligações cruzadas. Estes tratamentos aumentam a estabilidade dimensional de compósitos, mas podem causar diminuição da resistência. Um dos
tratamentos mais utilizados foi a acetilação da madeira com anidrido acético. Os autores comentam que um dos sistemas químicos de ligações cruzadas entre fibra e polímero mais estudado é a reação entre os grupos hidroxilas da parede celular e o formaldeído. Ligações cruzadas podem tomar lugar entre os grupos hidroxilas de mesmas cadeias ou entre diferentes cadeias de celulose, hemicelulose e lignina. Ligações cruzadas, entre formaldeído e fibras de madeira, têm sido testadas experimentalmente para aumentar a resistência à umidade do papel.
RIALS et al. (2000), ressaltam a necessidade de melhorar os fatores que influenciam a adesão, de forma a melhorar a interação entre as diferentes fases que são estabelecidas na formação de compósitos polímero-madeira. Os autores trabalharam com polpa de madeira de carvalho vermelho para descrever os efeitos da estrutura das camadas externas das fibras da madeira na interação com polipropileno e sua influência na morfologia e propriedades dos compósitos. As conclusões foram de que as características hidrofóbicas das fibras diminuíram e de que houve maior interação dessas com o polipropileno, pelo tratamento com silanos e produtos de titânio. Também, a interação polímero-fibra foi aumentada pelo uso de uma amina graxa, por meio da diminuição das características hidrofóbicas das faces da fibra. Porém, estes tratamentos provocaram perdas nas propriedades mecânicas dos compósitos.
Isocianatos, silanos e peróxido de benzoíla são os principais agentes que tiveram sua influência comprovada na melhoria dos compósitos. Esse último apresentou melhores resultados quando usado com LDPE do que com HDPE. Por outro lado, o pré-tratamento com silano mostrou pequeno aumento da resistência mecânica, quando comparado com o aumento obtido com peróxido de benzoíla (BATAILLE et al., 1990).
BENGTSSON et al. (2005) estudaram a possibilidade do uso da tecnologia dos silanos para obter compósitos de polietileno com serragem de madeira com ligações cruzadas. HDPE graftizado com viniltrimethoxy silane (XLPE) foi usado para confecção de compósitos com serragem de madeiras de Pinus sp. e Picea sp. e comparado com compósitos confeccionados com HDPE não graftizado. Foi verificado um aumento da resistência à tração com o aumento da proporção de serragem usada, nos compósitos com HDPE graftizado. Desde que nos compósitos
de HDPE não graftizado isso não foi verificado, os autores consideraram como uma indicação de que houve melhor interação entre a madeira e o polímero nos compósitos onde a matriz foi graftizada com silano.
Outra opção muito utilizada é o uso de poliolefinas modificadas com anidrido maleico. RAJ et al (1989) usando fibras tratadas com HDPE e LDPE, modificados com anidrido maleico, confeccionaram compósitos com melhor resistência à tração que com o uso de fibras não tratadas. SELKE & CHILDRESS (1993) obtiveram melhores propriedades mecânicas em compósitos confeccionados com fibras de madeira de Populus sp. e HDPE, quando foi adicionado aos compósitos polipropileno modificado com MAPP, nas proporções de 1%, 3% e 5% em peso.
Atualmente, outros tratamentos também têm sido estudados, com finalidade de melhorar a adesão entre polímero e fibras de madeira e conseqüente melhora das propriedades mecânicas dos compósitos. Pré-tratamento das fibras com calor, em atmosfera controlada, foi testado em compósitos de HDPE e serragem de Picea sp. por ROBIN & BRETON (2001), enquanto ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH) foi usado em compósitos de polietileno de baixa densidade linear (LLDPE) e serragem de Pinus radiata por KIM et al. (2005). Em ambos os casos, foi constatado melhora nas propriedades dos compósitos de fibras tratadas.
De acordo com diversos autores, os agentes de acoplamento mais utilizados são à base de anidrido maleico e ácido acrílico (CORREA et al., 2003; GATENHOLM et al., 1993). LAI et al. (2003) estudaram o uso de anidrido maleico em diferentes poliolefinas, mostrando os melhores resultados quando usado para funcionalizar HDPE e LLDPE.
COLOM et al (2002) analisaram a influência de pré-tratamento das fibras de madeira de Populus sp. em compósitos confeccionados com diferentes proporções de HDPE e fibras. Os autores utilizaram silano e epolene, concluindo que a adição desses dois agentes de acoplamento melhoraram a dispersão da fase contínua de HDPE.
Mais ainda, foi verificado que o tratamento com silano facilitou o contato direto entre fibras lignocelulósicas e matriz HDPE, de forma mais intensa que para os compósitos onde a fibra não foi tratada ou onde foi usado epolene. As diferenças observadas entre os compósitos foram explicadas por meio dos mecanismos de
adesão. Segundo esse estudo, o mecanismo de adesão principal para os compósitos não tratados foi a interdifusão, para os compósitos tratados com epolene um mecanismo múltiplo de adsorção-molhabilidade e para os compósitos modificados com silano um mecanismo de ligações químicas covalentes (COLOM et al., 2002).
BLEDZKI & FARUK (2004) prepararam compósitos com polipropileno e fibras de madeira curtas e longas. Diversos parâmetros foram analisados nas propriedades de absorção de umidade, resistência ao impacto e cisalhamento. Os principais resultados mostraram que o teor de umidade dos compósitos aumenta com o aumento da proporção de fibras, mas que o uso de um agente compatibilizante MAH-PP, na proporção de 5%, reduziu a higroscopicidade em torno de 75% para compósitos confeccionados com PP e fibras longas.
JOLY et al. (1996) também estudaram técnicas de graftização para melhorar a adesão interfacial entre fibras de celulose e PP. Num tratamento, a superfície das fibras de celulose foram graftizadas com PP por meio de um éster, que proporcionou segmentos de cadeia livres para co-cristalizar e permitir a ligação com a massa de PP. Um outro tratamento estudado foi a graftização de pequenos grupos alifáticos da superfície das fibras usando um uretano, o que diminuiu a higroscopicidade das fibras. Em geral, os dois tratamentos proporcionaram melhor adesão interfacial entre as fibras de celulose e PP, com conseqüente aumento das propriedades mecânicas dos compósitos.
STARK & MATUANA (2002) estudaram a fotodegradação de compósitos de HDPE e serragem de madeira, tratados com fotoestabilizantes, depois de envelhecimento acelerado que variou de 250 a 2000 horas. Foi verificado que as propriedades de resistência à flexão do HDPE puro são imediatamente afetadas pela exposição à luz ultravioleta, enquanto para os compósitos de HDPE e serragem isto não ocorre até 2000 horas de exposição. Os resultados também indicaram que o uso de corantes e de ultraviolet absorbers (UVA) foram mais efetivos que o uso de
hindered amine light stabilizers (HALS), como fotoestabilizantes dos compósitos,