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Comportamento físico-mecânico, térmico, estrutural e morfológico em compósitos de polietileno de alta densidade pós-consumo e fibras curtas de sisal (PEADpc/FS) com e sem compatibilizante / Physical-mechanical, thermal, structural and morphological behavi

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Academic year: 2020

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 5, p. 32725-32742 may. 2020. ISSN 2525-8761

Comportamento físico-mecânico, térmico, estrutural e morfológico em

compósitos de polietileno de alta densidade pós-consumo e fibras curtas de

sisal (PEADpc/FS) com e sem compatibilizante

Physical-mechanical, thermal, structural and morphological behavior in

post-consumption high density polyethylene composites and short sisal fibers

(HDPEpc / FS) with and without compatibilizer

DOI:10.34117/ bjdv6n5-643

Recebimento dos originais: 20/04/2020 Aceitação para publicação: 31/05/2020

Debora Nascimento Mateus Graduanda em Tecnologia de Polímeros

Instituição: Fundação Centro Universitário Estadual da Zona Oeste, UEZO E-mail: [email protected]

Daniele Cruz Bastos

Doutora em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pelo Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil

Instituição: Fundação Centro Universitário Estadual da Zona Oeste, UEZO

Endereço: Avenida Manuel Caldeiras de Alvarenga, 1203, Campo Grande, CEP: 23070-200, Rio de Janeiro – RJ, Brasil

E-mail: [email protected] / [email protected] Elaine Vidal Dias Gomes Líbano

Doutora em Ciência e Tecnologia de Polímeros pelo Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano, IMA - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

Instituição: Fundação Centro Universitário Estadual da Zona Oeste, UEZO

Endereço: Avenida Manuel Caldeiras de Alvarenga, 1203, Campo Grande, CEP: 23070-200, Rio de Janeiro – RJ, Brasil

E-mail: [email protected] / [email protected] Patricia Soares da Costa Pereira

Doutora em Ciência e Tecnologia de Polímeros pelo Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano, IMA - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

Instituição: Fundação Centro Universitário Estadual da Zona Oeste, UEZO

Endereço: Avenida Manuel Caldeiras de Alvarenga, 1203, Campo Grande, CEP: 23070-200, Rio de Janeiro – RJ, Brasil

E-mail: [email protected] / [email protected] RESUMO

A produção e o consumo de materiais que utilizam plásticos têm sido cada vez mais estudados, uma vez que o uso excessivo de sua matéria-prima, o petróleo, e a sua incorreta destinação final podem trazer sérios danos ao meio ambiente. O uso de fibras naturais como reforçadores para termoplásticos tem despertado interesse crescente, principalmente para termoplásticos reciclados, devido ao baixo custo, utilização de recursos naturais brasileiros disponíveis, além de contribuir para a despoluição ambiental. No presente trabalho foram preparados em extrusora dupla rosca

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compósitos de PEAD pós-consumo (PEADpc), fibras de sisal 20 e 30% (m/m) com e sem o uso de agente compatibilizante 5% (m/m). Os materiais foram prensados para a caracterização através de ensaios físico-mecânicos, térmico, estruturais e morfológico. A presença do compatibilizante não alterou a densidade dos materiais obtidos, porém provocou uma diminuição na Dureza e no MFI do compósito com maior teor de carga. O compósito com maior quantidade de fibra e na presença de compatibilizante mostrou menor valor de absorção de água e melhor estabilidade térmica. Os resultados de difração de raios X para os compósitos compatibilizados mostraram uma melhor interação da matriz com a fibra. A análise de espectroscopia na região do infravermelho demonstrou a existência de interação física entre os componentes. Na microscopia eletrônica de varredura foi observado que a presença do compatibilizante melhorou a aderência fibra-matriz.

Palavras-chave: compósitos, fibras de sisal, compatibilizante. ABSTRACT

The production and consumption of materials that use plastics have been increasingly studied, since the excessive use of its raw material, oil, and its incorrect destination can cause serious damage to the environment. O uso de fibras naturais como reforçadores para termoplásticos tem despertado interesse crescente, principalmente para termoplásticos reciclados, devido ao baixo custo, utilização de recursos naturais brasileiros disponíveis, além de contribuir para a despoluição ambiental. In the present work, post-consumer HDPE composites (HDPEpc), 20 and 30% (w/w) sisal fibers were prepared in a twin screw extruder with and without the use of a 5% (w/w) compatibilizing agent. The materials were pressed for characterization through physical-mechanical, thermal, structural and morphological tests. The presence of the compatibilizer did not change the density of the materials obtained, but it did cause a decrease in the Hardness and MFI of the composite with a higher load content. The composite with the highest amount of fiber and in the presence of compatibilizer showed lower water absorption value and better thermal stability. The X-ray diffraction results for the compatible composites showed a better interaction of the matrix with the fiber. The spectroscopy analysis in the infrared region demonstrated the existence of physical interaction between the components. In scanning electron microscopy, the presence of improved compatibility in the fiber-matrix bond was observed.

Keywords: composites, sisal fibers, compatibilizer.

1 INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, fibras naturais à base de celulose, como juta, cânhamo, sisal e rami, atraíram atenção por causa de suas propriedades especiais e sua utilização como reforço em compósitos poliméricos, substituindo fibras de vidro e outros materiais sintéticos (ISHAK et al.,2013; KABIR. Et al.,2012; SAW, et al.,2011). Um fator importante que favorece o emprego das fibras naturais como insumo renovável é a crescente perspectiva de economia de energia por meio da redução de peso dos componentes, bem como aspectos ligados à recuperação das matérias-primas e ao reaproveitamento dos materiais no final do ciclo de vida do produto (LUZ, 2008).

As fibras naturais são amplamente utilizadas na preparação de compósitos termoplásticos, porque, comparadas às fibras inorgânicas tradicionais, como vidro e carbono, são baratas e leves,

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possuem resistências à tração relativamente altas e módulos de elasticidade flexíveis e são biodegradáveis (ZHOU, et al., PIETAK, et al., 2007; HO, et al., 2012). Entre as fibras naturais, a fibra de sisal tem sido amplamente utilizada em compósitos de polímeros / fibras naturais devido à sua ampla disponibilidade, tempo curto de renovação, facilidade de cultivo, baixo custo, baixa densidade, e excelentes características físicas e mecânicas tornando-se um reforço promissor adequado para um compósito (CHAND et al., 1988; SAHEB e JOG, 1999; LI et al., 2000; MOTHÉ e ARAÚJO, 2004; SYMINGTON et al., 2009; WU, 2011; RAMIRES et al., 2012).

Apesar das inúmeras vantagens, existem algumas desvantagens associadas ao uso de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos. Isso inclui a incompatibilidade entre fibras e matrizes poliméricas, tendência a formar agregados durante o processamento, baixa resistência à umidade, menor resistência ao fogo, temperaturas limitadas de processamento, menor durabilidade e variação na qualidade e preço (PRACELLA et al., 2006; ARAÚJO et al., 2008; DITTENBER, et al., 2012).

A incompatibilidade entre fibras naturais e matrizes poliméricas leva a uma baixa resistência da interface e uma fraca dispersão em comparação com os compósitos de fibra de vidro ou carbono. A principal causa para esta desvantagem é a presença de hidroxila e outros grupos polares nas fibras naturais, o que os torna de natureza hidrofílica. Essa característica hidrofílica das fibras naturais afeta as propriedades mecânicas dos compósitos poliméricos, uma vez que a presença de água nas fibras pode levar a uma baixa processabilidade e formação de produtos porosos durante a fabricação dos compósitos (SAHEB e JOG, 1999; KU et al., 2011; MISHRA et al., 2004). Por isso, uma interface forte é essencial para maximizar o potencial dos compósitos de fibras naturais, a fim de colaborar na transferência de tensão da matriz e da fibra. Para melhorar essa compatibilidade com a matriz polimérica hidrofóbica é necessário a modificação do polímero com grupos polares (como anidrido maleico, ácido esteárico ou metacrilato de glicidil) (KEENER et al., 2004; PRACELLA et al., 2006; DITTENBER et al., 2012; XIE et al., 2010; SHIH et al., 2007; CHEN et al., 2009). O agente compatibilizante mais frequentemente usado para esta aplicação é um copolímero de polietileno enxertado com anidrido maleico (KEENER et al., 2004). As interações entre os grupos anidrido do agente compatibilizante e dos grupos hidroxila das fibras naturais podem superar o problema da incompatibilidade aumentando assim as propriedades mecânicas e o desempenho dos compósitos resultantes (KAZAYAWOKO et al., 1999; LU et al., 2001).

A reciclagem de plásticos pós-consumo e sua utilização como matéria-prima para o desenvolvimento de produtos com valor agregado tornaram-se uma meta importante em todo o mundo, considerando o imenso valor potencial dos materiais processados e as implicações desses

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resíduos e poluição resultantes da não utilização deles. O uso de plásticos reciclados não apenas diminui o consumo de recursos naturais e energia, mas também fornecem um meio eficaz e seguro de descartar resíduos plásticos (KHAN e SIDDIQUEE et al., 2010). Os polietilenos têm sido amplamente utilizados como matrizes em compósitos reforçados com fibras naturais devido ao seu excelente valor (custo e desempenho), propriedades físicas relativamente modestas, facilidade de processamento, reciclagem, propriedades mecânicas adequadas e por possuir baixas temperaturas de fusão, normalmente 200–2200 C, abaixo do ponto de degradação do componente lignocelulósico (FORLIN e FARIA, 2002; ARAÚJO et al., 2008; CESTARI, 2010; KHAN et al., 2010; LÍBANO et al., 2019).

Assim, a fibra de sisal foi escolhida neste artigo como agente reforçador de compósitos preparados a partir de PEAD pós-consumo como matriz polimérica, na tentativa de agregar valor às fibras lignocelulósicas e ao PEAD reciclado com o objetivo de avaliar o comportamento físico-mecânico, estrutural, térmico e morfológico dos compósitos sem e com compatibilizante.

2 METODOLOGIA 2.1 MATERIAIS

O PEAD pós-consumo foi fornecido pela empresa de Reciclagem Peterlu, Seropédica, Rio de Janeiro. A Fibra de Sisal in natura, foi obtida da Empresa SISALSUL, São Paulo- SP, Brasil. O agente compatibilizante, um polietileno funcionalizado (PEAD enxertado com anidrido maleico – PE-g-MA) foi fornecido pela Polybond, sob o nome comercial de Polybond 3009, com 1,0% de anidrido maleico (nominal) e índice de fluidez de 4g/10min (ASTM D1238, 190 °C/2,16Kg).

2.2 OBTENÇÃO DAS FIBRAS DE SISAL

Inicialmente foi feita a trituração da fibra de sisal em Picador de palmas (triturador forrageiro) com peneira de 0,8 mm, reduzindo o comprimento para aproximadamente 2 a 4 mm. As fibras foram lavadas com água por 1 hora com agitação a 80 °C, peneiradas e secas em estufa a 40 °C por 24 horas. Antes do processamento dos compósitos as fibras foram secas por 1 hora a 100°C.

2.3 PREPARAÇÃO DOS COMPÓSITOS

Foram preparados compósitos de PEADpc com FS (20 e 30% m/m) e compatibilizante (5%m/m) em extrusora dupla-rosca co-rotatória Teck Tril, modelo DCT 20-40, com temperaturas das zonas variando de 90 à 190ºC da alimentação até a saída da matriz, e rotação de 65 rpm. Após o processo de extrusão dos materiais o extrusado foi triturado e acondicionado.

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 5, p. 32725-32742 may. 2020. ISSN 2525-8761 2.4 PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA

Os corpos de prova dos materiais foram confeccionados em prensa hidráulica de aquecimento, marca Marconi, modelo MA 098, a partir da prensagem das amostras peletizadas que foram obtidas durante a extrusão. Sob a temperatura de 190°C, com 1 minuto na prensa quente para fundir e depois durante 3 minutos e com pressão de 5 toneladas para formação do filme, retiradas e em seguida foram resfriadas na prensa fria durante 3 minutos assim obtendo os filmes dos materiais (LÍBANO et al.,2019). A Tabela 1 apresenta a formulação e nomenclatura dos materiais.

Tabela 1 - Composição dos materiais obtidos

Nomenclatura PEAD (%m/m) FS (%m/m) PE-g-MA (%m/m)

PEADpc 100 0 0 SI20% 80 20 0 SI30% 70 30 0 SI20%CO5% 76 19 5 SI30%CO5% 66,5 28,5 5 2.5 CARACTERIZAÇÃO 2.5.1 Densidade

A análise de massa específica das amostras foi executada segundo a norma ASTM D792-13 (2013). O equipamento (modelo DSL 910- GEHAKA) forneceu o valor da massa específica do material analisado. Para cada amostra foram excluídos o maior e o menor valor, calculando-se a média aritmética das cinco determinações (LÍBANO et al.,2019).

2.5.2 Dureza

Os ensaios de dureza foram executados segundo a norma ASTM D2240–05 (2010). O Durômetro Shore D (Type GS 702) forneceu o valor da dureza Shore D do material analisado. Para cada amostra foram excluídos o maior e o menor valor, calculando assim a média aritmética das cinco determinações (LÍBANO et al.,2019).

2.5.3 Índice de fluidez (MFI)

O índice de fluidez das amostras foi avaliado segundo a norma ASTM D-1238-01 (2002) no Medidor de índice de fluidez (CEAST- Quick Index). Foram utilizados 5,00g de cada amostra, a uma temperatura de 190ºC e submetido à carga de 2,160 Kg. A partir dos dados obtidos, foi calculado o valor do índice de fluidez, cuja unidade é expressa em gramas/10 minutos. Para cada

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amostra foram excluídos o maior e o menor valor, calculando assim a média aritmética das cinco determinações (LÍBANO et al.,2019).

2.5.4 Absorção de água

O ensaio de absorção de água foi realizado conforme a norma ASTM D570-98 (1999) no laboratório de tecnologia de materiais do UEZO. Foram preparados corpos de prova feitos a partir de filmes prensados. As amostras foram pesadas (M1) após secas em estufa, em temperatura de 50ºC por 24h (BECKE et al.,2014). Cada amostra foi mergulhada na água destilada em temperatura ambiente, durante períodos de 24, 72 e 384 horas, tendo seu peso medido (M2) após a secagem manual das amostras. A absorção de água (WA) foi então calculada conforme a fórmula:

𝑊𝐴(%) =(100 𝑥(𝑀2 − 𝑀1))

𝑀1 (𝐸𝑞𝑢𝑎çã𝑜 1)

2.5.5 Análise termogravimétrica (TGA)

A análise termogravimétrica foi realizada no analisador termogravimétrico TA INSTRUMENT Q600, sob atmosfera de Nitrogênio, em uma vazão de 50mL/minuto, a uma taxa de aquecimento de 10°C/ min, temperatura entre 30 e 700 °C (CESTARI, 2010).

2.5.6 Difratometria de raios X (DRX)

A estrutura cristalina do PEADpc e dos compósitos foi investigada por difratometria de raios X no Difratômetro de raios-X Rigaku Miniflex, modelo DMAX 2200. Os difratogramas foram obtidos utilizando-se tensão de 40 kV e corrente de 30 mA, com ângulo de varredura entre 2-50º, utilizando a amostra dos compósitos e PEADpc sob forma de filme de 1 mm de espessura (CESTARI, 2010).

2.5.7 Espectroscopia de Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR)

Os materiais foram caracterizados por análises de FTIR (FTIR - modelo Nicolet 6700 da Thermo Scientific) no modo ATR, utilizando cristal de ZnSe, na faixa de número de ondas de 600- 4000 cm-1, com 32 varreduras por análise e resolução de 8cm-1.

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 5, p. 32725-32742 may. 2020. ISSN 2525-8761 2.5.8 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

A análise microscópica da superfície da fibra e da superfície fraturada (em nitrogênio líquido) dos materiais foi realizada em microscópio eletrônico de varredura QUANTA FEG 250, utilizando a voltagem de aceleração de elétrons igual a 15 KV e magnitude de ampliação de imagem 1600 vezes. A superfície foi previamente recoberta com latão.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Densidade, Dureza e MFI

A presença do sisal promoveu uma redução na Densidade, Dureza e MFI dos compósitos de PEAD/FS quando comparado ao PEADpc (Figura 1a, 1b e 1c).

A característica de hidrofilicidade das fibras naturais faz com que haja formação de espaços vazios na interface fibra-matriz, reduzindo assim os valores de densidade (MARCOVICH, 2001). Os compósitos com menores teores de fibra apresentaram menor densidade (SI20% e SI20%CO5%). O PE-g-MA não afetou a densidade (Figura 1a) dos compósitos considerando um mesmo teor de fibra.

As fibras podem diminuir a resistência mecânica à penetração devido a sua hidrofilicidade promovendo um efeito plastificante na superfície e promovendo assim a diminuição da Dureza (PAIVA et al., 2000). O PE-g-MA afetou a dureza dos compósitos (Figura 1b). Houve uma redução de aproximadamente 38% na Dureza Shore D do compósito com maior teor de fibra (SI30%CO5%).

Figura 1: Influência da adição da FS e PEAD-g-MA nos ensaios físico-mecânicos de compósitos de matriz PEADpc: a) Densidade; b) Dureza; c) MFI

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A adição de reforço geralmente reduz o índice de fluidez (Figura 1c) dos compósitos poliméricos pois a presença das fibras na matriz restringe a mobilidade das macromoléculas, dificultando o fluxo do polímero fundido e consequentemente aumentando a viscosidade (ROCHA et al., 1994). No compósito com maior teor de fibra e presença do PE-g-MA (SI30%CO5%) houve uma redução de aproximadamente 64% no MFI (Figura 1c).

Absorção de água

A absorção de água dos compósitos de PEADpc/FS é ilustrada na Figura 2. Há uma tendência de aumento de massa até a terceira semana de ensaio e após esse tempo ocorre a estabilização ou queda nos valores indicando a saturação do sistema.

De uma maneira em geral, os compósitos com menores teores de fibra sem e com compatibilizante apresentaram maiores valores de absorção. Esse resultado corrobora com o resultado da análise de Densidade aonde foi observado uma redução nos valores possivelmente em decorrência da higroscopicidade da fibra natural que faz com que haja formação de espaços vazios na interface fibra-matriz (MARCOVICH, 2001). O compósito com maior teor de fibra e compatibilizado (SI30%CO5%) apresentou menor absorção durante todas as semanas de ensaio pois provavelmente o compatibilizante em contato com a superfície do reforço interage com as fibras por meio das ligações covalentes ou ligações de hidrogênio causando uma melhor interação entre fibra e matriz diminuindo a ocorrência de espaços vazios na interface e por consequência diminuindo assim a higroscopicidade da fibra (Xie et al., 2010).

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 5, p. 32725-32742 may. 2020. ISSN 2525-8761 Análise Termogravimétrica (TGA)

As características de estabilidade térmica do polímero e dos compósitos foram analisadas por termogravimetria (TGA), visando verificar as possíveis modificações de comportamento ocorridas pela adição do sisal e do PEAD-g-MA no polímero.

A influência da adição do sisal nos compósitos sem e com a presença de PEAD-g-MA pode ser observada através da análise do perfil de decomposição desses materiais (Figuras 3 e 4). A Tabela 2 apresenta os valores das temperaturas inicial (Tonset) e final (Tfinal) de degradação e da Tmáx (temperatura na qual aconteceu o máximo da degradação) do PEADpc, sisal e dos compósitos sem e com PEAD-g-MA.

Através da análise das curvas foi possível observar que a perda de massa do PEADpc ocorre em apenas uma etapa enquanto a da fibra apresenta três processos distintos.

O PEADpc iniciou a degradação em 451ºC e terminou em 483ºC (Tabela 1). A fibra apresentou valores de Tonset de 262 e 338 ºC e Tfinal de 371ºC correspondentes a degradação da celulose e seus derivados (MANFREDI et al., 2006; YANG et al., 2007).

Figura 3: Curvas de TGA do PEADpc, sisal e seus compósitos sem e com compatibilizante.

0 100 200 300 400 500 600 700 0 25 50 75 100 Ma ssa ( %) Temperatura (ºC) PEADpc SISAL SI20% SI30% SI20%CO5% SI30%CO5%

Todos os compósitos apresentaram três valores para Tonset e Tmáx, exceto o compósito SI30%CO5% que mostrou apenas dois valores para cada temperatura. A Tonset desse compósito

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ocorreu em temperatura mais alta (308ºC) indicando provavelmente que a presença do compatibilizante aumentou a interação entre a fibra e a matriz corroborando com os resultados de absorção de água. A Tfinal dos compósitos permaneceu praticamente inalterada.

Figura 4: Curvas de DTGA para PEADpc, sisal e compósitos sem e com compatibilizante.

0 100 200 300 400 500 600 700 0 5 10 15 20 25 30 35 DTGA ( %/min) Temperatura (ºC) PEADpc SISAL SI20% SI30% SI20%CO5% SI30%CO5%

Tabela 2 - Valores de degradação térmica do PEADpc, sisal e dos compósitos sem e com compatibilizante.

Amostras Tonset (oC) Tfinal (oC) Tmáx (oC)

PEADpc 451 483 471 SISAL 262/338 371 289/356 SI20% 259/334/448 481 283/354/469 SI30% 235/331/448 482 279/350/470 SI20%CO5% 263/335/449 482 289/351/470 SI30%CO5% 308/449 483 353/470 Difratometria de raios X (DRX)

A Figura 5 apresenta os difratogramas de DRX do PEADpc, sisal e dos compósitos sem e com agente compatibilizante. O PEADpc apresenta três picos característicos em 2Ɵ = 21,2º; 23,5º e 35,8º que estão relacionados aos planos (110), (200) e (020), respectivamente, em uma região cristalina do polietileno, sendo o mais intenso em 21,2º (FURTADO et al., 2020). O DRX do sisal mostra dois picos intensos e bem definidos os quais estão associados aos planos cristalográficos (101) e (002), como observado na Figura Y. O pico em 2Ɵ = 16,4º corresponde ao plano cristalográfico (101) e o pico em 2Ɵ= 23º corresponde ao plano (002), respectivamente (MARTIN,

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et al., 2010; TEODORO et al., 2011). Nos compósitos com agente compatibilizante ocorreu uma diminuição da intensidade dos picos, ou seja, uma queda no índice de cristalinidade da matriz de PEADpc como uma consequência da possível interação da matriz com a fibra (YONG et al., 2007).

Figura 5: Difratogramas de raios X do PEADpc e dos compósitos com o sisal sem e com compatibilizante.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Int en sidad e ( u.a .) 2q(graus) PEADpc SISAL SI20% SI30% SI20%CO5% SI30%CO5%

Espectroscopia de Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR)

A Figura 6 mostra os espectros de FTIR-ATR das amostras. As principais bandas de absorção na fibra de sisal são valência ou stretching em 3312 cm-1 (O-H presente na celulose), entre 2926-2928 cm-1 (-CH2), em 1730 cm-1 (C=O da hemicelulose) e em 1238 cm-1 (C-O-C). Em relação ao PEAD, três principais bandas de absorção estão associadas ao modo de vibração da ligação C-H: valência ou stretching entre 2950 e 2840 cm-1; pêndulo ou bending entre 1350 e 1450 com-1 e torção ou rocking em aproximadamente 700 cm-1. Observa-se que o pico referente a hidroxila, presente na fibra, diminui nos materiais compósitos, mostrando que o PEADpc serve como barreira à absorção de água em relação à fibra de sisal. Como é possível observar picos tanto do PEADpc como da fibra nos materiais compósitos, pode-se inferir que a interação entre os materiais é de natureza física (DUN et al., 2019; TORRES et al., 2010).

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Figura 6: Espectros de FTIR-ATR dos materiais.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Absor bâ ncia (u .a. ) Número de onda (cm-1) Sisal PEADpc SI20% SI30% SI20%CO5% SI30%CO5%

Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

As imagens de MEV estão apresentadas na Figura 7. As micrografias mostram imagens da fibra de sisal, da matriz termoplástica de PEAD e dos compósitos. Observa-se a presença de vazios na matriz, porém com o uso do compatibilizante as fibras estão mais embebidas na matriz, mostrando uma melhor interação, corroborando os resultados de densidade, absorção de água, análise térmica e difração de raios-X.

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Figura 7: MEV dos materiais (Aumento de 1600 x).

PEADpc Sisal

SI20% SI20%CO5%

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 5, p. 32725-32742 may. 2020. ISSN 2525-8761 4 CONCLUSÃO

A interação entre o PEADpc e a FS são de natureza física. A presença do PE-g-MA e da fibra de sisal influenciaram nas propriedades físico-mecânico, estrutural, térmico e morfológico dos compósitos. Apesar de apresentar o menor valor de dureza o compósito SI30%CO5% apresentou resultados mais satisfatórios visto que apresentou uma densidade próxima ao do PEADpc, uma menor absorção de água e uma melhoria na estabilidade térmica. As análises de DRX, TGA e MEV sugeriram uma possível melhoria na interação da matriz com a fibra em decorrência da presença do PE-g-MA. A obtenção de compósitos com matriz de PEADpc e FS tornam-se uma alternativa para a reciclagem desses resíduos e constitui uma opção para a redução de custos em aplicações industriais e ajuda na preservação do meio ambiente.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj), à Peterlu e à Polybond.

REFERÊNCIAS

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Tabela 1 - Composição dos materiais obtidos
Figura 1: Influência da adição da FS e PEAD-g-MA nos ensaios físico-mecânicos de compósitos de matriz PEADpc:
Figura 2: Absorção de água do PEADpc e seus compósitos sem e com compatibilizante
Figura 3: Curvas de TGA do PEADpc, sisal e seus compósitos sem e com compatibilizante
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