Sistema de Submissão de Resumos, I Encontro de Iniciação Científica - 2011 (ENCERRADO)

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NANOCOMPÓSITOS POLIMÉRICOS COM CELULOSE WHISKER
Danielle Gonzales, Marcia Aparecida da Silva Spinacé

Última alteração: 2011-09-21

Resumo


Introdução

Atualmente é crescente o uso de fibras com dimensões nanométricas extraídas de fibras lignocelulósicas para aplicações na área automobilística, aeronáutica, reforços em materiais compósitos, etc. Há interesse no uso de fibras naturais em substituição às fibras inorgânicas como fase dispersa em compósitos poliméricos devido a vantagens econômicas e ambientais. Além disso, o uso de fase dispersa nanoestruturada resulta em melhora significativa nas propriedades dos compósitos. A fibra celulósica com dimensões nanométricas é chamada celulose whisker (CW) e pode ser obtida por hidrólise ácida (H2SO4). No entanto, o ácido sulfúrico diminui a estabilidade térmica da CW, pois age como catalisador da degradação.

Objetivo

O objetivo deste projeto foi estudar a extração e caracterização da CW a partir de resíduos têxteis e usá-las em nanocompósitos poliméricos.

Metodologia

As fibras foram extraídas com H2SO4 64 % em massa, além de tempo e temperatura definidos. A solução resultante foi lavada com água e centrifugada até pH 6. O sobrenadante foi purificado por diálise e mantido em solução, ou seco em estufa à vácuo. O polipropileno (PP) virgem e funcionalizado com anidrido maleico foi misturado com a CW funcionalizada com organosilano e prensado com aquecimento (» 170 oC) na forma de placas. Foram realizadas caracterizações térmicas (DSC e TGA), difração de raios-X e caracterizações morfológicas (MEV e AFM) da CW.

Resultados e discussão

Nas caracterizações da CW foi possível observar que com menor tempo de reação obtém-se a CW menos degradada, já que há menos contato com o ácido, porém se o tempo não for o suficiente para a reação ocorrer completamente sobra fibras em dimensão micrométrica. As caracterizações térmicas indicaram que um maior tempo de reação resulta em um produto com uma menor estabilidade térmica. Baseado nas medidas de FTIR da amostra de CW verificou-se que foram obtidos picos semelhantes aos da nanocelulose II. As imagens de MEV demonstram que em hidrólise de 30 min há além de nanofibras, também nanocristais, o que garante que a amostra foi hidrolisada por tempo além do necessário.

Conclusão

O tempo de reação encontrado como próximo ao ideal foi de 10 min, e a temperatura de aproximadamente 39 ºC. A funcionalização da fibra não foi adequada para promover a adesão e dispersão no compósito nas condições que foram usadas. A obtenção da celulose whisker é uma solução para que as indústrias têxteis agreguem valor a seus resíduos.