Biocompósitos a partir de matriz ligno-poliuretânica reforçada por fibras lignocelulósicas

• Processo: 09/16249-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de março de 2010
• Vigência (Término): 31 de agosto de 2012
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Elisabete Frollini
• Beneficiário: Elaine Cristina Ramires
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Fibras lignocelulósicas Lignina
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: compósitos | Fibras Lignocelulósicas | Lignina | Polímeros

Resumo

A substituição de fibras sintéticas por fibras naturais consiste em possibilidade importante, pelo fato de estas fibras serem oriundas de fonte renovável, biodegradáveis e de baixo custo. Dentre as fibras naturais com potencial de aplicação, destacam-se as fibras de curauá e de coco, que quando misturadas a polímeros, podem dar origem a produtos com menor densidade, com potencial para importantes aplicações. As interações fibra-matriz na interface têm grande influência nas propriedades dos materiais obtidos. Estas interações podem ser intensificadas, por exemplo, introduzindo modificações na superfície das fibras, as quais podem ocorrer via tratamentos. Neste contexto, no presente projeto, visando modificar a superfície das fibras, é pretendido: (1) modificar a superfície das fibras de curauá e de coco pelo tratamento com ultra-som e ar ionizado. Durante o desenvolvimento do trabalho, outras fibras lignocelulósicas também poderão ser consideradas; (2) derivatizar os grupos hidroxila das fibras de curauá e de coco via reações com diferentes anidridos cíclicos [os quais podem corresponder a anidrido succínico (AS), que pode ser obtido a partir do ácido succínico, o qual por sua vez pode ser obtido a partir da fermentação de açúcares, podendo ser originado, portanto, de produtos naturais, e ftálico (AF), devido a disponibilidade e relativamente baixo custo, visando obter materiais contendo grupos carboxílicos (introduzidos via formação de uma ligação éster e abertura de anel do anidrido) os quais podem estabelecer intensas ligações hidrogênio na interface com a matriz, devido aos grupos funcionais presentes na matriz que será utilizada; (3) Avaliar a energia de superfície das fibras modificadas ou não via Cromatografia Gasosa Inversa (IGC), Solvatocromismo, com o objetivo de avaliar que tratamento (s) favorece (m) em maior intensidade as interações na interface fibra-matriz (4) Avaliar outras propriedades que são importantes para verificar efeito dos tratamentos sobre as fibras, tais como resistência à tração, análise térmica (Calorimetria Exploratória Diferencial, DSC; Termogravimetria, TG), microscopia eletrônica de varredura, (MEV), cristalinidade, espectroscopia na região de infravermelho (IV), ressonância magnética nuclear no estado sólido, de hidrogênio (1H) e de carbono (13C) (6) Preparar resinas ligno-poliuretânicas, usando ligninas, obtidas de fibras lignocelulósicas, como "macromonômeros", as quais serão utilizadas como matriz em compósitos reforçados por fibras de curauá e de coco, obtendo-se assim biocompósitos; (7) Caracterizar a matriz obtida por IGC, solvatocromismo, visando comparar parâmetros de superfície das fibras modificadas ou não, com os da matriz, com o objetivo de correlacionar estes dados com propriedades dos materiais que sejam influenciadas pelas interações na interface fibra-matriz, por MEV, análise térmica (DSC, TG e análise térmica dinâmico mecânica, DMTA), resistência ao impacto e à flexão, absorção de água. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RAMIRES, ELAINE C.; DE OLIVEIRA, FERNANDO; FROLLINI, ELISABETE. Composites based on renewable materials: Polyurethane-type matrices from forest byproduct/vegetable oil and reinforced with lignocellulosic fibers. Journal of Applied Polymer Science, v. 129, n. 4, p. 2224-2233, AUG 15 2013. (09/16249-2)