dc.contributor.author | Lazarini, Rafael Gouveia | |
dc.date.accessioned | 2020-04-28T13:33:34Z | |
dc.date.available | 2020-04-28T13:33:34Z | |
dc.date.issued | 2020-02-19 | |
dc.identifier.citation | LAZARINI, Rafael Gouveia. Pré-tratamento de fibras de bagaço de cana-de-açúcar e seu uso em altos teores em compósitos com polipropileno via mistura termocinética. 2020. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12656. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12656 | |
dc.description.abstract | Agroindustrial residue from sugarcane generate more than 200 million tons of bagasse annually, rich in plant fibers that can be potentially applied in polymer composites. New processing routes are required to process composites with fiber contents above 50% w/w. The objective of this work was to pre-treat in natura bagasse fibers and incorporate them to polypropylene (PP) at high contents in the development
of composites via thermokinetic mixture. The fibers were subjected to different chemical pre-treatments, which improved their thermal stability and increased crystallinity. Pre-treatments with 0.25 mol.L-1 of H2SO4 and NaOH were carried out on a large scale. Three grades of PP were investigated for their processability and degradation, with H201 being chosen for the composite formulation. These varied in
fiber content between 50 and 80% w/w, and for the extremes, the effects of fibers pre-treatment and the use of SEBS-g-MA were evaluated. In general, composites with 50 and 60% showed a traditional composites morphology (matrix-interface-fiber), while those with 70 and 80% resembled agglomerated composites. The water absorption varied between 5 and 34%, increasing with fiber content. The crystallinity of the polymeric phase reached up to 55%. The flexural strength and the flexural modulus
reached 31 MPa and 2.4 GPa, respectively, tending to decrease with fiber content. The impact strength of the composites reached 41 J.m-1. The pre-treatment of the fibers was effective only in composites with a lower fiber content, improving flexural strength. SEBS-g-MA acted as a compatibilizer in composites with 50 and 60% fibers, while it served as an impact modifier in the other ones. In summary, the work showed
the viability of the processing route and good final properties of the materials, comparable to those used in similar applications, like MDF, WPC and particleboards. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Compósitos com altos teores de fibras | por |
dc.subject | Bagaço de cana-de-açúcar | por |
dc.subject | Fibras vegetais | por |
dc.subject | Mistura termocinética | por |
dc.subject | Polipropileno | por |
dc.subject | High fiber content composites | eng |
dc.subject | Sugarcane bagasse | eng |
dc.subject | Plant fibers | eng |
dc.subject | Thermokinetic mixing | eng |
dc.subject | Polypropylene | eng |
dc.title | Pré-tratamento de fibras de bagaço de cana-de-açúcar e seu uso em altos teores em compósitos com polipropileno via mistura termocinética | por |
dc.title.alternative | Pretreatment of sugarcane bagasse fibers and their use at high contents in polypropylene composites by thermokinetic mixing | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Marconcini, José Manoel | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5373845785326215 | por |
dc.description.resumo | Os resíduos agroindustriais da cana-de-açúcar geram mais de 200 milhões de toneladas anuais de bagaço, rico em fibras vegetais que têm potencial de uso em compósitos poliméricos. Novas rotas de processamento são necessárias para
processar compósitos com teores acima de 50% m/m de fibras. O objetivo deste trabalho foi pré-tratar as fibras de bagaço in natura e incorporá-las ao polipropileno (PP) no desenvolvimento de compósitos com altos teores de fibra via mistura
termocinética. As fibras foram submetidas a diferentes pré-tratamentos químicos, que melhoraram sua estabilidade térmica e aumentaram a cristalinidade. Os pré-tratamentos sequenciacom 0,25 mol.L-1 de H2SO4 e NaOH foram realizados em escala
piloto. Três tipos de PP foram investigados quanto à processabilidade e degradação, sendo o H201 escolhido para a formulação dos compósitos. Estes variaram quanto ao teor de fibra entre 50 e 80% m/m, e para os extremos, foram avaliadas os efeitos do
pré-tratamento nas fibras e do uso de SEBS-g-MA. De forma geral, os compósitos com 50 e 60% apresentaram morfologia tradicional de compósitos (matriz-interface-fibra), enquanto aqueles com 70 e 80% se assemelharam a compósitos aglomerados.
A absorção de água variou entre 5 e 34%, aumentando com o teor de fibra. A cristalinidade da fase polimérica alcançou até 55%. A resistência à flexão e o módulo elástico em flexão atingiram 31 MPa e 2,4 GPa, respectivamente, tendendo a reduzir com o teor de fibra. Já a resistência ao impacto dos compósitos atingiu até 41 J.m-1. O pré-tratamento das fibras foi eficaz apenas nos compósitos com menor teor de fibras, melhorando a resistência à flexão. O SEBS-g-MA atuou como compatibilizante nos compósitos com 50 e 60% de fibras, enquanto serviu de modificador de impacto nos restantes. Em resumo, o trabalho mostrou a viabilidade da rota de processamento e boas propriedades finais dos materiais, comparáveis àqueles de uso em aplicações
semelhantes (MDF, WPC e particleboards). | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | CAPES: 88882.332699/2019-001 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/5748192321224932 | por |