Potencial de uso de fibras de Schizolobium parahyba (Vell.) Blake na preparação de compósitos de polipropileno

dc.contributor.advisor-co1de Almeida Lucas, Alessandra
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9754332336954137por
dc.contributor.advisor1Andrade de Pádua, Franciane
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2945447364979913por
dc.contributor.authorPereira da Silva, Juliette
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9803905934952536por
dc.date.accessioned2018-03-16T14:27:19Z
dc.date.available2018-03-16T14:27:19Z
dc.date.issued2018-01-29
dc.description.abstractThe use of plant fibers as reinforcement of thermoplastic polymers in recent years has aroused great worldwide interest, since natural fibers offer economic, processing and environmental advantages. In this context, the objective of this study was to evaluate the properties of wood and fibers of Schizolobium parahyba (Vell.) Blake at early age, from experimental planting, as reinforcement of polypropylene (PP) matrix composites. The basic density, cellulose content, hemicelluloses, lignin, extractives and ashes, as well as the fiber size and microfibril angulation of the wood of four guapuruvu trees (A1, A2, A3 and A4) were determined. Then, the mechanical behavior of reinforced polypropylene matrix composites with different fiber contents was evaluated in order to establish their relation between the characteristics of the wood and the fibers. The contents of guapuruvu fibers used were 0; 20 and 30% by mass and the compatibilizing agent was 2%. The composites were prepared in a co-rotational double-threaded extruder. The extrudate compositions were granulated and then injection molded. The basic density of guapuruvu ranged from 0.237 g.cm-³ to 0.243 g.cm-³, with a clear tendency to reduce wood density with tree height. Regarding the anatomical characteristics, there were no variations in the results of fiber length, fiber width and lume diameter among the different trees studied. The wall thickness of the fibers was higher in samples A1 and A2 and the angle of microfibrils was higher in A3 and lower in A2. In addition, there was no statistical difference in the results of aspect ratio among the trees. Regarding the chemical composition, there were no variations in the results for lignin, cellulose, hemicelluloses and extractives among the studied trees. As for ash, the highest concentration was found in A1 and the lowest in A2 and A3. The results showed that the tensile strength increased with the percentage increase of fibers for all samples, except for sample A1, where tensile strength values were similar in the compositions of 20% and 30%. Similarly, the modulus of elasticity also increased with the addition of fibers in all samples, and this effect was more pronounced for the 30% percentage of guapuruvu fiber. Already the elongation at the break decreased in comparison to the pure PP and with the percentage increase of fibers. The Izod impact strength values of the composites did not change significantly in relation to the pure polymer By the results obtained it can be deduced that the guapuruvu fibers from native species, rapid growth, easy adaptation, which has a low density wood can be used as filler in PP composites, exerting a reinforcing action. Having the composite prepared with 30% by weight guapuruvu fibers and 2% Polybond 3200 presented better properties.eng
dc.description.resumoA utilização de materiais lignocelulósicos como reforço de polímeros termoplásticos tem despertado grande interesse mundial, visto que as fibras naturais oferecem vantagens econômicas, de processamento e ambientais. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades da madeira e das fibras de Schizolobium parahyba (Vell.) Blake em idade precoce, oriunda de plantio experimental, como reforço de compósitos de matriz de polipropileno (PP). Para tanto, foi determinada a densidade básica, o teor de celulose, hemiceluloses, lignina, extrativos e cinzas, bem como as dimensões das fibras e angulação de microfibrilas da madeira de quatro árvores de guapuruvu (A1, A2, A3 e A4). Adicionalmente foi avaliado o comportamento mecânico à tração e sob impacto) dos compósitos de matriz de polipropileno reforçados com diferentes proporções de fibra em massa (0%, 20% e 30%) e 2% de agente compatibilizante Polybond 3200. De cada caule foi retirada uma seção equivalente à posição da base até 25% da altura do fuste. Estas, por sua vez, foram seccionadas em pequenos fragmentos, secas em estufa, trituradas e peneiradas. Sendo utilizada apenas a fração de partículas que passou pela peneira de 10 mesh e ficou retida na de 14 mesh. Os compósitos foram preparados em extrusora de bancada de rosca dupla co-rotacional. As composições extrudadas foram granuladas e, em seguida, moldadas por injeção. A densidade básica do guapuruvu variou de 0,237 g.cm-³ a 0,243 g.cm-³. No que tange as características anatômicas, não houve variações nos resultados de comprimento da fibra, largura da fibra e diâmetro do lume entre as diferentes árvores estudadas. A espessura da parede das fibras foi superior nas amostras de A1 e A2 e o ângulo de microfibrilas foi maior na A3 e inferior na A2. Ademais, não houve diferença estatística nos resultados de razão de aspecto entre as árvores. Em relação a composição química, não houve variações nos resultados para lignina, celulose, hemiceluloses e extrativos entre as árvores estudadas. Já para cinzas, a maior concentração foi encontrada em A1 e as menores em A2 e A3. Os resultados mostraram que, no geral, a tensão de ruptura e o módulo de elasticidade à tração aumentaram com o incremento percentual de fibras. Já o alongamento na ruptura diminuiu em comparação ao PP puro e com o aumento percentual de fibras. Os valores de resistência ao impacto Izod com entalhe dos compósitos não sofreram variação significativa em relação ao polímero puro. Por meio dos resultados obtidos pode-se deduzir que as fibras de guapuruvu, provenientes de espécie nativa, de rápido crescimento, fácil adaptação, cuja madeira apresenta baixa densidade, podem ser utilizadas como carga em compósitos de PP, exercendo uma ação reforçante. Tendo o compósito preparado com 30% em massa de fibras de guapuruvu e 2% de Polybond 3200 apresentado melhores propriedades.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.identifier.citationPEREIRA DA SILVA, Juliette. Potencial de uso de fibras de Schizolobium parahyba (Vell.) Blake na preparação de compósitos de polipropileno. 2018. Dissertação (Mestrado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/9577.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/9577
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus Sorocabapor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-Sopor
dc.rights.uriAcesso restritopor
dc.subjectGuapuruvupor
dc.subjectFibras vegetaispor
dc.subjectCompósitos poliméricospor
dc.subjectReforçopor
dc.subjectVegetable fiberseng
dc.subjectPolymer compositeseng
dc.subjectReinforcementeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::TECNOLOGIA E UTILIZACAO DE PRODUTOS FLORESTAISpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::POLIMEROSpor
dc.titlePotencial de uso de fibras de Schizolobium parahyba (Vell.) Blake na preparação de compósitos de polipropilenopor
dc.title.alternativePotential use of Schizolobium parahyba (Vell.) Blake fibers in the preparation of polypropylene compositeseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.ufscar.embargo24 meses após a data da defesapor

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