Nanocompósito de poli(oxido de etileno) reforçado com nanocristais de celulose extraídos da fibra de tucum

Abstract

The using of a nonrenewable resources in the production of new materials, in particular synthetics plastics, it is a cause for concern and environmental call ones due to its long degradability time. Although a lot of thermoplastics are passing by recycling this it is not a common activity in the world which makes the biodegradable materials researches a viable alternative to minimize environment impacts. Advances in researches on natural fibers and the development of composites and nanocomposites it is one of the challenges for obtaining new materials produced by renewable sources. There are great advantages when using natural fibers rather than synthetic fibers as plastic reinforcement like: abundance due to the enormous variety of plants available in biodiversity, comes from renewable resource, high biodegradability and low density. The natural lignocellulosic fibers of Tucum studied are among the least known and investigated. Few researches show results about its structural characteristics and reinforced polymer nanocomposites with them. The head of this research was prepare and characterize nanocomposites constituted by polyoxyethylene (POE) reinforced with cellulose nanocrystals extracted from Tucum fibers by solvent evaporation. To determine the chemical, thermal and morphological characterization of the fibers, nanocrystals and reinforced polymer was used tensile testing, x-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMTA), scanning electron microscopy (SEM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM).

La utilización de recursos no renovables en la producción de nuevos materiales, en especial los materiales plásticos sintéticos, es motivo de preocupación y llamados ambientales debido al gran tiempo de su degradabilidad. A pesar de que muchos termoplásticos están pasando por proceso de reciclaje, esa práctica aún no es una rutina en el día a día del brasileño, así como en el mundo, haciendo la búsqueda por fuentes de materiales con características biodegradables una alternativa viable para amenizar los impactos al medio ambiente . Los avances de las investigaciones y el desarrollo de las nuevas tecnologías orientadas a la caracterización de las fibras naturales en el área de materiales compuestos y nanocompuestos es uno de los desafíos para obtener nuevos materiales que se produzcan a partir de fuentes renovables de materias primas. Como refuerzo de los materiales plásticos, las fibras vegetales presentan algunas ventajas en relación con las fibras sintéticas, que se describen a continuación: gran abundancia debido a la enorme variedad de plantas disponibles en la biodiversidad, fuentes de recurso renovable, son biodegradables y tienen baja densidad. Las fibras de Tucum en estudio están entre las lignocelulósicas naturales menos conocidas e investigadas actualmente. Aunque varios estudios ya se han realizado, poca información existe sobre sus características estructurales y las propiedades de nanocompuestos poliméricos reforzados con tales fibras. El polímero utilizado fue el poli (oxido de etileno) conocido por (PEO) que es un material sintético extraído de la Nafta derivada del petróleo. El objetivo principal de este trabajo fue preparar y caracterizar los nanocompositos constituidos por poli (oxido de etileno) reforzado con nanocristales de celulosa extraídos del Tucum por el proceso de evaporación de solventes. Se hizo la caracterización química, térmica y morfológica de las fibras brutas y blanqueadas del Tucum así como de sus respectivos nanocristales. También fue posible caracterizar las películas obtenidas de (PEO) puro y sus nanocompuestos reforzados con nanocristales de Tucum. Para la caracterización de las fibras y de los nanocompositos se realizaron los ensayos mecánicos de tracción, difracción de rayos X (DRX), Termogravimetría (TGA), Calorimetría Exploratoria Diferencial (DSC), Análisis Térmico Dinámico Mecánico (DMTA) además del análisis morfológico utilizando las técnicas de (MEV) y (FEG-MEV).