Compósitos de matriz estervinílica reforçados com fibras da Luffa cylindrica modificadas superficialmente.

Abstract

Atualmente existe uma procura por novos materiais de engenharia que apresentem uma combinação de resistência, baixa densidade, facilidade de processamento e custos reduzidos. Neste contexto, compósitos de matriz polimérica reforçados por fibras naturais têm sido estudados nos últimos anos devido às suas vantagens de caráter ecológicas e econômicas. Todavia, o uso em potencial desta classe de materiais é às vezes limitado pela baixa compatibilidade apresentada pelas fibras naturais hidrofílicas por matrizes poliméricas de elevado caráter hidrofóbico. Para melhorar a adesividade e molhabilidade das fibras naturais por matrizes poliméricas tratamentos superficiais físicos e químicos destas fibras têm sido propostos possibilitando melhorias nas propriedades mecânicas dos materiais compósitos. O presente trabalho tem como objetivo o preparo e a caracterização de um material compósito de matriz termorrígida estervinílica reforçado com as fibras do fruto da Luffa cylindrica natural e após tratamentos de modificação. Nesse estudo foram utilizados os tratamentos de extração em solventes orgânicos, mercerização e esterificação com os dianidridos BTDA e PMDA. A microestrutura das fibras foi analisada através de ensaios padronizados como: determinação do teor de umidade, cinzas, extrativos, lignina, α-celulose e holocelulose. Após extração com solventes orgânicos as fibras foram mercerizadas e esterificadas com os dianidridos. As alterações foram acompanhadas através de: FTIR, DRX, titulação, MEV, EDS, DSC e TGA. Para o preparo dos materiais compósitos foi utilizada uma proporção de 15% de fibras em relação à matriz estervinílica e a variação de densidade dos materiais foi determinada. A moldagem e cura dos corpos de prova para ensaios mecânicos foram realizadas sob temperatura e pressão ambiente. A matriz e os compósitos reforçados com as fibras modificadas foram analisados através de: FTIR, MEV, EDS, DSC, TGA e ensaio de absorção de água. Ensaios mecânicos padronizados como impacto Charpy, ensaio de tração e DMTA foram realizados para avaliar a resistência mecânica. Os resultados mostraram que em todos os casos os materiais compósitos reforçados com as fibras da Luffa apresentaram melhorias nas propriedades mecânicas e térmicas em relação à matriz estervinílica. Somente como exemplo, uma redução na densidade de 46%, aumento na resistência à tração de 50% e tenacidade sob impacto de 350% foram obtidas para o compósito reforçado com as fibras esterificadas com BTDA.