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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Martins, Maria Alice
Título: Fibra de Sisal: Mercerização, Acetilação e Aplicação em Compósitos de Borracha de Pneu Triturado
Ano: 2001
Orientadora: Profa. Dra. Inés Joekes
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Microscopia eletrônica, Fibra natural, Propriedades mecânicas
Resumo: Estudou-se a influência dos tratamentos de mercerização e de acetilação das fibras de sisal nas propriedades dos compósitos de borracha de pneu triturado/fibras curtas de sisal e cimento/fibras curtas de sisal. As fibras sem tratamento e as tratadas foram caracterizadas por MEV, análise gravimétrica, TGA, DSC, FTIR, FTIR-MIR, sorção de líquidos e ensaios mecânicos. Os compósitos, com as fibras curtas aleatoriamente distribuídas, foram caracterizados através de ensaios mecânicos, sorção de água e MEV. O tratamento de mercerização promoveu a remoção de lignina e hemicelulose tanto da superficie quanto do interior destas e a exposição das fibrilas que compõem as fibras. A estabilidade térmica das fibras acetiladas aumentou de cerca de 200 °C para 250 °C, em relação às sem tratamento. Observou-se que as fibras acetiladas sorveram cerca de 20 % menos água que as demais. Não ocorreu variação significativa na resistência à tração das fibras após os diferentes tratamentos. Os compósitos com melhor desempenho foram os da borracha de granulometria de cerca de 320 mm com as fibras acetiladas (teor de 10%) e os da borracha de granulometria de cerca de 740 mm com as fibras acetiladas (teor de 5 %). Estes sorveram, respectivamente, 30 e 50 % menos água que os compósitos com as fibras sem tratamento, em 30 dias e apresentaram tensão na força máxima 30 e 25 % maior que os demais e deformação na ruptura de 60 e 75 %, respectivamente. O estudo por MEV dos compósitos mostrou que o tratamento de acetilação das fibras de sisal promoveu a formação de boa junta adesiva na interface borracha/fibra. A técnica de MEV foi adequada para a realização de um extenso estudo de caracterização da estrutura das fibras de sisal e dos compósitos. Ao todo, estes compósitos apresentaram desempenho com relação à resistência à tensão e sorção de água comparável a produtos comerciais que contém borracha de pneu triturado. Os materiais obtidos possuem uma boa relação custo/beneficio tornando promissora sua utilização .
Abstract: The effect of mercerization and acetylation on the performance of Brazilian sisal fibers in tire rubber composites and cement composites was studied. SEM, gravimetric analysis, TGA, DSC, FTIR FTIR-MIR liquid-sorption and mechanical properties were used to characterize the raw and the chemically modified fibers. Water sorption, mechanical properties and SEM were used to characterize the composites. Results show that the mercerization treatment, which removes lignin and hemicellulose, improves the available (surface) area of the sisal fibers. Thermal stability of mercerized and acetylated fibers improves (from 200 °C to 250 °C) in relation to the raw sisal fibers. Water sorption by the acetylated fibers is roughly 20 % smaller than for the mercerized and raw fibers. Tensile strength is unchanged after the chemical treatments. Water sorption in composites of tire rubber and raw fibers and composites of tire rubber and mercerized: fibers is similar. Smaller water sorption was obtained for tire rubber (320 mm)/10% acetylated sisal and tire rubber (740 mm)/5% acetylated sisal composites. The addition of fibers enhanced the modulus elastic and this increase is dependent on fiber load. The above composites show 30 % and 25 % increase in the tensile strength, respectively. SEM was extensively used to characterize the fibers and the composites. Fracture surface specimens of the above composites showed that the adhesion between fiber and rubber was enhanced; a strong fiber-matrix interface was developed for these composites. At least these two composites show cost/benefit relations comparable with those of tire rubber composites existing in the market.
Arquivo (Texto Completo): vtls000236325.pdf (tamanho: 8,51MB)

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