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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Redondo, Simone Ungari Azzolino
Título: Avaliação da Potencialidade do Uso de Fibras de Eucalyptus como Reforço Alternativo em Compósitos de Silicona
Ano: 2003
Orientadora: Profa. Dra. Inez Valéria Pagotto Yoshida
Coorientadora: Profa. Dra. Maria do Carmo Gonçalves
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Fibras de celulose, Modificação de superfície, Compósitos, Silicona
Resumo: Neste trabalho foram preparados compósitos de silicona reforçados com fibras curtas de polpa de Eucalyptus. Os compósitos foram preparados empregando-se fibras sem tratamento e modificadas com três diferentes agentes silanos de acoplamento, viniltrietoxissilano, metiltrimetoxissilano e g-glicidoxipropiltrimetoxissilano, utilizando THF ou etanol como solventes. As fibras foram caracterizadas antes e após as reações de modificação, e a presença do silano na superfície das fibras foi observada através das espectroscopias de infravermelho, energia dispersiva e fotoeletrônica de raios-X. A morfologia das fibras foi investigada por microscopias eletrônica de varredura, ótica e de força atômica. O tratamento da superfície das fibras melhorou a adesão na interface fibra-matriz, através da formação de ligações covalentes entre a superfície modificada da fibra e a matriz de silicona. Nos compósitos preparados com fibras modificadas com silanos em etanol foi obtida uma melhor dispersão destas na matriz, levando a uma melhora significativa na resistência à tração, comparada à matriz de silicona pura. No entanto, os compósitos preparados com fibras modificadas com silanos em THF, ou sem tratamento, apresentaram propriedades similares, o que foi explicado pela distribuição irregular das fibras na matriz. As propriedades de tração dos compósitos apresentaram maior dependência da distribuição das fibras na matriz do que da natureza da interface. A estabilidade térmica dos compósitos foi menor que a da matriz de silicona pura, apresentando um mecanismo de degradação distinto, devido à degradação das fibras de celulose nestes compósitos. Concluiu-se que as fibras de Eucalyptus podem ser empregadas como um reforço alternativo em matriz de silicona, para aplicações que não necessitem suportar altas cargas.
Abstract: In this study, silicone composites reinforced with short Eucalyptus pulp fibers were obtained. Composites were prepared with untreated fibers and also with fibers modified with three different silane coupling agents, as vinyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane, and g-glicidoxypropyltrimethoxysilane, using THF or ethanol as a solvent. The fibers were characterized prior to and after chemical modification and the presence of silane coating on the fiber surface was observed by infrared, energy dispersive and X-ray photoelectron spectroscopies. The morphology of the fibers was investigated by field emission scanning electron, optical and atomic force microscopies. The surface treatment improved the adhesion at fiber-matrix interface, trough the formation of covalente bonds at modified fiber surface and silicone matrix. In composites obtained with silane/ethanol modified fibers, a better dispersion of fibers into the matrix was achieved, with a significam improvement in the tensile strength compared with that of the pure silicone matrix. However, the composites obtained with untreated and silane/THF modified fibers showed similar properties, what is explained by irregular distribution of fibers into the matrix. Consequently, the tensile properties of the composites were found to depend more on the fiber dispersion in the matrix than on the interface nature. The thermal stability of the composites was lower than that of the silicone matrix, with a distinct mechanism of degradation, due to the presence of the cellulosic fibers in these composites. In conclusion, the Eucalyptus fibers can be used as an alternative reinforcement in silicone composites for applications that do not require high load bearings.
Arquivo (Texto Completo): vtls000308407.pdf (tamanho: 5,84MB)

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