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Síntese de termorrígidos fenólicos simultaneamente à formação de compósitos: fibras e mantas como reforço vegetal

Pinheiro, Francisca Gleyciara Cavalcante

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Química de São Carlos 2020-02-07

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Síntese de termorrígidos fenólicos simultaneamente à formação de compósitos: fibras e mantas como reforço vegetal
  • Autor: Pinheiro, Francisca Gleyciara Cavalcante
  • Orientador: Frollini, Elisabete
  • Assuntos: Compósito; Fibra Do Mesocarpo Do Dendê; Lignina Kraft; Mantas Naturais; Composite; Kraft Lignin; Natural Woven Mat; Oil Palm Mesocarp Fiber
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Notas Locais: Ediçao revisada - original em acervo restrito
  • Descrição: O presente estudo visou a valorização da fibra do mesocarpo de dendê (FMD) e mantas de fibra de sisal (MFS, cristalinidade=57%) e rayon (MFR, cristalinidade = 47%) usando as mesmas como agente de reforço na preparação de compósitos termorrígidos obtidos a partir de resinas fenol-formaldeído (RFF), e híbridos constituídos por MFS/FMDmoída como reforço de matrizes fenólicas. Foram também sintetizadas resinas substituindo 70% do fenol por lignina Kraft industrial (resina lignina Kraft-fenol-formaldeído- RLKFF), assim como substituindo o formaldeído por glutaraldeído (resina fenol-glutaraldeído- RFG). FMD, dentre outras técnicas também usadas para caracterizar MFS e MFR, foi caracterizada por Microscopia eletrônica por varredura (MEV)-acoplado com Espectroscopia por energia dispersiva (EDS), e espectrometria de emissão óptica por plasma induzida por microondas (MIP-OES). As análises de MEV-EDS e MIP-OES indicaram que a FMD possui superfície rugosa com poros preenchidos por corpos circulares de silício, aproximadamente 1,1% (± 0,2), respectivamente. Os termorrígidos e compósitos obtidos a partir das resinas foram caracterizados quanto às resistências ao impacto (Izod) e à flexão, MEV, análise dinâmicomecânica (DMA) e Termogravimetria. Dentre as propriedades avaliadas para os compósitos, a resistência ao impacto foi selecionada para fins comparativos. Os resultados obtidos a partir dos compósitos de matriz RFF reforçados com FMD foram aquém das expectativas, como consequência de as características das fibras limitarem a porcentagem em massa de fibras a 17% (resistência ao impacto 46 J m-1). Assim, FMD foi substituída por MFS e MFR. Dentre os compósitos de matriz RFF reforçados com MFS (42% em volume) o que apresentou maior resistência ao impacto, foi o que a manta foi previamente imersa em água (visando separação de feixes de fibras, com posterior secagem), e a viscosidade da resina foi reduzida com a adição de etanol (visando aumentar a impregnação das fibras pela resina, com posterior eliminação de etanol), 453 ± 32 J m-1. O compósito de matriz RFF reforçado com MFR (19% em volume) apresentou melhor resultado de resistência ao impacto normalizado (por unidade de porcentagem em volume de manta), 17 ± 1,2 J m-1, comparado ao compósito reforçado com MFS, 10 ± 0,7 J m-1. O compósito de matriz RFG reforçado com MFR apresentou resistência ao impacto (455 ± 62 J m-1) superior, aos compósitos similares em matrizes RFF (323 ±                            30 J m-1) e RLKFF (98 ± 9 J m-1), possivelmente devido a maior molhabilidade das mantas de rayon pela matriz RFG, devido a menor viscosidade desta resina comparativamente à RFF e RLKFF. Em todos os compósitos híbridos reforçados por MFS/FMDmoída (matrizes RFF, RFG e RLKFF), a FMDmoída atuou como reforço adicional melhorando a propriedade de resistência ao impacto dos compósitos, quando comparados aos respectivos compósitos reforçados apenas por MFS. O amplo conjunto de resultados obtidos, referentes aos reforços, às resinas sintetizadas e aos respectivos compósitos, agrega novos conhecimentos à área de compósitos termorrígidos do tipo fenólico reforçados por fibras oriundas de plantas. Os materiais obtidos apresentam potencial para aplicações como isolante elétrico, partes não estruturais de automóveis, aeronaves, assim como na área naval. 
  • DOI: 10.11606/T.75.2020.tde-19052020-104459
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Química de São Carlos
  • Data de criação/publicação: 2020-02-07
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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