DESENVOLVIMENTO DE COMPÓSITOS A BASE DE POLIETILENO DE BAIXA DENSIDADE E NANOFIBRAS DE CELULOSE

Erick Afonso Agnes de Lima

Defesa Pública: 14 de dezembro de 2022

Banca Examinadora:

Profa. Dra. Ruth Marlene Campomanes Santana – UFRGS – Primeira Examinadora
Profa. Dra. Rosilani Trianoski – UFPR – Segunda Examinadora
Prof. Dr. Matheus Poletto – UCS – Terceiro Examinador
Profa. Dra. Lilian Vanessa Rossa Beltrami – UCS – Quarta Examinadora
Prof. Dr. Everton Hillig – UNICENTRO – Orientador e Presidente da Banca Examinadora

Resumo:

A crescente demanda por materiais poliméricos torna-os significativos tanto na indústria quanto no meio ambiente, mas torna-se cada vez mais desafiador para a indústria torná-los sustentáveis. A celulose cria uma oportunidade para minimizar o efeito de materiais não degradáveis usando-a como reforço em matrizes termoplásticas. A NFC parte de uma classe de fibras de celulose desempenho mecânico, térmico e óptico, superiores à fibra de celulose, devido à sua alta resistência e rigidez combinadas com baixo peso e biodegradabilidade. Este trabalho objetivou a produção de compósitos utilizando Polietileno de baixa densidade (PEBD), como matriz polimérica e nanofibra de celulose (NFC) de Pinus e Eucalyptus como reforço. As NFCs foram obtidas pela desfibrilação da celulose branqueada em um moinho Masuko MKCA 6-2, posteriormente foi realizada a remoção da água excedente por centrifugação. Em seguida, produziu-se um master com NFC em uma matriz de PEBD utilizando um homogeneizador termocinético tipo Drais. O master foi moído e misturado com PEBD para obter concentrações de reforço de 1,0%, 2,0% e 3,0% em massa, utilizando uma extrusora de dupla rosca, e posteriormente peletizado. Para caracterizar o compósito foram realizados ensaios de tração, flexão, temperatura de deflexão térmica (HDT), análises térmicas (TGA-DSC), permeabilidade à gases e análise reológica. Como resultados foi evidenciado aumento na cristalinidade do compósito com adição de NFC de Pinus na faixa de 3 a 4% e redução do índice de cristalinidade com adição de NFC de Eucalyptus na faixa de 2 a 3%. A estabilidade térmica aumentou para todos as composições. Nas propriedades mecânicas observou-se que o aumento do teor NFC elevou os módulos de rigidez e a resistência à tração em relação ao PEBD indicando a ação reforço da NFC. A composição com 3% de NFC de Eucalyptus não apresentou aumento na propriedade de resistência à flexão, embora o módulo elástico tenha aumentado. As cargas não foram eficientes como barreira a gás. De maneira geral, verificou-se que o processo é uma alternativa eficaz para produzir compósitos de nanofibras de celulose em PEBD sem uso de agentes de acoplamento.