Obtenção e caracterização de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras de curauá (Ananas erectifolius) tratadas com hidróxido de potássio (KOH)

Abstract

As fibras naturais vêm se mostrando uma alternativa equiparável às sintéticas aplicadas como reforços em compósitos poliméricos. São abundantemente disponíveis, facilmente obtidas e de baixo custo, além de apresentarem alta resistência específica e causarem pouca abrasão em equipamentos e moldes. Neste trabalho investigou-se os efeitos de um tratamento alcalino com hidróxido de potássio, KOH, sobre as propriedades mecânicas de um compósito de matriz poliéster insaturado reforçado com fibras de curauá in natura e tratadas. Amostras das fibras foram submetidas à caracterização lignocelulósica por variação de massa, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Já os compósitos foram submetidos à caracterização de suas propriedades mecânicas por testes de tração e flexão e de seu comportamento térmico por testes de TGA e DSC. Os resultados das análises demonstraram que o tratamento alcalino impactou de forma negativa na estabilidade térmica das fibras, retirou grande parte da hemicelulose (porção amorfa da celulose) e também degradou de forma significativa a celulose cristalina e a lignina, o que acarretou em um aumento de apenas 2,4% na cristalinidade das fibras. As imagens realizadas por MEV mostraram a desfibrilação das fibras tratadas e separação das fibrilas. Esses fatores contribuíram para o aumento da rugosidade e da superfície de contato das fibrilas, que melhoraram o ancoramento mecânico das fibras à matriz polimérica. Devido a todos esses fatores, apesar do tratamento alcalino ter modificado substancialmente as fibras, não observaram-se mudanças significativas nas propriedades mecânicas do compósito.