Resíduos de frutos de babaçu e macaúba na produção de compósitos com matriz polimérica de PP e PEAD
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| spelling | Rosa, Rossana Cortelini daDel Menezzi, Cláudio Henrique Soares2025-11-12T16:41:06Z2025-11-12T16:41:06Z2025-11-122025-02-21ROSA, Rossana Cortelini da. Resíduos de frutos de babaçu e macaúba na produção de compósitos com matriz polimérica de PP e PEAD. 2025. 108 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) — Universidade de Brasília, Brasília, 2025.http://repositorio.unb.br/handle/10482/53029Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2025.A crescente preocupação com a sustentabilidade tem impulsionado a busca por alternativas que minimizem o impacto ambiental das atividades industriais. Nesse contexto, a utilização de resíduos provenientes de processos industriais na produção de fibras naturais emerge como uma solução viável e ecologicamente sustentável. Especificamente, os frutos de palmeiras como o babaçu e a macaúba são frequentemente aproveitados de forma parcial, resultando na geração de subprodutos que podem ser valorizados. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia de resíduos desses frutos na produção de compósitos com matrizes poliméricas de polipropileno (PP) e polietileno de alta densidade (PEAD). A produção dos compósitos foi obtida através da mistura do babaçu e macaúba com os polímeros, seguida de extrusão e moldagem por injeção para obtenção dos corpos de prova. Para caracterização dos compósitos, foram realizados testes de absorção de água, densidade, dureza Vickers, resistência à tração, rigidez e análise mecânica dinâmica (DMA), além de análises térmicas (TGA/DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) visando examinar a morfologia e a interação entre fibras e polímero. A análise estatística consistiu em testes de normalidade e homogeneidade, ANOVA, análise de regressão polinomial e teste de médias (Scott-Knott), Dunnett. Os resultados indicaram que a absorção de água aumentou proporcionalmente à quantidade de material lignocelulósico adicionado. Os compósitos contendo até 25% de fibras apresentaram desempenho satisfatório em termos de resistência à água, enquanto, em porcentagens mais elevadas, a interação entre a matriz e as fibras comprometeu as propriedades mecânicas devido à formação de vazios na interface entre os materiais. Quanto à densidade e dureza Vickers dos compósitos, observou-se que a adição de fibras de macaúba e babaçu elevou a densidade dos compósitos, melhorando as propriedades mecânicas. No entanto, a dureza Vickers não apresentou variações estatisticamente significativas entre os compósitos, exceto nos tratamentos com fibras de babaçu, onde as adições de 10% e 25% de fibra se destacaram. Os compósitos contendo fibras de macaúba e babaçu mantiveram boas propriedades de densidade e resistência, o que os torna promissores para aplicações que demandam um equilíbrio entre desempenho mecânico e resistência a condições ambientais adversas. Em relação à resistência à tração, observou-se uma redução no desempenho à medida que a porcentagem de fibras aumentava. Nos compósitos de PP, a resistência à tração diminuiu de 41,98 MPa para 27,10 MPa com a adição das fibras de macaúba. Por outro lado, a resistência dos compósitos com fibras de babaçu também foi afetada, mas o tratamento com 10% de fibra de babaçu apresentou desempenho superior ao do PP puro, com 44,60 MPa. A inclusão de fibras naturais nos compósitos resultou em melhorias na rigidez e em um aumento no fator de perda (tan d), indicando maior dissipação de energia e redução nas propriedades elásticas. A análise termogravimétrica (TGA/DSC) confirmou a degradação das fibras com o aumento da temperatura, com uma perda de massa mais acentuada nos compósitos contendo maior proporção de fibras, refletindo a degradação térmica dos componentes lignocelulósicos. Concluise que os resíduos de babaçu e macaúba possuem potencial para a produção de compósitos com PP e PEAD, sendo que os tratamentos de babaçu com a matriz polimérica de PEAD apresentaram os melhores resultados.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)The growing concern about sustainability has driven the search for alternatives that minimize the environmental impact of industrial activities. In this context, the use of industrial waste to produce natural fibers can be considered a viable and ecologically sustainable solution. Specifically, the fruits of palm trees, such as babassu and macauba, are often partially used, resulting in the generation of by-products that can be valorized. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of waste from these fruits in the production of composites with polypropylene (PP) and high-density polyethylene (HDPE) polymer matrices. The composites were produced by mixing babassu and macauba with the polymers, followed by extrusion and injection molding to obtain specimens. To characterize the composites, tests were carried out on water absorption, density, Vickers hardness, tensile strength, stiffness, and dynamic mechanical analysis (DMA), as well as thermal analysis (TGA/DSC) and scanning electron microscopy (SEM) to examine the morphology and interaction between fibers and polymer. Statistical analysis consisted of normality and homogeneity tests, analysis of variance, polynomial regression analysis, and Dunnett’s test of means (Scott-Knott). The results indicated that water absorption increased proportionally to the amount of lignocellulosic material added. Composites containing up to 25% fibers performed satisfactorily in terms of water resistance, whereas at higher percentages, the interaction between the matrix and the fibers compromised the mechanical properties due to the formation of voids at the interface between the materials. Regarding the density and Vickers hardness of the composites, the addition of macauba and babassu fibers increased the density of the composites, improving their mechanical properties. However, Vickers hardness did not show statistically significant variations between the composites except in the case of the treatment with babassu fibers, where the 10% and 25% fiber additions stood out. The composites containing macauba and babassu fibers maintained good density and strength, which is promising for applications that require a balance between mechanical performance and resistance to adverse environmental conditions. The tensile strength showed a reduction in performance as the fiber percentage increased. In the PP composites, the tensile strength decreased from 41.98 MPa to 27.10 MPa upon the addition of macauba fibers. On the other hand, the strength of the composites with Babassu fibers was also affected, but the treatment with 10% babassu fiber outperformed pure PP at 44.60 MPa. The inclusion of natural fibers in the composites improved the stiffness and increased the loss factor (tan d), indicating greater energy dissipation and a reduction in elastic properties. Thermogravimetric analysis (TGA/DSC) confirmed the degradation of the fibers with increasing temperature, with a more pronounced loss of mass in composites containing a higher proportion of fibers, reflecting the thermal degradation of the lignocellulosic components. It can be concluded that babassu and macauba waste have potential for the production of PP and HDPE composites, with babassu treatment with an HDPE polymer matrix showing the best results.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Florestal (FT EFL)Programa de Pós-Graduação em Ciências FlorestaisporA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessResíduos de frutos de babaçu e macaúba na produção de compósitos com matriz polimérica de PP e PEADBabassu and macauba fruits waste in the production of composites with PP and HDPE polymeric matrixinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPlásticoSustentabilidadeReciclagemPalmeirareponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINALRossanaCorteliniDaRosa_TESE.pdfapplication/pdf4918302http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/53029/1/RossanaCorteliniDaRosa_TESE.pdf1d98724d77c72e6db649d7ac556047a9MD51open access10482/530292025-11-12 13:41:06.903open accessoai:repositorio.unb.br:10482/53029Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-11-12T16:41:06Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB) |
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