Influência do resíduo de flotação de minério de cobre nas propriedades físicas e mecânicas de compósitos de matriz termofixa e fibras de bananeira (musa sapientum, musacae) - EL BANNA, Wassim Raja (2017)
A crescente preocupação ambiental tem impulsionado o desenvolvimento de materiais alternativos provenientes de recursos renováveis. As fibras vegetais vêm sendo utilizadas em diversos setores econômicos em substituição às fibras sintéticas. As fibras vegetais oferecem vantagens como baixo custo, não são tóxicas e baixa densidade. Partículas rígidas, adicionadas aos polímeros aumentam o módulo de elasticidade, aumentam a condutividade térmica do compósito assim como podem aumentar a tenacidade. Este trabalho possui como objetivos a análise mecânica (tração, flexão e impacto), física (massa específica aparente, porosidade aparente e absorção de água), análise de retardância de chama (ensaio de flamabilidade) e morfológica (microscopia eletrônica de varredura) da matriz plena, do compósito polimérico reforçado com resíduo de flotação do minério de cobre, do compósito polimérico reforçado com fibras de bananeira e do compósito polimérico híbrido com reforço de fibras de bananeira e resíduo de cobre. A fabricação dos compósitos foi realizada pelo processo manual (hand lay-up), à temperatura ambiente, com pressão e utilizando um molde metálico padronizado. Foram fabricados 10 corpos-de-prova para cada fração e para a matriz polimérica plena. Os compósitos poliméricos foram fabricados seguindo as suas frações mássicas: as fibras variando em 1%, 2% e 3%, o resíduo de cobre variando em 10%, 20%, 30% e 40%, e o compósito híbrido com 1% e 2% de fibra com adição de 10% e 20% de resíduo de cobre. A adição da partícula do resíduo aumentou significativamente o valor da massa específica aparente do compósito, em contrapartida ocasionou a diminuição dos valores de porosidade aparente e absorção de água. Para os ensaios de tração o compósito que melhor apresentou resultado significativo foi o reforçado com 1% de fibra de bananeira com 38,50 MPa. Os compósitos poliméricos reforçados com 2% de fibra de bananeira, reforçados com 40% de resíduo de cobre, e o compósito híbrido com 2% de fibra e 20% de resíduo de cobre apresentaram os melhores resultados de tensão máxima à flexão com 156,03 MPa, 153,21 MPa e 198,16 MPa, respectivamente. Já para os ensaios de impacto, o compósito que obteve os melhores resultados entre as amostras ensaiadas foi o compósito híbrido com fração 2% de fibra e 20% de resíduo com 21,26 kJ/m². Os compósitos não foram classificados como materiais retardantes de chama, apesar de todos obterem classificação HB, eles não se adequaram dentro da classificação de acordo com a norma UL 94. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir dos ensaios realizados e as superfícies fraturadas foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura, na qual os mecanismos de falhas predominantes nos compósitos que apresentaram melhores resultados foi o rompimento das fibras e para as frações de 30% e 40% houve uma melhor dispersão das partículas dentro da matriz possibilitando a melhoria de suas propriedades.