Produção e caracterização de um biocompósito polimérico com partículas do ouriço da castanha-do-Brasil

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Freitas, Bruno Mello de [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Materiais compósitos; Resíduos florestais; Biopolímeros; PBAT; Ouriço da castanha-do-Brasil; Compósito biodegradável; Composite materials; Forest residues; Biopolymers; Brazil nut urchin; Biodegradable composite
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/260869; http://lattes.cnpq.br/7329623786711772; https://orcid.org/0000-0003-4649-7561

As fibras naturais apresentam grande potencial para aplicação em materiais compósitos como reforço em sua matriz polimérica, e pesquisas recentes têm mostrado resultados satisfatórios para as fibras vegetais. Neste estudo foram fabricados e caracterizados biocompósitos poliméricos de PBAT - Poli (Butileno Adipato Co-Tereftalato) agregados com resíduos particulados do ouriço da castanha-do-Brasil, buscando uma melhor proporção para uma alternativa tecnicamente viável na aplicabilidade industrial. O ouriço da castanha foi quebrado, triturado e tamboreado, onde as partículas inferiores a 45 mesh foram processadas para fabricação do biocompósito em uma extrusora mono rosca, nas proporções de 90/10 e 80/20 (%p) de PBAT e partículas de ouriço da castanha, respectivamente. As amostras foram injetadas em uma temperatura de alimentação de 200°C e homogeneização entre 220°C e 230°C. Dessa forma, foi possível analisar e caracterizar a fibra e/ou o PBAT e/ou o biocompósito pelas técnicas de: Análise Termogravimétrica (TG) com sua derivada (DTG) para determinar a estabilidade térmica e as temperaturas de degradação das amostras; Difração de Raio X (XRD) para analisar as fases cristalinas presentes; espectroscopia de absorção na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR) para observar as bandas características dos componentes das fibras; e SEM para analisar as interações interfaciais no biocompósito. As propriedades mecânicas do compósito foram avaliadas por meio de ensaios de tração (norma ASTM D638), impacto Izod (norma ASTM D256) e dureza superficial Shore D. A adição das partículas do ouriço da castanha-do-Brasil no PBAT diminuiu levemente a temperatura inicial de resíduos em cinzas com menor temperatura para o Biocompósito com 20%p. A cristalinidade dos biocompósitos após a extrusão é muito semelhante à do PBAT, sem grandes diferenças entre as amostras. A morfologia mostrou uma estrutura com fraca adesão entre o PBAT e o ouriço, mas resultou em maior rigidez durante a deformação por tração e um biomaterial mais frágil no teste de impacto quando comparado ao PBAT e, em termos de dureza, a adição do ouriço proporcionou uma superfície mais resistente à penetração nos biocompósitos. No entanto, a adição das partículas do ouriço da castanha gerou uma superfície mais resistente à penetração, aumentando a dureza do biocompósito. Portanto, os valores encontrados para os biocompósitos apresentam grande potencial de aplicação e desenvolvimento de produtos industriais, o que poderá reduzir o consumo de plásticos não biodegradáveis e amenizar problemas ambientais.