Estudo da incorporação de nanofibras de celulose em polietileno de baixa densidade - Tedesco, Jonas Rech (2021)
O desenvolvimento de materiais provenientes de matérias-primas renováveis e de baixo impacto ambiental é de grande relevância atualmente. A celulose constitui a maior parte da parede celular de plantas e é o polímero renovável mais abundante no planeta. A nanocelulose, um material renovável, de baixa densidade, excelente desempenho mecânico e biocompatibilidade, ganhou considerável atenção como nanoreforço para matrizes poliméricas. O objetivo deste trabalho consiste na avaliação de um método simples e eficaz de incorporação de nanocelulose em matrizes poliméricas de modo a garantir sua dispersão e homogeneidade. As nanofibras de celulose foram obtidas pela desfibrilação de celulose branqueada de Eucalyptus sp. com água em moinho Masuko MKCA 6-2 e seguida de centrifugação para remoção da água excedente. Posteriormente, foram produzidos um master em homogeneizador termocinético tipo Drais 600C com 21% de nanofibras de celulose em uma matriz de polietileno de baixa densidade (PEBD). Este master foi moído e incorporado com PEBD de modo a obter concentrações de reforço de 0,5%, 1,0% e 2,0% (m/m) em extrusora de dupla rosca e peletizado. O material foi avaliado após a secagem por análises de índice de fluidez, calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria. Os materiais foram injetados para produzir corpos de provas padronizados para ensaios de tração, impacto, flexão, temperatura de deflexão térmica, análise dinâmico-mecânica e microscopia eletrônica de varredura. Como resultados, não foram evidenciados pontos de aglomeração por microscopia de varredura. O índice de fluidez não mostrou redução significativa, não sendo necessário adicionar aditivos de fluxo para processamento. A cristalinidade e a estabilidade térmica aumentaram com a incorporação das nanofibras de celulose e a temperatura de deflexão térmica diminuiu. Nas propriedades mecânicas, não houveram em geral aumento significativo com a adição das nanofibras de celulose, embora o módulo de elasticidade em tração tenha aumentado 17%. O módulo de armazenamento foi mais elevado para o compósito com 2,0% de incorporação. No módulo de perda, todos os compósitos dissiparam menos energia que o material puro. A temperatura de transição vítrea não foi alterada significativamente. De modo geral, o processo de incorporação mostrou-se uma alternativa mais eficiente para a obtenção de compósitos de nanofibras de celulose em PEBD, não necessitando a secagem ou troca de solvente para sua fabricação, sem afetar suas propriedades originais.