Caracterização do compósito de borracha natural reforçado com nanocristais de celulose. - Oliveira, Leticia Mota de (2017)
Dentre os materiais de fontes naturais e renováveis, a celulose se destaca pela sua abundância, podendo ser encontrada em diversos organismos vivos, como plantas, amebas, bactérias, fungos e alguns animais marinhos. Suas dimensões podem ser reduzidas por quebra das cadeias amorfas, com possibilidade de atingir escalas nanométricas, obtendo-se assim as chamadas nanopartículas de celulose ou nanocelulose. Devido à alta cristalinidade, a nanocelulose possui altos valores de módulo elástico, proporcionando alta capacidade de reforço em matrizes poliméricas, combinados com baixo peso, área superficial elevada e biodegradabilidade. A borracha natural é uma matéria-prima de fonte natural, sendo extraída das seringueiras na forma de látex - dispersão coloidal de partículas de borracha e substâncias não-borrachas em um meio aquoso, com aspecto leitoso. No presente trabalho foram estudados compósitos de borracha natural e nanocelulose. Inicialmente, foi realizada uma análise do látex de nacionalidade brasileira, centrifugado, contendo 60% em massa de sólidos. Os resultados de caracterização do látex centrifugado comercial, a qual consistiu na análise de concentração de sólidos totais e na medida do pH, estavam de acordo com os dados apresentados pelo fornecedor. Além disso, a análise de distribuição de tamanho de partícula indicou que o material apresenta uma população, com tamanho médio de 1,0 ?m. A borracha coagulada com ácido acético apresentou, após mastigação em cilindro aberto, viscosidade Mooney e extrato acetônico igual a, respectivamente, 52,8 e 2,57%. As nanoceluloses foram obtidas por hidrólise com ácido ortofosfórico (NC P) e sulfúrico (NC S), sendo classificadas como nanocristal de celulose (NC). NC P apresentaram comprimento médio, razão de aspecto e cristalinidade igual a, respectivamente, 270 ± 89 nm, 50 ± 24 e 78%; e as NC S apresentaram 209 ± 51 nm, 29 ± 10 e 75%.. Os compósitos de borracha natural com nanocristais de celulose apresentaram, nos ensaios de tração, aumentos nos valores de todas as propriedades analisadas, quando comparados à borracha natural pura. Ao adicionar-se 10 phr de nanocelulose preparada com ácido fosfórico na borracha natural, os valores de resistência à tração na ruptura, alongamento na ruptura e módulo a 300% aumentaram, respectivamente, em 90%, 16% e 52%. Já com a adição de 10 phr de NC S, essas propriedades aumentaram, respectivamente, em 68%, 5% e 109%. O mesmo foi observado para a dureza Shore A. Com a adição de 10 phr de nanocelulose obtida por ácido fosfórico à composição da borracha natural, a dureza Shore A aumentou em cerca de 22%; já com a adição de 10 phr de NCs S, a dureza da borracha natural aumentou em 36%.