Síntese e caracterização de nanocompósitos poliméricos reforçados com whiskers de celulose da fibra de licuri

Abstract

A pesquisa científica da área polimérica tem apresentado uma tendência crescente de investigação dos nanocompósitos. Esse maior espaço tem sido angariado por conta da natureza e possíveis aplicações, ainda não completamente explorados e identificados, dos materiais em dimensão nanométrica. Dentre os principais materiais utilizados como carga para as matrizes poliméricas encontram-se as nanoargilas, os nanotubos de carbono e as nanowhiskers de celulose. Esses últimos têm sido largamente estudados devido ao potencial de utilização como reforço nessas matrizes. Outros fatores, tais como a diversidade de fontes, o baixo custo de obtenção da matéria-prima (muitas vezes resíduos da agroindústria) e a abundância estimulam fortemente uma utilização mais nobre desse material. Entretanto, o processo de extração dessas nanowhiskers de celulose, a partir de fontes lignocelulósicas, demanda uma quantidade significativa de energia e de reagentes químicos, que constituirão resíduos do processo. Objetivando verificar a importância real de cada etapa de tratamento das fibras vegetais, o presente trabalho propõe a produção de nanowhiskers de celulose a partir de diferentes etapas de tratamento da fibra de licuri e verifica a influência da incorporação dessas em uma matriz termoplástica de amido com glicerol. Foi realizada a caracterização da fibra de licuri, o fracionamento e caracterização dos seus constituintes básicos, a produção e caracterização das nanowhiskers de celulose e a incorporação dessas na matriz polimérica e caracterização. As técnicas utilizadas foram: TGA, DSC, DRX, FTIR, MEV, MET e ensaios mecânicos. Através das análises térmicas, MEV e ensaios mecânicos concluiu-se que a fibra de licuri tem propriedades semelhantes a muitas fibras naturais utilizadas como fonte de nanowhiskers de celulose e, portanto, sua escolha é adequada para tal fim.As nanowhiskers de celulose puderam ser obtidas para todos os tratamentos realizados, como comprovado pelo MET, entretanto algumas variações na estabilidade térmica e razão de aspecto dessas puderam ser notadas devido à permanência de outros constituintes da fibra vegetal. Os compósitos apresentaram propriedades mecânicas e de barreira satisfatórias e foi concluído que o tratamento agressivo da fibra não implica em melhorias dessas propriedades, sugerindo que tratamentos menos intensos podem ser aplicados, o que proporciona menor impacto ambiental e maior eficiência energética.