Aplicação de fibras de celulose modificadas com nanopartículas de sílica (SiO2) em compósitos com Acrilonitrila-Butadieno-Estireno (ABS)

Abstract

O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o efeito da utilização de fibras de celulose modificadas com nanopartículas de sílica (SiO2) na confecção de compósitos com matriz de terpolímero acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS). Os compósitos foram confeccionados utilizando matriz de ABS e fibras de polpa celulose branqueada não modificadas (fibras NT) e modificadas com as nanopartículas de sílica (fibras T1 e T2). A fibras foram modificadas pela deposição de nanopartículas de sílica (SiO2), utilizando o processo sol-gel, tendo como precursor o ortosilicato de tetraetila (TEOS). Adicionalmente, duas concentrações de TEOS e dois tempos de reação foram utilizados para produzir dois tipos de fibras modificadas, fibras T1 e fibras T2. Além disso, foram avaliados dois teores de fibras na matriz (10% e 20% m/m). Os compósitos foram obtidos por meio do processo de extrusão e posteriormente de injeção. As fibras foram caracterizadas quanto ao rendimento, análise térmica (termogravimetria - TGA, derivada termogravimétrica - DTG e calorimetria diferencial exploratória - DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os compósitos foram caracterizados quanto à densidade, absorção de água, tração, flexão, dureza Shore D, análises térmicas (TGA, DTG, DSC), temperatura de distorção térmica (HDT), temperatura de amolecimento VICAT e microscopia (MEV). Foi aplicada análise estatística para as propriedades de densidade, HDT, VICAT, flexão, tração e dureza. O aumento do teor de fibras de 10% para 20% proporcionou melhora significativa para as propriedades mecânicas de módulo de elasticidade em tração, resistência à flexão, módulo de elasticidade em flexão também para a temperatura de deflexão térmica HDT e temperatura de amolecimento VICAT. No entanto, o aumento do teor de fibras de 10% para 20%, comparando os compósitos com relação ao ABS, provocou diminuição do Tonset, também ocasionou aumento da absorção de água e provocou aumento da densidade. A adição de fibras modificadas proporcionou incremento na rigidez do material para os esforços de tração e de flexão.