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http://hdl.handle.net/11612/2697| Autor(a): | Lopes, Shara Carvalho |
| Orientador: | Serra, Juan Carlos Valdés |
| Título: | Avaliação de um material compósito polimérico bioinspirado reforçado com fibra de bagaço de cana-de-açúcar |
| Palavras-chave: | Compósito; Bioinspirado; Baixa densidade; Resíduo agroindustrial; Composite; Bioinspired; Low density; Agroindustrial waste |
| Data do documento: | 13-Nov-2020 |
| Editor: | Universidade Federal do Tocantins |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Agroenergia - PPGA |
| Citação: | LOPES, Shara Carvalho. Avaliação de um material compósito polimérico bioinspirado reforçado com fibra de bagaço de cana-de-açúcar. 2019. 106f. Dissertação (Mestrado em Agroenergia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Agroenergia, Palmas, 2019. |
| Resumo: | Inspirada na baixa densidade da madeira e em painéis de fibras de madeira, o presente estudo, aborda uma análise acerca da caracterização de um material compósito polimérico bioinspirado, ou inspirado na natureza. Este material compósito polimérico foi fabricado em laboratório a partir da mistura da resina poliuretana à base de óleo de mamona com diferentes porcentagens de adição de fibra de bagaço de cana-de-açúcar (10%, 20%, 30%, 40% e 50%). Foi realizada comparação das propriedades físico-mecânicas (densidade, teor de umidade, inchamento em espessura por 24h, absorção de água por 24h, tração e flexão) entre os compósitos poliméricos bioinspirados com adição de bagaço de cana-de-açúcar, entre diferentes espécies de madeira natural e painéis compósitos de baixa densidade. O objetivo deste estudo foi obter um material compósito polimérico bioinspirado na baixa densidade das madeiras, fabricado a partir da resina poliuretana à base de óleo de mamona, em substituição ao uso da resina ureia-formaldeído, com adição de bagaço de cana-de-açúcar como reforço e em substituição integral ao uso de partículas de madeira. Os resultados do ensaio de densidade configuram o material como como painel aglomerado de baixa densidade. Nos ensaios de inchamento em espessura todos os materiais estão dentro do recomendado pela norma CS 236 (1966), apresentaram resultados inferiores a 30%. Através do ensaio de absorção de água foi constatado que os compósitos poliméricos bioinspirados apresentaram uma melhora em relação hidrofilicidade em comparação com os painéis aglomerados de fibras associadas as partículas de madeira. Entretanto, o teor de umidade permaneceu abaixo da faixa recomendada (entre 5% e 13%) pela norma NBR 14810:2 (2018) para painéis aglomerados. Os compósitos avaliados apresentaram os valores de módulo de elasticidade inferiores ao exigido pela norma CS 236 (1966), e apenas o percentual de 30% de adição de fibra de bagaço de cana-de-açúcar atendeu a referida norma para o resultado de módulo de ruptura. Não foi constatado decréscimo significativo nas propriedades físico-mecânicas nos compósitos poliméricos bioinspirados utilizando resina poliuretana à base de óleo de mamona, em substituição ao adesivo ureia-formaldeído, e fibra de bagaço de cana-de-açúcar em substituição as partículas de madeira, sendo viável ambas substituições. Ao levar em consideração todos os parâmetros avaliados, o percentual que apresentou melhores propriedades físico-mecânicas foram os corpos de prova com 30% de adição de fibra de bagaço de cana-de-açúcar. |
| Abstract: | Inspired by the low density of wood and wood fiber boards, the present study addresses an analysis about the characterization of a bio-inspired polymer composite material, or inspired by nature. This polymeric composite material was manufactured in the laboratory from a mixture of polyurethane resin based on castor oil with different percentages of added sugarcane bagasse fiber (10%, 20%, 30%, 40% and 50%). A comparison of the physical mechanical properties (density, moisture content, swelling in thickness for 24h, water absorption for 24h, traction and flexion) between the bioinspired polymeric composites with the addition of sugarcane bagasse, between different species of natural wood and low density composite panels. The objective of this study was to obtain a polymeric composite material bioinspired in the low density of the woods, manufactured from polyurethane resin based on castor oil, replacing the use of urea-formaldehyde resin, with the addition of sugarcane bagasse as a reinforcement and as a complete replacement for the use of wood particles. The results of the density test configure the material as a low density board. In thickness swelling tests, all materials are within the recommended by the CS 236 standard (1966), presented results below 30%. In the water absorption test it was found that the bioinspired polymeric composites showed an improvement in relation to hydrophilicity in comparison with the agglomerated fiber panels associated with the wood particles. However, the moisture content remained below the recommended range (between 5% and 13%) by the Brazilian Stardard 14810: 2 (2018) for chipboard panels. The composites evaluated presented values of modulus of elasticity lower than that required by the CS 236 standard (1966), and only the percentage of 30% of addition of sugarcane bagasse fiber met the referred norm for the result of rupture modulus. There was no significant decrease in the physical-mechanical properties of bioinspired polymeric composites using castor oil-based polyurethane resin, replacing the urea-formaldehyde adhesive, and sugarcane bagasse fiber to replace wood particles, both substitutions feasible. When taking into account all the parameters evaluated, the percentage that presented the best physical-mechanical properties were the specimens with 30% of addition of sugarcane bagasse fiber. |
| URI: | http://hdl.handle.net/11612/2697 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Agroenergia |
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