Análise da influência do índice de fluidez da matriz polimérica de polietileno de alta densidade nas propriedades de compósitos com partículas de madeira

Abstract

O uso de compósitos com fibras vegetais ganhou notoriedade nos últimos anos, grande parte devido ao seu baixo custo e caráter sustentável, se apresentando como melhor alternativa em detrimento das fibras sintéticas. Porém, limitações quanto à temperatura de processamento e a baixa compatibilidade da fibra com a matriz, têm se tornado problemas, principalmente no que tange ao desempenho e propriedades do compósito resultante. Porém, o fato das fibras vegetais serem fontes renováveis e biodegradáveis, unido a sua alta disponibilidade, proporcionaram notório crescimento e adesão de seu uso por parte das indústrias, com destaque para indústria automotiva e construção civil. Neste trabalho, estudos baseados em compósitos com partículas de madeira e matrizes poliméricas com diferentes índices de fluidez foram executados com o intuito de se analisar a influência do índice de fluidez (MFI) nas propriedades térmicas, mecânicas e morfológicas destes compósitos. Foram utilizados três tipos de Polietileno de Alta Densidade (PEAD) com diferentes índices de fluidez e acrescidos de 10% de partículas de madeira. As formulações foram obtidas através de um extrusora de dupla rosca e suas propriedades de índice de fluidez, resistência à tração, resistência à flexão e resistência ao impacto foram analisadas. Foi executado o ensaio de calorimetria exploratória diferencial (DSC), com o intuito de se analisar o efeito do índice de fluidez nas temperaturas de fusão e cristalização do compósito. Por fim, foram executadas análises microestruturais através de microscopia óptica (MO), para se analisar a dispersão e distribuição das partículas na matriz polimérica, e microscopia eletrônica de varredura (MEV), para se analisar a adesão da fibra à matriz. Através dos resultados foi possível observar que o acréscimo das partículas de madeira reduziu o índice de fluidez do compósito influenciando as propriedades mecânicas. Verificou-se, também, que quanto menor o índice de fluidez da matriz polimérica melhor será a mistura no que tange a dispersão. ABSTRACT: The use of composites with vegetable fibers has gained notoriety in recent years, largely due to its low cost and sustainable character, presenting as a better alternative in detriment of synthetic fibers. However, limitations in the processing temperature and the low compatibility of the fiber with the matrix have become problems, especially regarding the performance and properties of the resultant composite. But, the facts of the vegetable fibers are renewable and biodegradable sources, also their high availability, provided remarkable growth and adhesion of its use by industries, especially automotive and construction industries. In this work, studies based in composites with wood particles and polymeric matrices with different melt flow indices were performed in order to analyze the influence of the melt flow index (MFI) in the thermal, mechanical and morphological properties of these composites. Three types of high density polyethylene (HDPE) were used with different melt flow indices and 10% of wood particles. The formulations were obtained by a twin screw extruder and the melt flow index properties, tensile strength, flexural strength and impact resistance of the composites were analyzed. The differential scanning calorimetry (DSC) test was performed in order to analyze the effect of the melt flow index on the melt and crystallization temperatures of the composite. Microstructural analysis was performed by optical microscopy (OM), to analyze the dispersion and distribution of the particles in the polymer matrix, and scanning electron microscopy (SEM), to analyze the adhesion of the fiber to the matrix. Through the results it was possible to observe that the addition of the wood particles reduced the melt flow index of the composite influencing the mechanical properties. It has also been found that the lower the melt flow index of the polymer matrix the better will be the mixture with respect to the dispersion.