Polimeros

Introdução

Atualmente, o uso de fibras naturais como reforço em compósitos apresenta um grande potencial, substituindo as fibras de vidro e outros materiais, o que terá impacto tanto na redução da dependência de materiais provenientes de fontes não renováveis[1], quanto como no que diz respeito a aspectos ambientais e econômicos[2-5].

Fibras de vidro são amplamente utilizadas como reforço em plásticos, entretanto, devido às restrições ambientais, a procura por novas fibras para a indústria de polímeros aumentou. Neste contexto, a melhoria das propriedades mecânicas como módulo de elasticidade, de rigidez e resistência do material, tem sido um dos focos de abertura de novos campos de aplicação ou de substituição de materiais. Normalmente, o reforço de um polímero com fibras resulta em um aumento do módulo de elasticidade[6-10].

A maioria dos polímeros sintéticos é produzida a partir de recursos não renováveis (fonte petroquímica)[11]. A preocupação com a preservação ambiental tem tornado atrativa a utilização de polímeros obtidos de fontes renováveis[12]. Biopolímeros ou polímeros sintéticos reforçados com fibras naturais correspondem a uma alternativa viável para compósitos reforçados com fibra de vidro[13].

O Brasil tem um elevado potencial para a produção de fibras naturais e produz um número elevado de fibras lignocelulósicas diferentes[14]. As vantagens do uso de fibras naturais sobre as sintéticas tradicionais (fibras de vidro) como reforço em compósitos são: fibras vegetais são produzidas a partir de fontes renováveis, apresentam baixa densidade, não são abrasivas aos equipamentos de processamento e são biodegradáveis[15-18].

As fibras de curauá, usadas no presente trabalho, assim como as demais fibras lignocelulósicas, são constituídas de celulose, hemicelulose (ou polioses), lignina, pectina, cera e substâncias solúveis em água, sendo os três primeiros componentes majoritários e os responsáveis pelas propriedades físicas das fibras, além de terem forte influência sobre as propriedades mecânicas dos compósitos[19-24].

Os compósitos reforçados com fibras naturais apresentam boas propriedades mecânicas, baixo custo e baixa densidade. São termicamente estáveis até aproximadamente 200 ºC[25]. No entanto, como as fibras de vidro comerciais sem tratamento, as fibras naturais apresentam baixa compatibilidade com os polímeros não polares e uma alta absorção de água. Tais características induzem aos compósitos uma perda das propriedades mecânicas[2,20,26,27].

A fim de melhorar a adesão polímero/fibra e reduzir a absorção de água, a superfície das fibras pode ser modificada por métodos físicos ou químicos[18,28,29]. As propriedades destes materiais podem ser aprimoradas, se ocorrer intensificação nas interações entre a fibra e a matriz[30]. Estas interações dependem da extensão da área de contato e da afinidade entre os componentes[21].

A incorporação de fibras à matrizes poliméricas geralmente aumenta sua rigidez mecânica. Tal tendência geralmente é mais pronunciada para compósitos com maior comprimento de fibra médio[20].

Os elastômeros são materiais que podem ser utilizados como agente de tenacificação, pois quando se aplica uma tensão,