Efeito dos tratamentos de silanização e acetilação em fibras de Luffa cylindrica para aplicação em compósitos

dc.contributor.advisor1Oliveira, Michel Picanco
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000192410194
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6383844066460475
dc.contributor.authorMelo, Eduarda Chiabai Rodrigues de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000000176699741
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0603238664975216
dc.contributor.referee1Monteiro, Sergio Neves
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1208-1234
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2962183322412029
dc.contributor.referee2Moulin, Jordão Cabral
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-5543-3853
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3577181658928552
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:34Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:34Z
dc.date.issued2023-02-15
dc.description.abstractAlthough lignocellulosic fibers (LF) have several advantages, these fibers have a hydrophilic character, which considerably decreases the fiber/matrix interfacial interaction in polymer composites. Due to this, chemical or surface treatments are required to increase fiber/matrix compatibility. The present work had the objective of improving the interaction between Luffa cylindrica (LC) fiber and polyester matrix. Polyester matrix composites were developed and reinforced with 10, 20, and 30% in volume of untreated LC fibers, initially. Subsequently, the chemical treatments of silanization with silane coupling agent (3-methacryloxypropril-trimethoxy-silane) diluted in acetone and acetylation treatment with acetic anhydride and acetic acid with sulfuric acid as catalyst in the 30% composition were performed. From the X-ray diffractometry analysis, it was possible to observe the similarity of the diffractogram of the silanized fiber with the characteristic curve of LF, in contrast, the acetylated fiber obtained a distinct result, being similar to cellulose acetate. The spectrograms confirmed the chemical modification that acetylation caused in the fiber. An increase of 1380% and 1864% in impact strength was obtained for the silanized and acetylated composites, respectively. Meanwhile, the thermal analysis showed the thermal stability of the acetylated fiber up to 200ºC, while the raw fiber and silanized fiber started their degradation process at 261ºC. Photomicrographs obtained by Scanning Electron Microscopy confirmed the higher adherence of treated fibers in the matrix, and the Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy analysis verified the incorporation of Si in the fiber. The moisture absorption test assured the hydrophobicity of the acetylated fiber. Given these results, this work indicates that the treatments performed were efficient in increasing the fiber/matrix compatibility.
dc.description.resumoApesar das diversas vantagens que as fibras lignocelulósicas (FL) possuem, estas fibras apresentam caráter hidrofílico, o que diminui consideravelmente a interação interfacial fibra/matriz nos compósitos poliméricos. Devido a isso, tratamentos químicos ou superficiais são necessários para aumentar a compatibilidade fibra/matriz. O presente trabalho teve como objetivo melhorar a interação entre a fibra de Luffa cylindrica (LC) e a matriz de poliéster. Foi desenvolvido compósitos de matriz de poliéster e reforçados com 10, 20 e 30% em volume de fibras de LC não tratadas, inicialmente. Posteriormente, foi realizado os tratamentos químicos de silanização com agente de acoplamento silano (3-metacriloxipropril-trimetoxi-silano) diluído em acetona e o tratamento de acetilação com anidrido acético e ácido acético com ácido sulfúrico como catalizador na composição de 30%. A partir da análise de difratometria de raios-X foi possível observar a semelhança do difratograma da fibra silanizada com a curva característica das FL, em contrapartida a fibra acetilada obteve resultado distinto, sendo semelhante ao acetato de celulose. Os espectrogramas confirmaram a modificação química que a acetilação ocasionou na fibra. Foi obtido um aumento de 1380 e 1864% na resistência ao impacto para os compósitos silanizados e acetilados, respectivamente. Entretanto, houve decréscimo na resistência à tração ao se adicionar reforço. A análise térmica demonstrou estabilidade térmica da fibra acetilada até 200ºC, enquanto a fibra in natura e silanizada iniciaram seu processo de degradação à 261ºC. As fotomicrografias obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura confirmaram a maior aderência das fibras tratadas na matriz, e a análise de Espectroscopia de Energia de Raios-X Dispersiva constatou a incorporação de Si na fibra. O teste de absorção de umidade assegurou a hidrofobicidade da fibra acetilada. Diante destes resultados, este trabalho indica que os tratamentos realizados foram eficientes para aumentar a compatibilidade entre fibra/matriz.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/16807
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.rightsopen access
dc.subjectPolímero
dc.subjectBucha vegetal
dc.subjectTratamento químico
dc.subjectPoliéster
dc.subjectHidrofóbica
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Química
dc.titleEfeito dos tratamentos de silanização e acetilação em fibras de Luffa cylindrica para aplicação em compósitos
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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