Obtaining and evaluating a composite using carotid fiber (Neoglaziovia variegata) and phenolic matrix with post-consumer PET.

Um dos grandes desafios enfrentados pela humanidade é o reaproveitamento total do material polimérico que, normalmente, é descartado, causando forte impacto ambiental. O PET, um polímero termoplástico bastante aplicado na indústria de embalagem, gera um descarte que pode ser reutilizado não só na confecção de novas embalagens mas também utilizado como matéria-prima na obtenção de materiais compósitos reforçados com fibras vegetais. A fibra de caroá surge como um material de grande importância podendo ser utilizado como reforço na fabricação de painéis de fibras com aplicações industriais. O objetivo deste trabalho foi a fabricação de compósito utilizando uma matriz polimérica resol/PET pós-consumo, reforçada com fibras de caroá (Neoglaziovia variegata) visando ao uso e aplicações compatíveis com as propriedades encontradas. Utilizaram-se percentuais entre 10 a 70% de PET solubilizado, fibras de caroá com diâmetro médio de 0,17 mm, não tratadas, entre 4 a 21%, para uma relação molar da resina fenólica de 1:3 fenol/formol. As fibras foram montadas em camadas contínuas, orientadas no sentido longitudinal e transversal e intercaladas com resina. A resina fenólica foi curada com temperatura de 90 0C e prensada por uma força de 10 t pelo período de 3 h. Os testes realizados foram: densidade, tração, flexão estática, expansão linear, inchamento nos tempos de 2 h e 24 h, análises térmicas (DSC) e (TG) e micrografia eletrônica de varredura (MEV). A solubilidade alcançou o percentual máximo de 33% para uma relação molar de 1:3 fenol/formol. O PET foi o material que mais contribuiu para o aumento da densidade. Na tração o teor de PET solubilizado abaixo de 30% aumentou, no compósito, a propriedade de tração acima do mínimo exigido (0,40 MPa). Na flexão o aumento do teor de fibra de caroá, diferente dos outros materiais, favoreceu um aumento acima de 18 MPa. No entanto, o aumento do teor de PET provocou mais resistência para o módulo de tensão máxima (MOR) do que a resina e para o módulo de elasticidade (MOE) na flexão o aumento do teor de resina provocou mais resistência do que o PET. Os menores valores de expansão linear no compósito foram obtidos nos tratamentos com percentuais de PET solubilizado abaixo de 30%. A matriz com teor de PET solubilizado acima de 30% provocou descontinuidade da resina e maior absorção de água. Os maiores resultados de inchamento após 2 h e 24 h no compósito, foram provocados com o teor de PET solubilizado acima de 30% na matriz. No ensaio de calorimetria exploratória de varredura (DSC) o aumentar do teor de PET tende a diminuir a temperatura de transição vítrea (Tg) da matriz fenólica. Nos resultados do ensaio de termogravimetria (TG) a máxima intensidade na perda de massa no processo de degradação foi em 550 0C. Na Microscopia eletrônica de varredura (MEV) as melhores adesões fibra/resina estão relacionadas com os tratamentos com teor de PET solubilizado abaixo de 30%.One of the great challenges facing humanity is the reuse total polymeric material which is normally discarded, causing a significant environmental impact. The PET quite a thermoplastic polymer applied in the packaging industry, which generates a discharge can be reused not only in the production of new packaging but also utilized as raw materials to obtain composite materials reinforced with vegetable fibers. Caroá fiber emerges as a material of great importance and can be used as reinforcement in the manufacture of fibreboard with industrial applications. The objective of this work was the fabrication of a polymer matrix composite using resol / PET post-consumer fiber reinforced caroá (Neoglaziovia variegata) for the use and applications compatible with the properties found. It was used percentages between 10 and 70% PET solubilized caroá fibers with an average diameter of 0.17 mm, untreated, between 4 and 21%, for a molar ratio of 1:3 phenol resin phenolic / formaldehyde. The fibers were assembled into continuous layers oriented in the longitudinal and transverse direction and interleaved with resin. The phenolic resin was cured with a temperature of 90 0C and pressed by a force of 10 tons during 3 h. The tests performed were: density, tensile, bending, linear expansion, swelling during 2 h and 24 h, thermal analysis (DSC) and (TG) and scanning electron micrograph (SEM). The solubility reached the maximum percentage of 33% to a molar ratio of 1:3 phenol / formaldehyde. The PET was the material which contributed to the increase in density. Traction in the content of PET solubilized below 30%, increased in the composite, the tensile property above the minimum required (0.40 MPa). Flexion increased fiber content caroá, unlike other materials, favored an increase above 18 MPa. However, increasing PET content caused more resistance for the maximum tensile modulus (MOR) of the resin and for the modulus of elasticity (MOE) in flexion increased resin content led to greater resistance than PET. Smaller values of the linear expansion of the composite were obtained in the treatments of PET solubilized percentage below 30%. The matrix with solubilized PET content above 30% led to discontinuation of the resin and greater water absorption. The greatest swelling results after 2 h and 24 h in the composite, were caused with the PET content above 30% soluble in the matrix. In the test scanning calorimetry (DSC) increase the content of PET tends to decrease the glass transition temperature (Tg) of the phenolic matrix. In the test results of thermogravimetry (TG) at the maximum intensity loss in mass degradation was 550 0C. In scanning electron microscopy (SEM) best accessions fiber / resin are related treatments solubilized PET content below 30%