Estudo da utilização de resíduos de bananeira e cana-de-açúcar na produção de materiais compósitos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de PolímerosAs produções de bananeira e cana-de-açúcar, essencialmente dedicadas à comercialização do fruto e transformação da sacarose, são geradoras inerentes de resíduos vegetais devido à baixa taxa de aproveitamento direto que os materiais descartados da indústria têm hoje em dia. O resíduo gerado é quase todo queimado ou triturado grosseiramente e enterrado nos campos de cultivo, servindo como fertilizante. A partir da possibilidade do reaproveitamento destes resíduos para desenvolvimento de novos produtos estéticos e funcionais, foram produzidos compósitos termoendurecíveis baseados nos contraplacados de madeira, e compósitos termoplásticos, com uma matriz compatível, onde os resíduos do pseudocaule de bananeira, palha de cana-de-açúcar e bagaço de cana-de-açúcar foram incorporados em grandes percentagens. O s compósitos produzidos evidenciam claramente, a presença destes resíduos. Para atingir os objetivos pretendidos definiram-se as composições variando a concentração das matérias-primas utilizadas e as técnicas e parâmetros de processamento. Os compósitos desenvolvidos foram submetidos a ensaios de caracterização acústica (barreira à transmissão de ruído), térmica (evolução da temperatura ao longo do tempo), mecânica (resistência à flexão e resistência à tração), morfológica (lupa e microscopia) e física (densidade). Os painéis de partículas revelaram boas propriedades acústicas e algum potencial de exploração das matérias-primas em estudo para isolamentos térmicos. Quanto aos compósitos termoplásticos, os dados mais relevantes vieram da caraterização mecânica onde alguns compósitos revelaram um comportamento muito aproximado ao material virgem, tendo em conta incorporações de resíduo de 20%, 30% e 40%, onde se destacou o compósito B20, que revelou de um modo geral melhor comportamento mecânico que o material virgem. De um modo geral, a incorporação de fibras naturais, bem como o aumento da taxa de incorporação, retiraram flexibilidade e aumentaram a rigidez do PETG. Estes resultados mostraram que é possível dar uma nova vida aos resíduos, a partir da produção de materiais compósitos com incorporações muito significativas dos resíduos.Banana tree and sugar cane productions, essentially dedicated to fruit commercialization and sucrose transformation, are intrinsic plant waste generators due to the low rate of direct utilization those discarded materials have today. The waste generated is almost entirely burnt or coarsely grinded and buried in the fields, serving as fertilizer. From the possibility of reuse of these residues for development of new aesthetic and functional products, thermosetting composites based on wood board panels and thermoplastic composites were produced with a compatible matrix, where the residues of the banana tree pseudostem, sugarcane straw and sugarcane bagasse were used into large incorporation rates. The composites produced clearly show the presence of these residues. In order to achieve the desired objectives, the compositions were defined by varying the concentration of the raw materials used and the processing techniques and parameters. The composites developed were subjected to tests of acoustic (barrier to noise transmission), thermal (temperature evolution over time), mechanical (flexural and tensile strength), morphological (magnifier and microscopy) and physical (density). Particle boards revealed good acoustic properties and some potential development of raw materials under study for thermal insulation. For the thermoplastic composites, the most relevant results came from the mechanical characterization where some composites showed a very approximate behavior to the virgin material, taking into account 20%, 30% and 40% residue incorporations, where the composite B20 was highlighted, which revealed generally better mechanical behavior than the virgin material. In general, the incorporation of natural fibers, as well as the increase of the rate of incorporation, removed flexibility and increased the rigidity of PETG. These results showed that it is possible to give a new life to the residues from the production of composite materials with very significant incorporations of the residues