Composites of PP with curaua fibers : processing, formulation, degradation and stabilization

O desenvolvimento de materiais formulados com fibras vegetais é interessante para países muito ricos em recursos naturais, como o Brasil, pois se promove o desenvolvimento tecnológico aproveitando-se matéria-prima nacional, dando-lhe finalidades mais nobres. A aplicação de fibras vegetais curtas em compósitos com matrizes poliméricas tem recebido crescente atenção, pois as fibras melhoram as propriedades mecânicas dos polímeros e tem potencial para substituir fibras inorgânicas, em especial a fibra de vidro, com uma série de vantagens que incluem a leveza, biodegradabilidade e menor abrasividade aos equipamentos de processamento. Neste trabalho, estudou-se a incorporação de fibras de curauá em polipropileno, por extrusão seguida de injeção, variando-se a rotação das roscas da extrusora dupla-rosca, o teor de fibras e de agente de acoplamento. Os compósitos processados a 300 rpm e contendo 20 wt% de fibras e 2 wt% de agente de acoplamento apresentaram as melhores propriedades mecânicas nos ensaios mecânicos de tração, flexão e impacto. As propriedades não superam as dos compósitos com fibras de vidro, mas são competitivas. A degradação e estabilização foram avaliadas pelo ensaio de envelhecimento ambiental de amostras de polipropileno e compósitos com e sem estabilizantes comerciais, para analisar o efeito de cada componente sobre a degradação do sistema. Enquanto o agente de acoplamento atuou como pró-degradante, as fibras atuaram como bloqueadores da radiação e protegeram o compósito do envelhecimento. Essa parte do trabalho foi importante para definir a correta aditivação dos compósitos. Os estabilizantes escolhidos foram satisfatórios na prevenção do envelhecimento das amostras e reduziram o efeito pró-degradante do agente de acoplamento. A partir desses resultados, é possível definir a formulação adequada para cada aplicação específica.The development of materials formulated with vegetal fibers is interesting for countries with high availability of natural resources, like Brazil, due to the possibility of promoting technological development using their own raw materials. The use of short vegetal fibers composites with polymeric matrices have been receiving attention due to the fact that the fibers increase the mechanical properties of the polymers and have potential to substitute inorganic fibers, in special glass fiber, with many advantages that include being lighter, biodegradable and less abrasive to the processing equipments. In this work, the incorporation of curauá fibers on polypropylene matrix by extrusion and injection molding was studied, testing different screw rotation speed in the twin-screw extruder, the fiber and the coupling agent content. The composites prepared with the rotation of 300 rpm, 20 wt% of fiber and 2 wt% of coupling agent showed the best mechanical properties evaluated in tensile, flexural and impact tests This mechanical performance does not overcome the properties of the composites reinforced with glass fibers, but are competitive with them. The degradation and stabilization were evaluated through natural ageing of samples of PP and composites with and without commercial stabilizers, in order to analyze the effect of each component on the degradation of the system. While the coupling agent worked prodegrading the systems, the fibers had a screening effect and protected them from the ageing. This part of the work was important to choose suitable additivation for the composites. The stabilizers chosen for the formulation worked satisfactorily in preventing the ageing of the samples and reduced the prodegrading effect of the coupling agent. Based on these results, it is possible to define a suitable formulation of the composites for each final application