Caracterização de fibras de esponjas de Luffa cylindrica para utilização em compósitos com matriz polimérica

Abstract

Resumo: Neste trabalho foram estudadas fibras de esponjas de Luffa cylindrica e seus compósitos com matriz de Poliéster Insaturado Ortoftálico. Fibras de esponjas de Luffa cylindrica (mesh 40-60-100) foram tratadas com soluções aquosas de NaOH a 2% (p/p) em diferentes tempos (10 a 90 minutos) e metacrilamida em diferentes concentrações (1 a 3% p/p) e tempos entre 60 a 180 minutos. Os tratamentos químicos causaram modificações superficiais nas fibras. As fibras foram caracterizadas através de determinações analíticas (holocelulose, celulose, hemicelulose, lignina e outros componentes), análise térmica, espectrometria na região de infravermelho (FTIR), Difração de Raios X, espectrometria eletrônica para análise química e fotoelétrons (ESCA/XPS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e determinações de densidades. Os compósitos produzidos foram caracterizados através de análise térmica, microscopia eletrônica de varredura, de suas propriedades físico-química e mecânicas e de absorção de água. Os ensaios de resistência à tração e impacto foram analisados através do teste de ANOVA. Numa segunda etapa foram preparados compósitos com mantas de Luffa com diferentes frações volumétricas de fibras (%Vf), sendo caracterizados através de resistência à tração. Os compósitos com manta (%Vf entre 24,4 a 36,3%) tratadas com soluções de NaOH 2% (p/p) apresentaram melhores resultados para os ensaios de resistência à tração do que os compósitos com fibras curtas (%Vf 46,6).

Abstract: In this work, sponge-groudo of Luffa cylindrica fibers and their composites with polyester matrix were studied. Luffa cylindrica fibers (mesh 20-60) were treated with sodium hidroxide aquosous solution (NaOH 2% w/w) during different periods of time (10-90 minutes) and with Methacrylamide aquosous solution (1-3% w/w) also during different periods (60-180 minutes). The chemical treatment caused superficial modifications on the fibers than were characterized by analytical determinations (holocellulose, cellulose, lignina, ashes and the other components), thermal analysis, eletronic spectroscopy for chemcial analysis, infrared spectroscopy, x-ray diffraction, scanning electron microscopy and density determination. Composites were characterizated by thermal analysis, scanning electron microcopy and their physico-chemical and mechanical properties else than their water absorption. Tensile and impact test were evaluated by ANOVA test. In a second stage of this work composites were prepared with Luffa cylindrica natural mats with different fiber content were characterized by tensile tests. Composites prepared with NaOH treated mats presented better tensile results than the composites prepared with short-fiber NaOH treated samples.