COMPÓSITOS PEAD/BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR: INFLUÊNCIA DO PROCESSAMENTO E FONTE DE PEAD
DOI:
https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v26i51.2425
Resumo
Neste trabalho, compósitos poliméricos foram produzidos utilizando como matriz polietileno de duas fontes diferentes, o polietileno de alta densidade virgem (PEADv) e o pós-consumo (PEADpc), e como carga, fibras de bagaço de cana-de-açúcar (BCA). Para testar a influência do tipo de processamento, compósitos PEADv/Fibra e PEADpc/Fibra na proporção 90/10 (porcentagem mássica) foram processados em dois equipamentos diferentes: extrusora mono-rosca e extrusora dupla-rosca co-rotatória. Após os processamentos, corpos de prova foram obtidos por compressão e caracterizados por análises de densidade, dureza shore D, índice de fluidez (MFI), absorção de umidade, análise termogravimétrica e calorimetria exploratória diferencial. Os resultados mostram que é possível reduzir a quantidade de polímero oriundo do petróleo, com a inserção de 10 % de um resíduo, que é o bagaço de cana-de-açúcar, sendo os melhores resultados obtidos para compósitos utilizando o 90 % do polímero virgem em extrusora dupla-rosca
Downloads
Não há dados estatísticos.
Referências
AGUILAR, R. et al. Kinetic study of the acid hydrolysis of sugarcane bagasse. Journal of Food Engineering, v. 55, n. 4, p. 309-318, 2002.
ALBANO, C.; SANCHEZ, G.; ISMAYEL, A. Influence of a copolymer on the mechanical properties of a blend of PP and recycled and non-recycled HDPE. Polymer Bulletin, v. 41, n. 1, p. 91-98, 1998.
ALPIRE-CHÁVEZ, M. Influência do carbonato de cálcio nas propriedades físicas de espumas de EVA. 2015. 112 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2007.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D570 – 98: Standard Test Method for Water Absorption of Plastics. In: Annual Book of ASTM, 2018.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D792-13: Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement. In: Annual Book of ASTM, 2013.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D2240-05: Standard Test Method for Rubber Property-Durometer Hardness. In: Annual Book of ASTM, 2010.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D1238-01: Melt flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer. In: Annual Book of ASTM, 2002.
BILLMEYER, F. W. Textbook of Polymer Science. Wiley, New York, 1984.
CANDIDO, V. S. Caracterização e propriedades de compósitos poliméricos reforçados com fibras de bagaço de cana-de-açúcar. 2014. 188 f. Tese (Doutorado em Ciência dos Materiais) -Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2014.
CANEVAROLO JUNIOR, S. V. Técnicas de Caracterização de Polímeros. 1. ed. São Paulo: Artliber, 2004.
CARASCHI, J. C. Estudo das relações estrutura/propriedades de carboximetilcelulose obtida por derivatização de polpa de bagaço de cana-de-açúcar. 1997. 188f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Química, Universidade de São Paulo, 1997.
CESTARI, S. P. et al. Advanced properties of composites of recycled high-density polyethylene and microfibers of sugarcane bagasse. Journal of Composite Materials, v. 52, n.7, p. 867-876, 2018.
CHERIAN, B. M. et al. Isolation of nanocellulose from pineapple leaf fibres by steam explosion. Carbohydrate Polymers, v. 81, n. 3, p. 720-725, 2010.
COSTA, H. M. et al. Análise térmica e propriedades mecânicas de resíduos de polietileno de alta densidade (PEAD). Revista Polímeros Ciência e Tecnologia, São Paulo, v. 26, p. 75-81, 2016.
D'ALMEIDA, A.L.F.S. et al. Acetilação da fibra de bucha (Luffa cylindrica). Polímeros: Ciência e Tecnologia, v.15, n. 1 p. 59 -62, 2005.
DE PAOLI, M. A. et al. Polyamide-6/vegetal fiber composite prepared by extrusion and injection molding. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, v. 38, n.12, p. 2404-2411, 2007.
EL-FATTAH, A. A. et al. The effect of sugarcane bagasse fiber on the properties of recycled high density polyethylene. Journal of Composite Materials, v. 49, n. 26, p. 3251-3262, 2015.
ESSABIR, H. et al. Mechanical and thermal properties of hybrid composites: Oil-palm fiber/clay reinforced high density polyethylene. Mechanics of Materials, 98, p. 36 – 43, 2016.
FERREIRA, G. F. et al. Tuning sugarcane bagasse biochar into a potential carbon black substitute for polyethylene composites. Journal of Polymers and the Environment, v. 27, n. 8, p. 1735-1745, 2019.
FLORENTINO, W. M. et al. Caracterização morfológica e mecânica do compósito de PP reforçado com fibras de bagaço de cana. Cadernos UniFOA, v. 9, n. 2, p. 33-37, 2014.
HILLIG, É. et al. Caracterização de compósitos produzidos com polietileno de alta densidade (PEAD) e serragem da indústria moveleira. Revista Árvore, v. 32, n. 2, p. 299-310, 2008.
HUYSVELD, S. et al. Advancing circular economy benefit indicators and application on open-loop recycling of mixed and contaminated plastic waste fractions. Journal of Cleaner Production, v. 211, p. 1-13. 2019.
KURUVILLA, J. et al.; A review on sisal fiber reinforced polymer composites. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 3, n. 3, p. 367-379, 1999.
LIGOWSKI, E.; SANTOS, B. C.; FUJIWARA, S. T. Materiais compósitos a base de fibras da cana-de-açúcar e polímeros reciclados obtidos através da técnica de extrusão. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 25, n. 1, p. 70-75, 2015.
LUCAS, E. F.; SOARES, B. G.; MONTEIRO, E. Caracterização de polímeros: determinação de peso molecular e análise térmica. Editora E-papers, 2001.
LUZ, S. M. et al. Cellulose and cellulignin from sugarcane bagasse reinforced polypropylene composites: Effect of acetylation on mechanical and thermal properties. Composites: Part A, v.39, p. 1362-1369, 2008.
MARCKZAC, R. J. Polímeros como materiais de engenharia. Porto Alegre: Blucher, 1991.
MARIANO, D. M. Desenvolvimento de compósitos e/ou nanocompósitos de polietileno de alta densidade com argila organofílica via extrusão. 2012. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em Polímeros) - Fundação Centro Universitário Estadual da Zona Oeste, Rio de Janeiro, 2012.
MARINI, J. Desenvolvimento e caracterização de filmes tubulares de nanocompósitos de PEAD/EVA/argila organofílica. 2008. 178 f. Dissertação (Mestrado em Ciências e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2008.
MOKHOTHU, T. H.; JOHN, M. J. Review on hygroscopic aging of celulose fibres and their biocomposites. Carbohydrate Polymers, v. 131, n. p. 337-354, 2015.
OLIVEIRA, O. C. Avaliação de fibras de bagaço de cana-de-açúcar in natura e modificada para aplicação em compósitos. 2018. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Ciência dos Materiais) - Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, 2018.
RUCH, J. et al. Transformação Direta Facilita Moldagem de Plásticos Reforçados com Fibras Naturais. Plástico Industrial, v. 68, p. 44-63, 2004.
SANTOS, P. A. et al. Polyamide-6/vegetal fiber composite prepared by extrusion an injection molded. Composites Part A: Ciência Aplicada e Manufatura, v. 38, p. 2404-2411, 2007.
SAMARIHA, A.; HEMMASI, A. H.; GHASEMI, I. Effect of nanoclay contents on properties, of bagasse flour/ reprocessed high density polyethylene/ nanoclay composites. Maderas. Ciencia y tecnologia, v. 17, n. 3, p. 637-646, 2015.
SARASINIA, F. et al. Effect of basalt fibre hybridisation and sizing removal on mechanical and thermal properties of hemp fibre reinforced HDPE composites. Composite Structures, v. 188, p. 394-406, 2018.
SCHINAZI, G. Compósitos de polietileno de alta densidade reforçados por nanopartículas de In2W3O12. 2015. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais e em Processos Químicos e Metalúrgicos) - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015.
SILVA, E.A. Desenvolvimento e caracterização de blendas de polímeros biodegradáveis e polipirrol. 2009. 107 f. Tese (Doutorado em Ciências) – Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.
SILVA, E.F. Processamento e Caracterização de Compósitos de PEAD reforçados com Biomassa de Casca e Torta de Pinhão Manso. 2016. 65 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Materiais) - Centro Universitário de Volta Redonda – UniFOA, Rio de Janeiro, 2016.
SOLOMONS, T. W. G; FRYHLE, C. B.; SNYDER, S. A. Organic Chemistry. 12. ed. Nova Jersey: Wiley, 2016.
STEVENS, M. J.; COVAS, J. Extruder Principles and Operation. 2nd. ed. New Delhi:India, Springer, 1995.
VALLEJOS, M. E. et al. Kinetic study of the extraction of hemicellulosic carbohydrates from sugarcane bagasse by hot water treatment. Industrial Crops and Products, v. 67, p. 1-6, 2015.
WATASHI, C. H. Preparação e caracterização da casca da banana prata particulada para aplicação como reforço em compósito de matriz de PEAD. 2011. 60f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação emEngenharia de Materiais). Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2011.
ZHANG, J. P.; ZHANG, F. S. Recycling waste polyethylene film for amphoteric superabsorbent resin synthesis. Chemical Engineering Journal, v. 331, p. 169-176, 2018.
Downloads
Publicado
2020-08-27
Como Citar
Pereira, P. S. da C., Líbano, E. V. D. G., Bastos, D. C., Coelho, K. V. de S., & Santana, J. C. L. de. (2020). COMPÓSITOS PEAD/BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR: INFLUÊNCIA DO PROCESSAMENTO E FONTE DE PEAD. Revista Univap, 26(51), 130–144. https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v26i51.2425
Edição
Seção
Pesquisa Aplicada
Licença
Esse trabalho está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.
Esta licença permite que outros distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho, mesmo para fins comerciais, desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode
DOI:
https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v26i51.2425Resumo
Neste trabalho, compósitos poliméricos foram produzidos utilizando como matriz polietileno de duas fontes diferentes, o polietileno de alta densidade virgem (PEADv) e o pós-consumo (PEADpc), e como carga, fibras de bagaço de cana-de-açúcar (BCA). Para testar a influência do tipo de processamento, compósitos PEADv/Fibra e PEADpc/Fibra na proporção 90/10 (porcentagem mássica) foram processados em dois equipamentos diferentes: extrusora mono-rosca e extrusora dupla-rosca co-rotatória. Após os processamentos, corpos de prova foram obtidos por compressão e caracterizados por análises de densidade, dureza shore D, índice de fluidez (MFI), absorção de umidade, análise termogravimétrica e calorimetria exploratória diferencial. Os resultados mostram que é possível reduzir a quantidade de polímero oriundo do petróleo, com a inserção de 10 % de um resíduo, que é o bagaço de cana-de-açúcar, sendo os melhores resultados obtidos para compósitos utilizando o 90 % do polímero virgem em extrusora dupla-roscaDownloads
Referências
AGUILAR, R. et al. Kinetic study of the acid hydrolysis of sugarcane bagasse. Journal of Food Engineering, v. 55, n. 4, p. 309-318, 2002.
ALBANO, C.; SANCHEZ, G.; ISMAYEL, A. Influence of a copolymer on the mechanical properties of a blend of PP and recycled and non-recycled HDPE. Polymer Bulletin, v. 41, n. 1, p. 91-98, 1998.
ALPIRE-CHÁVEZ, M. Influência do carbonato de cálcio nas propriedades físicas de espumas de EVA. 2015. 112 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2007.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D570 – 98: Standard Test Method for Water Absorption of Plastics. In: Annual Book of ASTM, 2018.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D792-13: Standard Test Methods for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement. In: Annual Book of ASTM, 2013.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D2240-05: Standard Test Method for Rubber Property-Durometer Hardness. In: Annual Book of ASTM, 2010.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D1238-01: Melt flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer. In: Annual Book of ASTM, 2002.
BILLMEYER, F. W. Textbook of Polymer Science. Wiley, New York, 1984.
CANDIDO, V. S. Caracterização e propriedades de compósitos poliméricos reforçados com fibras de bagaço de cana-de-açúcar. 2014. 188 f. Tese (Doutorado em Ciência dos Materiais) -Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2014.
CANEVAROLO JUNIOR, S. V. Técnicas de Caracterização de Polímeros. 1. ed. São Paulo: Artliber, 2004.
CARASCHI, J. C. Estudo das relações estrutura/propriedades de carboximetilcelulose obtida por derivatização de polpa de bagaço de cana-de-açúcar. 1997. 188f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Química, Universidade de São Paulo, 1997.
CESTARI, S. P. et al. Advanced properties of composites of recycled high-density polyethylene and microfibers of sugarcane bagasse. Journal of Composite Materials, v. 52, n.7, p. 867-876, 2018.
CHERIAN, B. M. et al. Isolation of nanocellulose from pineapple leaf fibres by steam explosion. Carbohydrate Polymers, v. 81, n. 3, p. 720-725, 2010.
COSTA, H. M. et al. Análise térmica e propriedades mecânicas de resíduos de polietileno de alta densidade (PEAD). Revista Polímeros Ciência e Tecnologia, São Paulo, v. 26, p. 75-81, 2016.
D'ALMEIDA, A.L.F.S. et al. Acetilação da fibra de bucha (Luffa cylindrica). Polímeros: Ciência e Tecnologia, v.15, n. 1 p. 59 -62, 2005.
DE PAOLI, M. A. et al. Polyamide-6/vegetal fiber composite prepared by extrusion and injection molding. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, v. 38, n.12, p. 2404-2411, 2007.
EL-FATTAH, A. A. et al. The effect of sugarcane bagasse fiber on the properties of recycled high density polyethylene. Journal of Composite Materials, v. 49, n. 26, p. 3251-3262, 2015.
ESSABIR, H. et al. Mechanical and thermal properties of hybrid composites: Oil-palm fiber/clay reinforced high density polyethylene. Mechanics of Materials, 98, p. 36 – 43, 2016.
FERREIRA, G. F. et al. Tuning sugarcane bagasse biochar into a potential carbon black substitute for polyethylene composites. Journal of Polymers and the Environment, v. 27, n. 8, p. 1735-1745, 2019.
FLORENTINO, W. M. et al. Caracterização morfológica e mecânica do compósito de PP reforçado com fibras de bagaço de cana. Cadernos UniFOA, v. 9, n. 2, p. 33-37, 2014.
HILLIG, É. et al. Caracterização de compósitos produzidos com polietileno de alta densidade (PEAD) e serragem da indústria moveleira. Revista Árvore, v. 32, n. 2, p. 299-310, 2008.
HUYSVELD, S. et al. Advancing circular economy benefit indicators and application on open-loop recycling of mixed and contaminated plastic waste fractions. Journal of Cleaner Production, v. 211, p. 1-13. 2019.
KURUVILLA, J. et al.; A review on sisal fiber reinforced polymer composites. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 3, n. 3, p. 367-379, 1999.
LIGOWSKI, E.; SANTOS, B. C.; FUJIWARA, S. T. Materiais compósitos a base de fibras da cana-de-açúcar e polímeros reciclados obtidos através da técnica de extrusão. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 25, n. 1, p. 70-75, 2015.
LUCAS, E. F.; SOARES, B. G.; MONTEIRO, E. Caracterização de polímeros: determinação de peso molecular e análise térmica. Editora E-papers, 2001.
LUZ, S. M. et al. Cellulose and cellulignin from sugarcane bagasse reinforced polypropylene composites: Effect of acetylation on mechanical and thermal properties. Composites: Part A, v.39, p. 1362-1369, 2008.
MARCKZAC, R. J. Polímeros como materiais de engenharia. Porto Alegre: Blucher, 1991.
MARIANO, D. M. Desenvolvimento de compósitos e/ou nanocompósitos de polietileno de alta densidade com argila organofílica via extrusão. 2012. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em Polímeros) - Fundação Centro Universitário Estadual da Zona Oeste, Rio de Janeiro, 2012.
MARINI, J. Desenvolvimento e caracterização de filmes tubulares de nanocompósitos de PEAD/EVA/argila organofílica. 2008. 178 f. Dissertação (Mestrado em Ciências e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2008.
MOKHOTHU, T. H.; JOHN, M. J. Review on hygroscopic aging of celulose fibres and their biocomposites. Carbohydrate Polymers, v. 131, n. p. 337-354, 2015.
OLIVEIRA, O. C. Avaliação de fibras de bagaço de cana-de-açúcar in natura e modificada para aplicação em compósitos. 2018. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Ciência dos Materiais) - Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, 2018.
RUCH, J. et al. Transformação Direta Facilita Moldagem de Plásticos Reforçados com Fibras Naturais. Plástico Industrial, v. 68, p. 44-63, 2004.
SANTOS, P. A. et al. Polyamide-6/vegetal fiber composite prepared by extrusion an injection molded. Composites Part A: Ciência Aplicada e Manufatura, v. 38, p. 2404-2411, 2007.
SAMARIHA, A.; HEMMASI, A. H.; GHASEMI, I. Effect of nanoclay contents on properties, of bagasse flour/ reprocessed high density polyethylene/ nanoclay composites. Maderas. Ciencia y tecnologia, v. 17, n. 3, p. 637-646, 2015.
SARASINIA, F. et al. Effect of basalt fibre hybridisation and sizing removal on mechanical and thermal properties of hemp fibre reinforced HDPE composites. Composite Structures, v. 188, p. 394-406, 2018.
SCHINAZI, G. Compósitos de polietileno de alta densidade reforçados por nanopartículas de In2W3O12. 2015. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais e em Processos Químicos e Metalúrgicos) - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015.
SILVA, E.A. Desenvolvimento e caracterização de blendas de polímeros biodegradáveis e polipirrol. 2009. 107 f. Tese (Doutorado em Ciências) – Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.
SILVA, E.F. Processamento e Caracterização de Compósitos de PEAD reforçados com Biomassa de Casca e Torta de Pinhão Manso. 2016. 65 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Materiais) - Centro Universitário de Volta Redonda – UniFOA, Rio de Janeiro, 2016.
SOLOMONS, T. W. G; FRYHLE, C. B.; SNYDER, S. A. Organic Chemistry. 12. ed. Nova Jersey: Wiley, 2016.
STEVENS, M. J.; COVAS, J. Extruder Principles and Operation. 2nd. ed. New Delhi:India, Springer, 1995.
VALLEJOS, M. E. et al. Kinetic study of the extraction of hemicellulosic carbohydrates from sugarcane bagasse by hot water treatment. Industrial Crops and Products, v. 67, p. 1-6, 2015.
WATASHI, C. H. Preparação e caracterização da casca da banana prata particulada para aplicação como reforço em compósito de matriz de PEAD. 2011. 60f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação emEngenharia de Materiais). Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2011.
ZHANG, J. P.; ZHANG, F. S. Recycling waste polyethylene film for amphoteric superabsorbent resin synthesis. Chemical Engineering Journal, v. 331, p. 169-176, 2018.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Esse trabalho está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.
Esta licença permite que outros distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho, mesmo para fins comerciais, desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode