ENSAIOS DE TRAÇÃO E ABSORÇÃO DE ÁGUA EM COMPÓSITOS DE RESINA POLIÉSTER E FIBRA DE AÇAÍ

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1 ENSAIOS DE TRAÇÃO E ABSORÇÃO DE ÁGUA EM COMPÓSITOS DE RESINA POLIÉSTER E FIBRA DE AÇAÍ A.S.G. Costa (1), K.B. Rocha (1), S.C.S.Brito (1), S.M.C Andrade (1). cristinybrito16@gmail.com 1 Instituto Federal de Ciência e tecnologia do Pará RESUMO A utilização de fibras vegetais para obtenção de novos materiais representa um avanço no sentido de promover o desenvolvimento econômico sustentável e o equilíbrio ambiental regional, especialmente na região amazônica, que sofre consequências do desequilíbrio econômico e ambiental. Sementes do açaí são rejeitos encontrados em diversos locais, onde pequenos comerciantes extraem o suco da polpa que tem lugar de destaque na alimentação da população amazônica. Nesta pesquisa foram desenvolvidos compósitos de resina poliéster insaturada, carregados com fibra da semente do açaí na proporção de 5%, 7,5% e 10% em peso. Os materiais compósitos após a cura foram submetidos a ensaios de tração e absorção de água. Os ensaios mostraram bons resultados quando comparados com outras fibras vegetais. Palavras-chave: fibras de açaí, tração, absorção de água, compósitos. INTRODUÇÃO A Amazônia constitui-se em grande campo de estudo, devido sua riqueza natural. O açaizeiro, Euterpe oleracea Mart, palmeira típica da região amazônica, e que possui um lugar de destaque no Estado do Pará é uma planta de solos alagados e várzea, que vivencia expansão no plantio e manejo, com aproveitamento integral do resíduo agrícola e pouca utilização do resíduo do agro comércio [1]. Os frutos de açaí apresentam-se em forma de cachos, com várias frutescências com uma única semente, que ocupa a maior parte de seu volume. Esta frutescência é revestida por fibras filamentosas que são recobertas por uma fina camada comestível, mesocarpo e epicarpo, onde se incluem a polpa e a casca. 3742

2 Resinas poliéster insaturado tem sido utilizado na indústria automobilística, construção civil e outras aplicações, devido à sua capacidade de processamento fácil, elevada resistência química e preço relativamente baixo [2]. Materiais diversos estão sendo estudados isolados ou associados com outros materiais visando sempre melhoria de suas propriedades. As propriedades mecânicas resultantes de compósitos reforçados por fibras naturais podem variar tanto pela quantidade como pelo tamanho e distribuição das fibras constituintes Compósitos à base de fibras naturais mostram compatibilidade, rentabilidade e podem e proporcionam a preservação ambiental [3]. Por serem as fibras lignocelulósicas de natureza hidrofílicas, ainda que os polímeros usualmente utilizados como matrizes sejam hidrofóbicos torna-se necessário se pesquisar a quantidade de água absorvida pelo compósito com esses constituintes. Nesta pesquisa foram desenvolvidos materiais compósitos de resina poliéster e fibra de açaí, para serem submetidos a ensaios de tração e absorção de água. MATERIAIS E MÉTODOS Materiais Os materiais utilizados nesta pesquisa foram: - Fibra filamentosa do fruto de açaí in natura obtida no comércio da cidade de Belém do Pará. - Resina poliéster tereftálica insaturada pré-acelerada na proporção de 0,33% v/v. - Catalisador peróxido de MEK (Butanox M-50). - Água destilada Métodos A metodologia para obtenção dos corpos de prova foi realizada em três etapas. Na primeira etapa a fibra de açaí in natura foi desfibrilada, os filetes separados e peneirados nas peneiras Tyler de nº 0, 6, 10, 48. Na segunda etapa foi adicionado um catalisador peróxido de MEK (Butanox M- 50) à resina poliéster nas proporções de 0,15 g de catalisador para cada 61,50 g de resina com agitação de 30 segundos para acelerar a cura do compósito. Na terceira etapa foram realizadas as misturas nas proporções de 5%, 7,5% e 10% de fibra à resina, conforme metodologia adaptada de (4), com a presença do 3743

3 catalisador, sem pressão, sem vibração ou compactação obtendo-se a mistura do material compósito, resina poliéster/fibra de açaí (RT/AÇAÍ). O material foi envasado em moldes de silicone no total de 32 (trinta e dois) corpos de prova e submetidos à cura por 7 (sete) dias na temperatura ambiente. Após a cura foram desmoldados, tanto os corpos de prova da resina como dos compósitos e retirou-se um corpo de prova de cada tipo de material, para ensaios de absorção de água segundo a metodologia de (5). Os corpos de prova para ensaio de tração foram devidamente lixados até atingirem as dimensões segundo a norma ASTM D 638 e submetidos a ensaios de tração, a uma velocidade de ensaio de 5 mm/min. RESULTADOS E DISCUSSÕES Os corpos de prova após a cura por sete dias apresentaram macroscopicamente, uma distribuição uniforme das fibras, como pode ser visto na Fig. 1. Em (A) imagens dos corpos de prova, com proporções de 5% fibra, em (B) com 7,5% de fibra e em (C) com 10% de fibra. Figura 1 Imagens dos corpos de prova dos compósitos (A) 5% (B) 7,5% e (C) 10% de fibra. Os compósitos com 5% de fibra apresentaram resultados superiores quando comparados tanto com a matriz como com os compósitos com 7,5% e 10%, sendo que estes apresentaram pequenas variações entre si e também superiores ao resultados da resistência à tração da matriz. A Fig. 2 mostra os valores das tensões médias da matriz de resina poliéster.e dos compósitos RT/AÇAÍ. 3744

4 Figura 2 Valores das tensões médias da matriz e dos compósitos Nos ensaios de absorção por 24h, os resultados mostram que os corpos de prova independente da quantidade de fibras absorveram uma quantidade mínima de água. Mais testes com um tempo superior ao de 24h deverão ser realizados para posterior discussão. A Tabela 1 mostra valores de absorção de água. Tabela 1 - resultados dos ensaios de absorção de água. 5% de 7,5% de 10% de Ensaio fibra fibra fibra Absorção(%) 0,04% 0,10% 0,07% CONCLUSÕES As fibras de açaí despontam como uma boa alternativa para reforço em compósitos com matriz de resina poliéster, isto afirmado, devido os materiais compósitos terem apresentado em todas as proporções, resultados de resistência à tração superiores quando comparados à matriz. Os compósitos apresentaram uma absorção mínima de água e podem ser sugeridos como um material promissor para produtos que tenham esse tipo de limitação. REFERÊNCIAS 1 MARGALHO, R.B. Caracterização Físico-Química do Endocarpo do Açaí para Aplicação em Síntese de Poliuretana. 2003, 83 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Pará, Belém- Pará. 3745

5 2. YUAN, L.; MA, XI.-Y. LIANG, G.-Z.; YAN, H.-X. Fibre reinforced organic rectorite/unsaturated polyester composites. Composites Science and Technology 67 (2007) HAQ, M. BURGUEÑO, R.; MOHANTY, A.K.; MISRA, M. Hybrid bio-based composites from blends of unsaturated polyester and soybean oil reinforced with nanoclay and natural fibers. Composites Science and Technology 68 (2008) KUWAHARA, M.; COSTA, D. S; EL BANNA W. R. E FUJIYAMA, R. T. Compósito de fibras vegetais de comprimento híbrido variando de 5 a 15 mm. CBECIMAT Trabalhos completos TAGLIARI, F; POKORNY, A; BERGMANN, C.P. Avaliação de Compósitos de Matriz Poliéster com Reforço de Tela de Juta Obtidos pelo Processo de Moldagem Assistida por Vácuo para Utilização na Indústria Automobilística. Universidade Federal do Rio Grande do Sul Disponível em: =2 TENSILE TESTS AND WATER ABSORPTION IN POLYESTER RESIN COMPOSITE AND AÇAÍ FIBER ABSTRACT The vegetable fibers used for obtaining new materials is a step forward in promoting sustainable economic development and regional environmental balance, especially in the Amazon region, which suffers the consequences of the economic and environmental imbalance. Açaí seeds are waste found in many places, where small traders extract the juice from the pulp which has a prominent place in the diet of Amazonian population. This research were developed composites unsaturated polyester resin, loaded with fiber from the seed of the acai berry in the proportion of 5%, 7,5% and 10% by weight. The composite materials after curing underwent tensile and water absorption. The tests showed good results when compared with other vegetable fibers. Keywords: açai fibers, tension, water absorption, composites. 3746