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Título: Caracterização de compósitos de poliuretano de óleo vegetal com madeira de Pinus taeda e fibras de Agave sisalana
Título(s) alternativo(s): Characterization of polyurethane composites of vegetable oil with Pinus taeda wood and Agave sisalana fibers
Autor(es): Paula, Caroline Rodrigues Pereira de
Orientador(es): Azevedo, Elaine Cristina de
Palavras-chave: Resíduos vegetais - Reaproveitamento
Sisal (Fibra)
Indústria madeireira - Eliminação de resíduos
Pinus taeda
Recursos naturais renováveis
Engenharia mecânica
Wood waste - Recycling
Sisal (Fiber)
Forest products industry - Waste disposal
Loblolly pine
Renewable natural resources
Mechanical engineering
Data do documento: 27-Out-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: PAULA, Caroline Rodrigues Pereira de. Caracterização de compósitos de poliuretano de óleo vegetal com madeira de Pinus taeda e fibras de Agave sisalana. 2017. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Materiais poliméricos derivados de petróleo podem causar danos ao meio ambiente e à saúde, pois são derivados de fontes não renováveis e possuem solventes. A espuma de poliuretano derivado de óleo de mamona é biodegradável, proveniente de matéria-prima renovável e não possui solvente na sua composição. A serragem de Pinus taeda é um dos principais resíduos do setor madeireiro. A fibra de sisal, Agave sisalana, é cultivada no Nordeste Brasileiro, e ambos podem ser usados na produção de compósitos. O objetivo deste trabalho é preparar e caracterizar compósitos de espuma poliuretano derivado de óleos vegetais com reforço de serragem de Pinus taeda e fibra curta de sisal disperso. Os compósitos foram produzidos com cinco diferentes proporções de reforço, sem tratamento nas fibras de sisal e nas partículas de Pinus taeda. Foram realizadas análises químicas dos reforços, os compósitos foram analisados por perfil de densidade, flexão em três pontos, absorção de água, inchamento em espessura, tração perpendicular, imagens de raios-X e de MEV; os dados foram analisados estatisticamente. A composição que apresentou maior resistência foi reproduzida por meio da utilização de serragem tratada em NaOH. O aumento da proporção sisal:serragem de Pinus taeda afetou negativamente a resistência mecânica e física dos compósitos devido à redução de ligações químicas entre o NCO do diisocianato, presente no poliuretano, e o OH livre presente na lignina. Houve, também, dificuldade de empacotamento e homogeneização dos componentes. Compósitos com 50% de espuma, 37,5% de serragem e 12,5% de sisal sem tratamento químico apresentaram resistência à tensão de flexão de 11,31 MPa, valores superiores aos encontrados para a mesma composição com tratamento na serragem. Os compósitos foram considerados adequados para uso artesanal e decorações.
Abstract: Polymeric materials derived from petroleum because damages to the environment and to human health, are derived from non-renewable sources and have solvents in its composition. The polyurethane foam derived from castor oil is a renewable feedstock material, biodegradable and has no solvent in its composition. The sawdust of Pinus taeda is a timber sector‟s main residue, the sisal fiber, Agave sisalana, is cultivated on northeast of Brazil, and both can be used in sustainable constructions. The objective of this research is to prepare and characterize composites of polyurethane foam derived from vegetable oil with sawdust reinforcement of Pinus taeda and short fiber of dispersed sisal. The composites were produced in five different proportions of reinforcement, without treatment in the fibers. It was made the reinforcement chemical analyzes, the composites were analyzed by density profile, bending test, water absorption, swelling in thickness, perpendicular traction, X - ray and SEM images. The results were analyzed statistically. The composite with greater resistance was reproduced with sawdust treated in NaOH. Composites with 50% foam, 37.5% sawdust and 12.5% sisal without chemical treatment presented 11.31 MPa as bending test result. This value was superior than the composite with sawdust treated with NaOH. The increase in sisal: Pinus taeda sawdust adversely affected the mechanical and physical strength of the composites due to the reduction of chemical bonds between the NCO of the diisocyanate present in the polyurethane and the free OH present in the lignin, as well as the difficulty of packaging and homogenization components. Composites with 50% foam, 37.5% sawdust and 12.5% sisal without chemical treatment showed resistance to bending stress of 11.31 MPa, values higher than those found for the same composition with sawdust treatment. The composites were considered suitable for handcrafted use and decorations.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2988
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