Este documento discute modificações na superfície de fibras lignocelulósicas naturais para melhorar suas propriedades em compósitos. Ele descreve tratamentos físicos e químicos usados para modificar a superfície, incluindo tratamento a plasma frio, mercerização e uso de agentes químicos. O documento também discute como esses tratamentos melhoram a interação entre a fibra e a matriz polimérica.

1. MODIFICAÇÕES DE
SUPERFÍCIE DE FNLS.
ALUNA: Géssica Nicolau
PROFESSOR: Maj Lucio Fabio Cassiano Nascimento – D.C
DISCIPLINA: Materiais Compósitos Reforçados com Fibras Naturais.
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS / SE4

2. INTRODUÇÃO
 Há um crescente estudo e desenvolvimento de materiais com as fibras
lignocelulósicas.
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Fig. 1 – Telha de fibra de coco e embalagens de caixinhas de suco, trabalho de TCC produzida
pela Escola Tecnica Estadual Heliópolis - SP

3. FIBRAS LIGNOCELULÓSICAS
 Propriedades físicas e químicas que as
tornam vantajosas;
 Propriedades são associadas a fatores:
como sua composição,
suas microestruturais,
condições de degradação da fibra entre
outros.
 Tais fatores apresentam variações
consideráveis, já que, por se tratar de fibras
naturais não há um controle ríspido a sua
produção.
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Fig. 2 – Vários cocos.
Fonte: PAULA, Paula.

4. VARIAÇÕES DA MESMA FIBRAS
 Variações da composição da fibra de coco por alguns pesquisadores, essas variações
contribuem para que as propriedades também variem.
Tabela 1 - Composição química da fibra de coco segundo diferentes fontes. Adaptado de
LEÃO (2012).
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Celulose (%) Hemicelulose (%) Lignina (%) Referências
43,4 0,25 45,4 FERRAZ (2011)
43,4-53 14,1 38,3-40,7 SANTOS (2007)
32-43 0,15-0,25 40-45 FARUK et al. (2012)
Fonte: PAULA, Paula.

5. MODIFICAÇÕES NA SUPERFÍCIE DA FIBRA
 Tendendo a melhorar suas propriedades para sua aplicabilidade.
 Formulações de compósitos, visando um contato interfacial melhor entre as fibras
naturais e a matriz polimérica.
 Os tratamentos podem ser físicos e químicos.
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Fonte: PIRES, Eduardo.

6. TRATAMENTOS FÍSICOS
 Atuam em mudanças estruturais.
 Existem de vários métodos físicos como tratamentos:
Descarga elétrica (tendem a ativa a oxidação superficial das fibras celulósicas,
mudando sua energia superficial) por corona ou plasma.
Tratamento térmico
Laser
Explosão de vapor etc
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Fonte: PIRES, Eduardo.

7. TRATAMENTO VIA PLASMA FRIO
 O plasma pode ser definido como um gás contendo espécies ionizadas e
espécies neutras.
 É empregado em aplicações onde o calor não é desejado
 ideal é a temperatura não ultrapassar 200°C.
 Produziu alteração na estrutura da superfície das fibras, usando um tempo
menor de tratamento quando comparado aos tratamentos químicos utilizados.
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Fonte: PIRES, Eduardo.

8. TRATAMENTOS QUÍMICOS
 Atuam não só na superfície das fibras, mas podem alcançar camadas mais
internas das mesmas,
 São empregados para melhorar a durabilidade, hidrofobicidade e resistência
mecânica.
 Há diversos tratamentos como tratamento Mercerização, com isocianeto,
acetilação, acrilação, agentes silanos (gera grupos organo-funcionais) etc.
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Fonte: FARIAS, João.

9. TRATAMENTOS VIA MERCERIZAÇÃO
 O tratamento de fibras com NaOH (Hidróxido de Sódio).
 É muito utilizado como pré-tratamento ou revestimento das fibras naturais.
 Ocorre a quebra das ligações de hidrogênio que unem as cadeias de celulose,
conferindo uma superfície mais rugosa que auxilia no ancoramento mecânico.
 Visa a retirada parcial da hemicelulose e lignina, expondo uma maior quantidade de
celulose.
 Remoção de impurezas como ceras, graxas, sais minerais e hemicelulose.
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Fonte: FARIAS, João.

10. OUTROS TRATAMENTOS
 Água quente aonde ocorre a efetiva remoção da camada superficial das
fibras, aumentado assim a área de contato pela exposição das fibrilas.
 Adição de bactérias e fungos pré-estabelecidos também podem ser utilizados
para otimizar uma determinada propriedade da fibra.
 Água Destilada.
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Fonte: FARIAS, João.

11. TRATAMENTOS NA FIBRA DE COCO
 Trabalho do CARNEIRO (2013), é possível observar as fibras sem tratamento (a) e
após o tratamento com plasma de ar atmosférico (b) que revelam uma grande parte
da superfície atacada assim melhorando possivelmente a interação matriz/fibra.
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Fonte: CARNEIRO, Matheus.
(a) (b)

12. TRATAMENTOS NA FIBRA DE COCO
 No trabalho de MORSYLEIDE (2009) realizados compósitos com as fibras de coco
imaturo tratadas com NaOH.
 Tiveram melhor Tensão na Ruptura, um aumentou cerca de 53% comparada com
compósitos elaborados com fibras não tratadas
 Indicaram melhor molhabilidade das fibras de coco tratadas com a matriz.
 Isso ressalta a importância dos tratamentos nas superfícies.
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13. BIBLIOGRAFIA
 [1] PAULA, Paula. “FORMULAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS COM
FIBRAS VEGETAIS E MATRIZ TERMOPLÁSTICA” Dissertação do Programa de Pós
Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais – Centro de Ciência e Tecnologia da
Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, RJ, 2011.
 [2] PIRES, Eduardo. “EFEITO DO TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE EM FIBRAS DE JUTA
NO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE COMPÓSITOS DE MATRIZ EPÓXI”.
Dissertação do Programa de Pós Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais -
UFSC – Florianopolis SC, 2009.
 [3] FARIAS, João. “MODIFICAÇÃO SUPERFICIAL DE FIBRAS DE COCO POR
TRATAMENTO A PLASMA PARA UTILIZAÇÃO COMO FASE DE REFORÇO EM AMIDO
TERMOPLÁSTICO”. Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de
Engenharia de Materiais, 2012.
 [4] CARNEIRO, Matheus. “TRATAMENTO DE FIBRAS DE COCO POR PLASMA PARA
OBTENÇÃO DE NANOFIBRAS E PRODUÇÃO DE COMPÓSITOS DE MATRIZ DE PHB.”
Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de Engenharia de Materiais,
2013.
 [5] https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/CNPAT-2010/11392/1/AT09007.pdf
26/03/2018 13Modificações de Superfície de FNLs.

14. OBRIGADA!