Title

Compósitos Poliméricos com Fibra de Palha de Milho (Zea mays L.) : Propriedades Físicas, Mecânicas e de Flamabilidade

Polymer composites with corn stover fiber: Physical, mechanical, and flammability properties

Authorship

CUNHA, LIVIAN BRITO DA; BARROS, LUIZA MARIA GUEDES; MEIRELES, LAILSON SOUZA; FERNANDES, JENNIFER FERREIRA; SILVA, BRENDA TAYNÁ SILVA DA; RODRIGUES, EMERSON CARDOSO; COSTA, DEIBSON SILVA DA

CUNHA, LIVIAN BRITO DA

I am this author

BARROS, LUIZA MARIA GUEDES

I am this author

MEIRELES, LAILSON SOUZA

I am this author

FERNANDES, JENNIFER FERREIRA

I am this author

SILVA, BRENDA TAYNÁ SILVA DA

I am this author

RODRIGUES, EMERSON CARDOSO

I am this author

COSTA, DEIBSON SILVA DA

I am this author

DOI

10.5151/2594-4711-44017

Downloads

Abstract

As fibras de palha de milho constituem uma matéria-prima renovável e de baixo custo com potencial para aplicação em compósitos poliméricos. Este trabalho teve como objetivo caracterizar morfologicamente a fibra, determinar sua massa específica e fabricar compósitos reforçados com 0%, 1%, 3% e 5% de fibras em fração mássica, visando avaliar suas propriedades físicas, mecânicas e de flamabilidade. Os compósitos foram produzidos pelo método hand lay-up utilizando resina poliéster ortoftálica e catalisador MEKP, seguido de compressão. A massa específica da fibra foi determinada por picnometria e sua morfologia analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compósitos foram submetidos aos ensaios de massa específica aparente, porosidade aparente e absorção de água, conforme as normas ASTM D792, ASTM D2734 e ASTM D570, respectivamente. Os ensaios de tração e flamabilidade seguiram as normas ASTM D638 e ASTM D635. A massa específica média da fibra foi de 0,791 g/cm³, enquanto a análise morfológica revelou superfície irregular e estrutura fibrosa típica de materiais lignocelulósicos. Os resultados físicos indicaram redução da massa específica aparente dos compósitos em relação à matriz plena, sendo a formulação com 3% de fibra a que apresentou maiores valores de porosidade aparente e absorção de água. No ensaio de tração, observou-se incremento de aproximadamente 14,1% na resistência mecânica. Quanto à flamabilidade, todos os compósitos atenderam aos limites estabelecidos pela ASTM D635 e pelo CONTRAN.

Corn stalk fibers are a renewable and low-cost raw material that can be used for the production of polymer composites, with a range of environmental and economic benefits. The objective of this work was to morphologically analyze the corn fiber, and subsequently manufacture polymer composites with mass fractions of 0%, 1%, 3%, and 5% corn stalk fibers to determine their physical, tensile mechanical, and flammability properties. For the manufacture of the composites, the manual hand lay-up method was used, with an orthophthalic polyester matrix and MEKP, applying compression. The specific gravity of the fiber was determined by pycnometry. For the composites, physical tests of apparent specific gravity (ASG), apparent porosity (AP), and water absorption (WA) were performed, following ASTM D570, D2734, and D792 standards, respectively. For the tensile and flammability tests, ASTM D638 and D635. The specific mass of corn straw fiber had an average of 0.791 g/cm³. The results of the physical tests showed a lower apparent specific mass for all the composites compared to the full matrix. Moreover, the 3% fiber composites presented higher apparent porosity and water absorption compared to the others and the matrix. Additionally, in the tensile test, the fibers acted as reinforcement in the matrix. Furthermore, in the flammability test, it was noted that the composites comply with the requirements and limit rates established by CONTRAN and ASTM D635.

Keywords

Fibras naturais, Resíduos agroindustriais, Caracterização morfológica, Absorção de água, Resistência à tração

Natural fibers, Agro-industrial residues, Morphological characterization, Water absorption, Tensile strength