Title

Desenvolvimento de Eco-compósitos de Polipropileno reciclado/Sisal: Uma Abordagem Mecânica e Termomecânica

Development of recycled polypropylene/sisal eco-composites: A mechanical and thermomechanical approach

Authorship

SILVA, WASHINGTON LEAN SANTOS DA; PEREIRA, MARCIO MOREIRA; FERNANDES, RENATO DO NASCIMENTO; BARROS, GABRIEL DE SOUSA; PEREIRA, PATRICIA SOARES DA COSTA; LIBANO, ELAINE VIDAL DIAS GOMES

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BARROS, GABRIEL DE SOUSA

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PEREIRA, PATRICIA SOARES DA COSTA

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LIBANO, ELAINE VIDAL DIAS GOMES

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DOI

10.5151/2594-5327-44095

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Abstract

Visando reduzir impactos ambientais, este trabalho avaliou o efeito do reforço vegetal e do teor de compatibilizante PP-g-MA nas propriedades de biocompósitos de Polipropileno Reciclado (PPr) com 10% de fibra de sisal. Amostras de Polipropileno Virgem (PPv), PPr e compósitos sem e com compatibilizante (0%, 2,5% e 5% de PP-g-MA) foram obtidas por extrusão e injeção, e caracterizadas por impacto Izod, dureza Shore D e ensaio de deflexão térmica (HDT). O PPv mostrou capacidade superior de absorção de impacto devido à integridade estrutural. Contudo, o PPr e os compósitos exibiram incrementos de dureza e HDT em relação ao PPv, associados ao ancoramento físico por impurezas remanescentes no polímero reciclado e à barreira mecânica das fibras, cuja estabilidade térmica impediu sua degradação. O compatibilizante revelou comportamento paradoxal: 5% de PP-g-MA maximizou o impacto pela melhor adesão interfacial, mas reduziu o HDT. As formulações com 0% e 2,5% superaram a de 5% em estabilidade termomecânica, pois o excesso de aditivo de baixa massa molar saturou a interface, atuando como plastificante local. Conclui-se que o sistema PPr/sisal alinha-se à economia circular, exigindo ajuste fino do compatibilizante para equilibrar tenacidade, dureza e resistência térmica.

Aiming to reduce environmental impacts, this work evaluated the effect of natural fiber reinforcement and PP-g-MA compatibilizer content on the properties of Recycled Polypropylene (PPr) biocomposites with 10% sisal fiber. Samples of Virgin Polypropylene (PPv), PPr, and composites with and without compatibilizer (0%, 2.5%, and 5% of PP-g-MA) were obtained by extrusion and injection molding, and characterized by Izod impact, Shore D hardness, and heat deflection temperature (HDT) tests. PPv showed superior impact absorption capacity due to its structural integrity. However, PPr and the composites exhibited increases in hardness and HDT compared to PPv, associated with the physical anchoring caused by residual impurities in the recycled polymer and the mechanical barrier of the fibers, whose thermal stability prevented their degradation. The compatibilizer revealed a paradoxical behavior: 5% of PP-g-MA maximized impact strength through improved interfacial adhesion but reduced the HDT. The formulations with 0% and 2.5% outperformed the 5% formulation in thermomechanical stability, as the excess of low molecular weight additive saturated the interface, acting as a local plasticizer. It is concluded that the PPr/sisal system aligns with the circular economy, requiring a fine-tuning of the compatibilizer content to balance toughness, hardness, and thermal resistance.

Keywords

Polipropileno reciclado, Fibra de sisal, PP-g-MA, Compósitos

Recycled polypropylene, Sisal fiber, PP-g-MA, Composites