Compósitos de poliestireno e poliestireno expandido reciclado reforçado com fibras de curauá : propriedades e degradação
Resumo
O uso de fibras vegetais como carga de reforço em compósitos de matriz polimérica está recebendo crescente atenção devido às propriedades obtidas no produto final, podendo substituir cargas convencionais como fibras de vidro. Associado a isto, o emprego de polímeros pós-consumo em produtos com maior valor agregado desperta o interesse econômico, social e ambiental. Neste sentido, o presente estudo tem por objetivo avaliar a reciclagem do poliestireno expandido (EPS) para obtenção de compósitos com a incorporação de fibra de curauá. Inicialmente foram desenvolvidos compósitos de poliestireno virgem (PS) reforçado com fibras de curauá, considerando a influência do teor de fibra, da adição de agente de acoplamento (à base de anidrido maleico) e o efeito da remoção da casca da fibra, a fim de selecionar a melhor formulação. O poliestireno expandido, proveniente das centrais de triagem do município de Caxias do Sul, foi reciclado em um equipamento que consiste de moagem e passagem por uma rosca aquecida a 100 °C, sendo avaliado o efeito deste processo nas suas propriedades morfológicas, térmicas, mecânicas e reológicas. A formulação previamente selecionada com matriz de PS foi empregada para a matriz de poliestireno reciclado (rEPS). Os compósitos foram obtidos por meio de uma pré-mistura em extrusora monorrosca, seguida de extrusão em duplarrosca e moldagem por injeção. Os compósitos obtidos foram avaliados com relação a sua morfologia (MEV), identificação dos grupos funcionais (FTIR), resistência mecânica (tração e impacto), comportamento térmico (TGA e HDT), reológico (viscosidade e índice de fluidez) e degradação em solo simulado e sob radiação UV. Os resultados demonstraram que a reciclagem do EPS não tem influência significativa nas propriedades do material em comparação com o PS utilizado como referência, viabilizando assim o processo de reciclagem empregado. Melhores propriedades foram obtidas para o compósito em matriz virgem utilizando 20% em massa de fibra de curauá sem casca, contendo 2% em massa de agente de acoplamento. Com a utilização da matriz reciclada constatou-se uma diminuição da resistência à tração em relação aos compósitos com matriz virgem, já as demais propriedades (resistência ao impacto, TGA, HDT e reologia) os compósitos com matriz reciclada apresentaram propriedades superiores. A morfologia dos compósitos com matriz virgem ou reciclada foi similar, porém, em presença do agente de acoplamento foi possível constatar uma maior interação fibra/matriz empregando a matriz virgem. Nos ensaios de biodegradação em solo simulado e sob radiação UV constatou-se que a presença da fibra, juntamente com o agente de acoplamento, não impediu a degradação do material, caracterizada pela existência de bandas na região da carbonila no spectros de FTIR. Entretanto, pela análise morfológica não foi observado formação de trincas, fissuras e de biofilme nas amostras submetidas à biodegradação em solo, contudo, trincas e fissuras foram constatadas durante o envelhecimento sob radiação UV, sendo este efeito menos pronunciado em presença do agente de acoplamento. Em ambos os ensaios de degradação foi verificado que a presença da fibra de curauá retarda o processo de degradação da matriz, quando avaliada por meio da sua resistência à tração. Concluiu-se que a reciclagem do EPS viabiliza sua utilização na obtenção de compósitos com fibras vegetais, diminuindo os impactos ambientais gerados com seu descarte. Adicionalmente ficou comprovado que compósitos de poliestireno reforçados com fibra de curauá apresentam boas propriedades, podendo ser utilizados como material de engenharia.