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Título: Preparo e caracterização de um compósito plástico-madeira a base de resíduos de eucalipto/fibra de vidro/polietileno de alta densidade
Título(s) alternativo(s): Preparation and characterization of a plastic composite-wood based on eucalyptus residues/fiberglass/igh density polyethylene
Autor(es): Ferreira, Ricardo Silvério
Orientador(es): Bonafe, Elton Guntendorfer
Palavras-chave: Materiais compostos
Resíduos vegetais
Fibras de vidro
Polietileno
Materiais - Extrusão
Composite materials
Wood waste
Glass fibers
Polyethylene
Materials - Extrusion
Data do documento: 30-Ago-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Citação: FERREIRA, Ricardo Silvério. Preparo e caracterização de um compósito plástico-madeira a base de resíduos de eucalipto/fibra de vidro/polietileno de alta densidade. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2022.
Resumo: Os compósitos de plástico madeira são compostos por um reforço, podendo ser finas partículas de madeira envolvidas em uma matriz polimérica. Essa mistura visa reduzir custo de produção além de diminuir o consumo de madeira, como nos produtos tradicionais. Esses materiais normalmente são produzidos a partir de resíduos de madeireira, cascas de arvores, casca de coco, e polímeros de baixo custo comercial (muitas vezes reciclados). Neste sentido, o objetivo do projeto foi produzir WPCs empregando uma mistura de serragem de eucalipto, com fibras de vidro combinadas com o polietileno de alta densidade, por um processo de extrusão convencional. A quantidade da matriz foi fixada em 60% (m/m massa total dos WPCs) e as proporções de serragem de eucalipto e fibra de vidro (St/FG) foram de 100, 75, 25, 0% (m/m) em relação ao teor de material reforço. Os materiais compósitos preparados foram caracterizados por MEV EDS, DSC, FTIR, umidade, densidade e capacidade de absorção de água. As análises de densidade e umidade mostraram que a adição de serragem, fibra de vidro na matriz de HDPE causaram alteração na estrutura química do material. Tal informação também foi corroborada pelos espectros de FTIR. Além disso, os dados de DSC mostraram que o material compósito apresentou estabilidade térmica superior a 130ºC e baixa retenção de umidade. Entre todos os materiais, a formulação 40St foi a que apresentou melhor resistência a compressão, maior que a matriz pura. Neste sentido, os resultados indicaram que foi possível produzir e substituir 40% do HDPE por serragem, coproduto da madeira, melhorando as propriedades de compressão. Esse material tem potencial aplicação em regiões de altas temperaturas e umidade como acabamentos (decks externos, grades, bancos de parque, cercas, portas e janelas).
Abstract: Wood plastic composites are composed of a reinforcement, which can be fine wood particles wrapped in a polymer matrix. This mixture aims to reduce production costs in addition to reducing wood consumption, as in traditional products. These materials are typically produced from wood waste, tree bark, coconut husks, and low cost commercial polymers (often recycled). In this sense, the objective of the project was to produce WPCs using a mixture of eucalyptus sawdust, with glass fibers combined with high density polyethylene, through a conventional extrusion process. The amount of matrix was fixed at 60% (w/w total mass of WPCs) and the proportions of eucalyptus sawdust and fiberglass (St/FG) were 100, 75, 25.0% (w/w) in in relation to the content of reinforcing material. The composite materials prepared were characterized by SEM EDS, DSC, FTIR, moisture, density and water absorption capacity. The density and moisture analyzes showed that the addition of sawdust, fiberglass in the HDPE matrix caused changes in the chemical structure of the material. Such information was also corroborated by the FTIR spectra. In addition, the DSC data showed that the composite material showed thermal stability above 130ºC and low moisture retention. Among all materials, the 40St formulation presented the best compressive strength, higher than the pure matrix. In this sense, the results indicated that it was possible to produce and replace 40% of HDPE with sawdust, a wood co product, improving the compression properties. This material has potential application in regions of high temperature and humidity as finishes (external decks, railings, park benches, fences, doors and windows).
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30043
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