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02/12/2013

Caracterização de fibra e polpas de Bambusa vulgaris schrad refinadas e sem refino com modificação química visando sua utilização como agente de reforço em matrizes poliméricas.

Imagem ilustrativa - Google
A preocupação mundial da sociedade moderna em diminuir o impacto ambiental e encontrar soluções para o esgotamento de recursos naturais não renováveis vem incentivando a pesquisa e desenvolvimento de materiais sustentáveis. As fibras naturais inserem-se nesse contexto como uma alternativa para a fabricação de produtos industriais utilizando matrizes poliméricas.

Em trabalho realizado em parceria entre a – Rede Temática de Engenharia de Materiais (UFOP-MG, CETEC-MG, UEMG-MG) e a Universidade Federal de Lavras (UFLA) objetivou-se caracterizar fibras e polpas refinadas e sem refino da espécie de bambu Bambusa vulgaris schrad, por meio do processo kraft de polpação industrial, bem como caracterizar e avaliar a eficiência das modificações químicas, realizadas nas polpas refinadas dessa espécie de bambu para serem utilizadas como agentes de reforço em matrizes poliméricas.

A fibra natural foi obtida através do processo de maceração de cavacos retirados dos colmos de bambu. A seguir os cavacos foram submetidos aos processos de moagem e classificação granulométrica para serem devidamente analisados. A fibra foi transformada em polpa através do processo de polpação kraft e submetida ao sistema de refino em escala industrial. Após o refino, agora em escala laboratorial, a amostra foi submetida aos processos químicos de mercerização, extração em solventes orgânicos e esterificação, dando origem a mais três amostras refinadas. A fibra e a polpa sem refino constituíram-se também em mais duas amostras. Todas essas seis amostras de Bambusa vulgaris schrad foram analisadas e caracterizadas utilizando as metodologias preconizadas pela American Society for Testing and Materials, ASTM e pela Technical Association of the Pulp and Paper Industry, TAPPI. Anatomicamente, fibra e polpa refinada sem tratamentos químicos também foram caracterizadas de acordo com a International Association of Wood Anatomists, IAWA.

De maneira geral, podemos concluir que a pequena eficiência ocorrida na reação de esterificação acompanhada de queda no índice de cristalinidade das amostras tratadas com solventes e modificadas com dianidrido, após pré-tratamento com hidróxido de sódio, se justifica pelos parâmetros e condições empregadas nestes tratamentos, os quais disponibilizaram apenas grupos hidroxilas da superfície, preservando assim sua estrutura interna.

A gramínea Bambusa vulgaris schrad utilizada neste trabalho apresentou propriedades que a habilita para ser utilizada como agente de reforço em diversas aplicações industriais. Estas propriedades se encontram dentro dos padrões mencionados na literatura, as quais são características de outras fibras lignocelulósicas. Algumas delas tais como, teor de umidade,
teor de cinzas, estabilidade térmica, índice de cristalinidade e teor de alfa-celulose, se mostraram inclusive superiores.

A fibra natural foi caracterizada como longa, fina, espessa, baixo grau de colapso, lúmen pequeno, fortes, rígidas e com excelentes valores de ângulo de microfibrila e relação comprimento/diâmetro. Sua composição física e química se mostrou coerente com a maioria dos bambus pesquisados, porém diferentes das madeiras em geral e de outros tipos de materiais lignocelulósicos conhecidos como não-madeira.

Apresentou menor quantidade de alfa-celulose, mais hidrofílica, com maiores teores de extrativos, ceras, lignina e compostos inorgânicos, além de terem se apresentado mais rígidas e com capacidade reduzida de se ligarem a outras fibras.

A celulose I da polpa sem refino, através da polpação, foi transformada em celulose tipo β, mais estável termicamente e também susceptível a maiores índices de cristalinidade. Após extração com solventes orgânicos houve também a transformação da celulose I em II.
Por ter apresentado um aumento na sua fexibilidade, a polpa refinada se mostrou mais adequada para ser utilizada como agente de reforço em detrimento da polpa sem refino e fibra natural, com atenção especial a polpa modificada com dianidrido, a refinada tratada com hidróxido de sódio e, tratada com solventes orgânicos, nesta ordem. A polpa sem refino se apresentou em uma posição intermediária, mesmo possuindo um maior índice de umidade e absorção de água. Portanto, a escolha de uma ou de outra amostra, dependerá do produto final que se deseja obter. Deve-se escolher aquela que apresentar as melhores propriedades para determinada aplicação.


Fonte: Polo de Excelência em Florestas



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