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Abstract:
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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 materiais compósitos. Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência das diferentes formas de tratamento de superfície em fibras de juta no desempenho mecânico de materiais compósitos com matriz de resina epóxi. As fibras foram modificadas superficialmente a partir de solução de hidróxido de sódio e hidróxido de sódio seguido por agente silano, e caracterizadas por microscopia eletrônica e ótica, espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), resistência à tração e densidade. A partir dos espectros de FTIR das fibras tratadas e não tratadas, foi possível observar modificações em sua estrutura química. Os resultados de resistência à tração e microscopia eletrônica mostraram manutenção da propriedade mecânica e aumento da rugosidade das fibras tratadas, respectivamente. As amostras dos compósitos foram confeccionadas a partir da moldagem por laminação e seccionadas conforme normas para ensaios de resistência à tração, flexão e termodinâmico-mecânico. Observou-se que o tratamento de superfície de alcalinização das fibras exerceu uma influência positiva na resistência à tração e no módulo elástico. Para as propriedades de flexão, houve conservação dos valores de tensão de ruptura e alto ganho no módulo elástico. O tratamento alcalino realizado nas fibras também indicou, nas análises termodinâmico-mecânicas, maior interação fibra/matriz, onde os compósitos mostraram acréscimo do módulo de armazenamento e decréscimo do amortecimento, em relação à resina epóxi. Também foi constatado decréscimo nos valores da Tg para compósitos em relação à resina pura. Por fim, a análise fractográfica de corpos-de-prova advindos do ensaio de tração indicou uma melhor adesão interfacial e menor quantidade de pull-out nos compósitos com fibras tratadas via NaOH e com agente silano, indicando a eficácia do tratamento de superfície. The worldwide concern of modern society to decrease the environmental impact and find solutions to the depletion of non renewable natural resources is encouraging research and development of sustainable materials. Natural fibers fall within this context as an alternative for the production of composite materials. This study aimed at evaluate the efficiency of different forms of surface treatment on the mechanical performance of composite materials with jute fibers and epoxy matrix resin. The fibers were modified by sodium hydroxide and silane agent, and characterized by SEM, optic microscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), tensile strength and density. From the FTIR spectra of the treated and untreated fibers, it was possible to observe changes in their chemical structure. The tensile test and SEM results showed maintenance of the mechanical properties and increasing of the roughness of the treated fibers, respectively. Composites samples were prepared from hand lay-up technique and cut as standards for tensile, bending and thermodynamic-mechanical tests. It was observed that the alkaline treatment had a positive influence on the tensile strength and elastic modulus. For the properties of bending, there was preservation of the values of voltage collapse and high gain in the elastic modulus. The alkaline treatment conducted in fibers also indicated in thermodynamic-mechanical analysis, more interaction fiber / matrix, where the composites have increased the storage modulus and decrease in damping in relation to the epoxy resin. It was also noticed decrease in the values of Tg for composites in relation to the pure resin. Finally, the SEM study of treated and untreated jute fibers composites indicated a better interfacial adhesion and less pull-out in composites with NaOH and silane agent treated fibers, indicating the effectiveness of surface treatment. |
