Caracterização de Compósito Polimérico Reforçado com Fibras de Vagem de Moringa oleifera

Caracterização de Compósito Polimérico Reforçado com Fibras de Vagem de Moringa oleifera

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2024.v45.51464

Palavras-chave:

biocompositos, Moringa oleifera, fibra natural, manufatura verde

Resumo

A preocupação com o uso racional dos recursos naturais e a busca pela sustentabilidade é uma tendência do século XXI. Fabricantes de diferentes setores buscam diversificar os materiais utilizados em seus projetos em contraste com os atuais, não renováveis. Uma alternativa são materiais compósitos baseados em fibras naturais que reforçam polímeros de alto desempenho atualmente utilizados, os chamados biocompósitos. No presente trabalho, compósitos foram preparados com base em uma matriz comercial de polipropileno (PP) e fibras de vagem de Moringa oleifera  aplicadas como reforço. Esses compostos foram caracterizados por ensaios de tração, flexão em três pontos, calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TGA) e análise de fratura por microscopia óptica. A adição de fibras vegetais aumentou a temperatura inicial de degradação do compósito em 4 ºC em relação ao PP e a temperatura de fusão foi deslocada 11 ºC para baixo, indicando compatibilidade entre matriz e agente de reforço. Houve pouca dispersão na amostragem dos dados de propriedades mecânicas, porém os dados indicam que as propriedades mecânicas foram inferiores aos biocompósitos similares catalogados até o momento e ao próprio polipropileno comercial. Explicações para essas variações foram buscadas por meio de análises de microscopia óptica em relação à distribuição das fibras vegetais na matriz, tamanho das partículas e análise de superfícies fraturadas investigando a adesão entre fibra e matriz. O benefício do uso de fibras vegetais como a Moringa oleifera está relacionado ao reaproveitamento de resíduos naturais biodegradáveis, fortalecendo a sustentabilidade global.

Downloads

Biografia do Autor

Murillo de Moraes Valentim, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Mestrando, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UTFPR, Cornélio Procópio, Paraná, Brasil.

Janaina Fracaro de Souza Gonçalves, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Profa. Dra.  Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UTFPR, Cornélio Procópio, Paraná, Brasil.

Referências

Ahmad, F., Choi, H. S., & Park, M. K. (2015). A Review: Natural Fiber Composites Selection in View of Mechanical, Light Weight, and Economic Properties. Macromolecular Materials and Engineering, 300(1), 10–24. DOI: https://doi.org/10.1002/mame.201400089

Alsubari, S., Zuhri, M. Y. M., Sapuan, S. M., Ishak, M. R., Ilyas, R. A., & Asyraf, M. R. M. (2021). Potential of Natural Fiber Reinforced Polymer Composites in Sandwich Structures: A Review on Its Mechanical Properties. Polymers, 13(3), 423. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13030423

Amir, A., Ishak, M., Yidris, N., Zuhri, M., & Asyraf, M. (2021). Potential of Honeycomb-Filled Composite Structure in Composite Cross-Arm Component: A Review on Recent Progress and Its Mechanical Properties. Polymers, 13(8), 1341. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13081341

Asyraf, M. R. M., Ishak, M. R., Sapuan, S. M., Yidris, N., Ilyas, R. A., Rafidah, M., & Razman, M. R. (2020). Potential Application of Green Composites for Cross Arm Component in Transmission Tower: A Brief Review. International Journal of Polymer Science, 2020(1), 1–15. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/8878300

Asyraf, M. R. M., Rafidah, M., Azrina, A., & Razman, M. R. (2021). Dynamic mechanical behaviour of kenaf cellulosic fibre biocomposites: A comprehensive review on chemical treatments. Cellulose, 28, 2675–2695. DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-021-03710-3

Azman, M. A., Asyraf, M. R. M., Khalina, A., Petrů, M., Ruzaidi, C. M., Sapuan, S. M., Wan Nik, W. B., Ishak, M. R., Ilyas, R. A., & Suriani, M. J. (2021). Natural Fiber Reinforced Composite Material for Product Design: A Short Review. Polymers, 13(12), 1917. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13121917

Bocci, E., Prosperi, E., Mair, V., & Bocci, M. (2020). Ageing and Cooling of Hot-Mix-Asphalt during Hauling and Paving—A Laboratory and Site Study. Sustainability, 12(20), 8612. DOI: https://doi.org/10.3390/su12208612

Corrado, A., & Polini, W. (2019). Measurement of high flexibility components in composite material by touch probe and force sensing resistors. Journal of Manufacturing Processes, 45, 520–531. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2019.07.038

Costa, H. M., Ramos, V. D., & Cyrino, J. S. A. E. (2021). Influência do óleo de semente de uva na degradação termo-oxidativa do polipropileno (PP) reciclado. Matéria, 26(1), 1–13. DOI: https://doi.org/10.1590/s1517-707620210001.1218

de Sá, D. M. F. (2013). Obtenção de caracterização de compósitos de polipropileno com cascas das sementes de Moringa oleifera [Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Ouro Preto]. Repositório institucional.

Dicker, M. P., Duckworth, P. F., Baker, A. B., Francois, G., Hazzard, M. K., & Weaver, P. M. (2014). Green composites: A review of material attributes and complementary applications. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 56, 280–289. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2013.10.014

Elanchezhian, C., Ramnath, B., Ramakrishnan, G., Rajendrakumar, M., Naveenkumar, V., & Saravanakumar, M. (2018). Review on mechanical properties of natural fiber composites. Materials Today: Proceedings, 5(1), 1785–1790. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.276

Ilyas, R. A., Sapuan, S. M., Asyraf, M. R. M., Dayana, D. A. Z. N., Amelia, J. J. N., Rani, M. S. A., Norrrahim, M. N. F., Nurazzi, N. M., Aisyah, H. A., Sharma, S., Ishak, M. R., Rafidah, M., & Razman, M. R. (2021). Polymer Composites Filled with Metal Derivatives: A Review of Flame Retardants. Polymers, 13(11), 1701. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13111701

Jubinville, D., Esmizadeh, E., Tzoganakis, C., & Mekonnen, T. (2021). Thermo-mechanical recycling of polypropylene for the facile and scalable fabrication of highly loaded wood plastic composites. Composites Part B: Engineering, 219, 108873. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.108873

Leão, A. M. (2008). Fibras de Licur: um reforço alternativo de compósitos poliméricos [Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Norte]. Repositório institucional.

Muangnoi, C., Chingsuwanrote, P., Praengamthanachoti, P., Svasti, S., & Tuntipopipat, S. (2012). Moringa oleifera pod inhibits inflammatory mediator production by lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 murine macrophage cell lines. Inflammation, 35(2), 445–455. DOI: https://doi.org/10.1007/s10753-011-9334-4

Omran, A. A. B., Mohammed, A. A. B. A., Sapuan, S. M., Ilyas, R. A., Asyraf, M. R. M., Koloor, S. S. R., & Petrů, M. (2021). Micro- and Nanocellulose in Polymer Composite Materials: A Review. Polymers, 13(2), 231. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13020231

Sapuan, S., Hemapriya, G., Ilyas, R., Atikah, M., Asyraf, M., & Mansor, M. R. (2021). Implementation of design for sustainability in developing trophy plaque using green kenaf polymer composites. In S. M. Sapuan & M. R. Mansor (Eds.), Design for sustainability (pp. 85–103). Elsevier. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819482-9.00013-7

Saucedo-Pompa, S., Torres-Cartillo, J. A., Castro-López, C., Rojas, R., Sánchez-Alejo, E. J., Ngangyo-Heya, M., & Martínez-Ávila, G. C. G. (2018). Moringa plants: Bioactive compounds and promising applications in food products. Food Research International, 111, 438–450. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.05.062

Silva, R. V., Aquino, E. M. F., Rodrigues, L. P. S., & Barros, A. R. F. (2008). Desenvolvimento de um compósito laminado híbrido com fibras natural e sintética. Revista Matéria, 13(1), 154–161. DOI: https://doi.org/10.1590/S1517-70762008000100019

Publicado

2024-12-20

Como Citar

Valentim, M. de M., & Gonçalves, J. F. de S. (2024). Caracterização de Compósito Polimérico Reforçado com Fibras de Vagem de Moringa oleifera. Semina: Ciências Exatas E Tecnológicas, 45, e51464. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2024.v45.51464

Edição

Seção

Engenharias

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)

Loading...