Ref.: MpoPr08-003
Apresentador: Cibele Carneiro Pessan
Autores (Instituição): Pessan, C.C.(Universidade Federal de São Carlos); Bernardes, J.d.(Centro Nacional de Pesquisas em Energia e Materiais); Bettini, S.H.(Universidade Federal de São Carlos); Leite, E.R.(Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais);
Resumo:
Materiais celulósicos são atrativos tecnologicamente por conta de elevada resistência mecânica combinada à leveza do material. Outro ponto de interesse é o potencial para substituição de polímeros de fonte não renovável em aplicações de uso único, como embalagens e utensílio descartáveis.
Neste trabalho, foram produzidos filamentos de compósitos de celulose incorporados com partículas inorgânicas de óxido de grafeno e argila laponita. O objetivo foi avaliar os efeitos de diferentes velocidades de fiação sobre as propriedades mecânicas dos filamentos. As propriedades mecânicas dos compósitos foram caracterizadas por meio de ensaio de resistência à tração e a morfologia foi observada por meio de microscopia eletrônica de varredura.
Dispersões de celulose oxidada pelo processo TEMPO foram submetidas ao processo de fiação contínua com diferentes parâmetros de processo. O banho de complexação iônica de cloreto de cálcio permitiu a fixação da orientação induzida pelo processamento dos filamentos. Foi possível observar que a taxa de cisalhamento imposta durante processo de fiação contínua afetou a rugosidade e as propriedades mecânicas dos filamentos. Com o aumento da taxa de cisalhamento, houve aumento no valor módulo elástico e de resistência à tração dos filamentos até um valor máximo e, em seguida, houve queda na resistência mecânica do material. O processamento mais agressivo gerou filamentos de aparência menos homogênea e menos resistentes, com a presença de defeitos superficiais. Para este conjunto de amostras, a taxa de cisalhamento ótima, que produziu os melhores resultados de resistência mecânica, foi na ordem de 100 s-1.
Como esperado, também foi possível observar que a incorporação de partículas inorgânicas de óxido de grafeno e de argila laponita contribuíram para o aumento do módulo elástico de da resistência à tração. Contudo, no caso dos compósitos de óxido de grafeno, isto ocorreu em detrimento da deformação total na ruptura, enquanto a propriedade de alongamento do material não foi prejudicada com a incorporação de argila laponita na composição. Isto pode ser correlacionado ao comportamento tixotrópico da dispersão precursora dos filamentos, que indica que a argila contribuiu para a formação de uma rede tridimensional na dispersão. Esta estrutura teria permitido a melhora da resistência à tração sem prejuízo à tenacidade do material.