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Investigation of Hybrid Polymer Composites Using Chemically Treated Curaua and Basalt Fibers for Medium-load Applications

Descrição: Fibras vegetais apresentam algumas vantagens quando utilizadas como reforço em compósitos poliméricos. Elas possuem baixa densidade, produzindo compósitos com boas propriedades específicas, baixo custo e também benefícios associados ao seu processamento (baixa abrasão menor energia demandada na produção) quando comparadas às fibras sintéticas como vidro. Dentre as fibras vegetais, destaca-se a fibra de curauá (Ananas Erectifolius), por possuir propriedades mecânicas superiores a fibras como sisal, juta e banana, com uma densidade similarmente baixa. Porém, por seu caráter heterogêneo (característica presente em todas as fibras vegetais) há uma alta dispersão destas propriedades, e em um mesmo lote de fibras, as propriedades podem variar significativamente. Para se obter um compósito de menor custo e com boas propriedades mecânicas, as fibras vegetais podem ser combinadas com fibras mais resistentes em uma mesma matriz, potencializando as vantagens destas fibras, resultando em compósitos híbridos. Dentre as fibras naturais, a fibra mineral de basalto (FB) possui excelentes propriedades mecânicas e estabilidade térmica. A utilização desta fibra como reforço em materiais compósitos de matriz polimérica é relativamente nova e promissora. A tecnologia atual para se produzir FB é muito semelhante à usada na produção de fibra de vidro-E, mas requer menos energia para ser produzida. Este fato, somado à grande disponibilidade de matéria-prima ao redor do mundo, justifica o baixo preço das FB comparado às de vidro. O fato de serem ecologicamente corretas, não requerendo aditivos em sua formulação, torna a utilização das FB muito atraente. A fibra de basalto é também uma alternativa às fibras de asbestos, banidas por serem cancerígenas. A incorporação de fibras de reforço em matriz polimérica visa em geral um melhor desempenho mecânico, principalmente, da rigidez e resistência do polímero. A eficiência do reforço depende, entre outros fatores, da otimização das interações interfaciais polímero-reforço. Dentre esses tratamentos, o uso de silanos, por exemplo, tem-se mostrado muito eficiente no aumento da compatibilidade de fibras vegetais em matrizes poliméricas. Neste contexto, o objetivo deste projeto é aplicar diferentes tratamentos químicos nas fibras de curauá e basalto para o aumento da sua compatibilidade com resinas poliméricas. Em seguida, produzir compósitos de curauá, basalto e híbridos curauá/basalto com diferentes frações volumétricas de fibra e teores de reforço, fabricados por compressão à quente (na Índia) e por moldagem por transferência de resina assistida a vácuo (no Brasil).