Efeito do teor de fibra no desempenho mecânico de compósitos de PLA e PP reforçados com microfibras de bambu

Abstract

O presente estudo investigou o efeito do teor de fibra de bambu (FB) no desempenho mecânico e físico de compósitos produzidos com ácido polilático (PLA) e polipropileno (PP). Inicialmente, as fibras de bambu foram avaliadas em quatro tamanhos de partícula (300, 200, 90 e 50 μm) por meio de análise dinâmico-mecânica (DMA), a fim de identificar o tamanho de partícula mais adequado quanto ao comportamento viscoelástico. Observou-se que a granulometria da fibra com menor tamanho médio de partícula (50 μm) apresentou desempenho mais favorável. Posteriormente, as fibras de 50 μm foram combinadas com os polímeros PLA e PP em diferentes proporções polímero/fibra, correspondentes a 85%/15%, 70%/30% e 55%/45% em massa. Os compósitos resultantes foram preparados por meio de processos de extrusão e moldagem por injeção e avaliados por DMA, ensaios de flexão, dureza e absorção de água. A análise estatística foi realizada por meio de ANOVA, seguida do teste de Tukey (5%) para comparação entre os teores de fibra. Adicionalmente, foi aplicado um delineamento fatorial 2×4, considerando a matriz e o teor de fibra como fatores, a fim de avaliar seus efeitos e interações. Os resultados mostraram que a incorporação de microfibras promoveu um aumento no módulo de armazenamento em ambas as matrizes, evidenciando um efeito de reforço com aumento da rigidez. Nos ensaios de flexão, observou-se um aumento estatisticamente significativo no módulo de flexão para teores de fibra de 30% e 45% em ambas as matrizes, com ganhos mais expressivos em termos absolutos para o PLA e em termos relativos para o PP, enquanto a resistência à flexão permaneceu estável no PLA e diminuiu significativamente no PP com 45% de teor de fibra. Em relação à dureza, a adição de fibras promoveu uma tendência de aumento, embora sem diferenças estatisticamente significativas. A absorção de água manteve-se baixa e estável no PP, mas aumentou acentuadamente no PLA com 45% de reforço. Os compósitos apresentaram comportamento semelhante com o aumento do teor de fibra, independentemente do tipo de matriz, para módulo de flexão e dureza, enquanto diferenças estatisticamente significativas entre as matrizes foram observadas para a resistência à flexão.