Influência da incorporação da cera de carnaúba nas propriedades do compósito de polipropileno reforçado com casca de arroz

Abstract

Uma das principais dificuldades para produção de compósitos de polipropileno (PP) com casca de arroz (CA) é a dificuldade do seu processamento ocasionada pela elevação da viscosidade durante o processo de extrusão devido a presença da fase dispersa. Outra questão importante é a falta de afinidade entre a matriz de PP com característica apolar e a casca de arroz com característica polar. Para melhorar a interação interfacial entre a matriz e a carga é necessário o uso de agente de acoplamento. Foi estudada nesse trabalho a influência da cera de carnaúba (CC), inicialmente usado como agente de fluxo bem como a possibilidade de atuar como agente de acoplamento em compósitos de poliolefinas com carga vegetal. Um outro agente de acoplamento usado foi o PE graftizado com anidrido maleico na proporção mássica de 3%. Compósitos de PP/CA com proporções mássicas de 87/10, 77/20 e 67/30 foram preparados. Os compósitos foram produzidos em câmara de mistura HAAKE, sendo após moídos e posteriormente moldados por injeção os corpos de prova. Os compósitos foram caracterizados através das análises físicas (densidade e absorção de água), térmicas (DSC e TGA), reológicos (reometria capilar e MFI), morfológicos de MEV e ensaios mecânicos (tração, flexão e impacto). Os resultados dos ensaios mecânicos e morfológicos mostraram que a cera de carnaúba além de agente de fluxo se comportou também como agente de acoplamento nos compósitos de polipropileno com casca de arroz apresentando boa interação interfacial matriz-carga, verificadas nas micrografias de MEV, com aumento do módulo de elasticidade e melhora da resistência a flexão na ruptura e aumento da cristalinidade do PP verificado pelos resultados de DSC. Analisando a cera de carnaúba como agente de fluxo, quando adicionada sozinha no PP, ocorreu o aumento do MFI e a redução da sua viscosidade. Porém, este fato não ocorreu quando a mesma foi adicionada no compósito indicando uma melhor interação desta com a CA.

One of the main difficulties in preparing polypropylene (PP) and rice husk (CA) composites is the difficult of their processing originate increase of viscosity, during the extrusion process due to disperse phase. Another important issue is the lack chemical affinity between the apolar PP matrix and polar rice husk. To improve matrix/fiber interfacial interaction polymeric is necessary to use a coupling agent in this sense the aim of this work was to study the influence of carnauba wax (CC) initially used as a flow agent for PP/rice husk; furthermore, CC was also tested as a potential coupling agent for PP composites. One other coupling agent used was polyethylene grafted with maleic anhydride (PEgMA) in the weight proportion of 3%. PP/CA composites with weight proportions of 87/10, 77/20, and 67/30 were prepared in an internal mixer chamber Haake after the samples were milled and molded by injection to obtain specimens test. The composites were characterized through for physical (density and water absorption), thermal analyses (DSC and TGA), rheological behavior (rheometer and MFI), morphology investigation (MEV) and mechanical tests (tensile, flexural and impact tests). Results of mechanical and morphological tests suggested that the carnauba wax acted as a flux agent and a coupling agent in PP/CA composites presenting a good interaction interfacial matrix-filler, verified by SEM micrographs, increase young`s modulus, improve flexural strength and increase of crystallinity verify by DSC. It is concluded that the carnauba wax acts as coupling agent when incorporated to the PP, verify by increase of MFI and decrease of viscosity. However, in the composites, the carnauba wax acts as coupling agent improving better affinity between rice husk and the PP.