Estudo do íon boroidreto como agente protetor de fibras de sisal no tratamento em meio alcalino

Abstract

As fibras vegetais utilizadas em compósitos de matriz polimérica podem ser tratadas superficialmente para melhorar sua adesão com a matriz. O tratamento químico com hidróxido de sódio (NaOH) é muito utilizado, porém agride a estrutura das fibras, causando diminuição na sua resistência. Este estudo está relacionado à investigação da utilização inovadora de íons hidreto (H-) em meio alcalino como agente protetor de fibras vegetais, neste caso a fibra de sisal, contra agressões químicas e promovendo sua utilização em compósitos poliméricos. Fibras de sisal foram modificadas pela imersão em solução aquosa de NaOH (2, 5 e 10%, m/v), com ou sem a adição de boroidreto de sódio (NaBH4) (1%, m/v), em diferentes tempos e temperaturas de tratamento. As fibras foram neutralizadas, lavadas e secas a 105°C por 1 h e ensaiadas em tração e testes de pull-out em matriz de poliéster insaturado. A presença do NaBH4 foi eficiente em minimizar a degradação da fibra de sisal em meio alcalino, conforme observado por microscopia eletrônica de varredura e pelos resultados de resistência à tração, além de promover a adesão à matriz poliéster.

The vegetable fibers used for polymer matrix composites commonly undergo surface treatment to improve their adhesion with the matrix. The chemical treatment with sodium hydroxide (NaOH) is widely used, but it may damage the fiber structure, consequently reducing its strength. This study focuses on the innovative investigation of hydride ions (H-) as a protective agent for vegetable fibers, in this case sisal, under alkaline conditions, inhibiting chemical damage and promoting their use in polymer composites. Sisal fibers were modified by immersion in a NaOH aqueous solution (2, 5 and 10% wt/vol) with, in some of them, the addition of sodium borohydride (NaBH4) (1% wt/vol), using different treatment conditions (time and temperature). The fibers were neutralized, washed and dried at 105°C for 1 h and analyzed via tensile tests and pull-out evaluations in an unsaturated polyester matrix. The NaBH4 proved effective in minimizing sisal degradation under alkaline conditions, according to scanning electron microscopy and tensile strength results, and also promoted adhesion to the polyester matrix.