Biocompósitos de acetato de celulose e fibras curtas de Curauá tratadas com CO2 supercrítico Biocomposites based on cellulose acetate and short Curaua fibers treated with supercritical CO2

• Main Authors: Miguel C. Gutiérrez, Paulo de T. V. e Rosa, Marco-Aurelio De Paoli, Maria I. Felisberti
• Format: Article
• Language: English
• Published: Associação Brasileira de Polímeros 2012-01-01
• Series: Polímeros
• Subjects: Biocompósitos; fibras lignocelulósicas; polímeros biodegradáveis; fluídos supercríticos; condutividade térmica; Biocomposites; lignocellulosic fibers; supercritical fluids; biodegradable polymers; thermal conductivity
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-14282012000300015

Neste trabalho foram desenvolvidos biocompósitos baseados em acetato de celulose e fibras curtas de Curauá tratadas com dióxido de carbono supercrítico. O tratamento das fibras resultou na extração parcial de lignina, sendo este um método interessante pois não resulta em rejeitos químicos. Duas séries de biocompósitos, uma delas plastificada com ftalato de dioctila (DOP) e outra com citrato de trietila (TEC), foram preparadas por extrusão. Para ambas ocorreu a fibrilação e distribuição uniforme das fibrilas. Como conseqüência, os biocompósitos apresentaram maior capacidade calorífica, menor condutividade térmica e maior coeficiente de expansão térmica em comparação ao acetato de celulose plastificado. O tratamento das fibras com CO2 supercrítico intensificou as variações destas propriedades. Dentre os plastificantes, o DOP mostrou-se ligeiramente mais eficiente, resultando em materiais com menores valores de Tg e de módulo de Young. A adição das fibras teve um impacto relativamente baixo sobre o módulo (10%), porém houve uma perda significativa da resistência ao impacto. O conjunto de resultados permite concluir que estes biocompósitos apresentam potencial de aplicação como isolantes térmicos, sendo que os plastificados com TEC apresentam como vantagem o fato de todos seus componentes serem biodegradáveis.<br>In this work, the effect of pre-processing of short Curaua fibers with supercritical carbon dioxide on the properties of biocomposites with cellulose acetate was studied. The treatment with supercritical CO2 may result in the partial lignin extraction from the fibers. Two series of biocomposites, one plasticized with dioctyl phtalate (DOP) and another with triethyl citrate (TEC), were prepared by extrusion. Fibrilation and uniform distribution of fibers in the cellulose acetate matrix were observed for both biocomposites. As a consequence, the composites showed a higher specific heat, lower thermal conductivity and higher coefficient of thermal expansion than plasticized cellulose acetate. The treatment of the fibers increased such differences. Among the plasticizers, DOP was more efficient, decreasing Tg and Young's modulus of plasticized cellulose acetate. The fiber addition had a relatively low impact on the modulus (10%), however caused a decrease in the impact resistance. Taken together, the results show that these biocomposites are promising as thermal insulators, with the additional advantage of biodegradability of all components in the case of biocomposites plasticized with TEC.