Síntese e caracterização de poliuretanos obtidos de fonte renovável e aplicado como matriz em compósito reforçado por microfibras de polipropileno

• Main Author: Silva, Eduardo Gonçalves da
• Other Authors: Santos, Demétrio Jackson dos
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: POLIURETANO; ÓLEO DE MAMONA; LIGNINA KRAFT; POLYURETHANE; CASTOR OIL; KRAFT LIGNIN; PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS - UFABC
• Online Access: http://www.biblioteca.ufabc.edu.brhttp://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=103852

Orientador: Prof. Dr. Demetrio Jackson dos Santos === Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. === Poliuretanos (PU) são materiais poliméricos vastamente utilizados como matriz de compósitos. Um desafio em sua produção, no entanto, reside em sua dependência de matérias primas derivadas do petróleo. Esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um poliuretano proveniente de fontes renováveis que apresente características semelhantes às de poliuretanos tradicionais desenvolvidos a partir de fontes não renováveis. Para isso, diferentes composições de PU foram sintetizadas e analisadas, combinando difenilmetano diisocianato (MDI) a diferentes porcentagens de lignina Kraft e óleo de mamona modificado e não modificado. A primeira etapa consistiu na seleção da matriz com base em ensaios mecânicos, espectroscopia de absorção no espectro do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e análise dinâmico mecânica (DMA). Os resultados obtidos indicaram que a lignina aumentou a temperatura de transição vítrea e resistência a tração do poliuretano, especialmente para as amostras preparadas com óleo de mamona modificado (300 mg KOH/g), o qual apresentou um aumento de resistência à ruptura em tração de 8,2 MPa (sem lignina) para 23,5 MPa (30% de lignina). Posteriormente, a matriz selecionada foi aplicada na obtenção de compósito estrutural reforçado com diferentes frações volumétricas de microfibras ramificadas de polipropileno. Propriedades do compósito foram investigadas por ensaios uniaxiais de tração, impacto Izod e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos mostraram o decréscimo das propriedades mecânicas com adição das microfibras, possivelmente devido à baixa adesão entre matriz e reforço, como indicado pelas imagens obtidas por MEV. === Polyurethanes (PU) are polymeric materials largely applied as composite matrix. A challenge in its production, however, relies on the dependency of petroleum-based materials for its synthesis. The present study focuses on the development of a biobased polyurethane obtained from renewable resources that presents characteristics comparable to petroleum-based PUs, aiming its application as a matrix for composite materials. Therefore, different compositions of green polyurethane-type materials were prepared by combining diphenylmethane diisocyanate (MDI) to different amounts of Kraft lignin and castor oil (modified and unmodified). Firstly, the polymeric matrix was selected based on results obtained from mechanical analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetryc analysis and dynamic mechanical analysis (DMA). The obtained results indicate that the addition of lignin enhances the glass transition temperature and ultimate stress, especially for those prepared from modified castor oil (300 mg KOH/g), which had an improvement from 8.2 MPa (lignin free) to 23.5 MPa (30% lignin). The selected matrix was then applied in a structural composite reinforced with different fiber volume content of ramified polypropylene microfibers. The composite was analyzed by mechanical tests (uniaxial tensile and Izod impact) and scanning electron microscopy (SEM). The results show the decrease of mechanical properties with the addition of polypropylene reinforcements, possibly due to the low adhesion between matrix and reinforcement, as verified through SEM images.