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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2019.tde-10122019-125547
Documento
Autor
Nome completo
Murillo Ricardo Lombardo Poletto
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Branciforti, Marcia Cristina (Presidente)
Perez, Eduardo de Britto
Sousa, José Alexandrino de
Título em português
Efeito da adição de resíduo de borossilicato como aditivo retardante de chama em compósitos de polipropileno e fibra natural
Palavras-chave em português
aditivo antichama
borossilicato
compósito
fibra natural
flamabilidade
polipropileno
Resumo em português
Produzir materiais poliméricos resistentes à propagação da chama é um desafio crescente em função de critérios mais exigentes do mercado e de normas internacionais. Compósitos plásticos com fibras naturais é uma classe promissora de materiais, mas que podem apresentar elevada flamabilidade devido à sua composição, portanto torná-la resistente à propagação de chama pode permitir o desenvolvimento de novas aplicações. Tais compósitos são, geralmente, produzidos com materiais reciclados devido ao seu menor custo. Neste contexto, o presente trabalho avaliou a influência da adição de um resíduo de borossilicato (BS) como aditivo antichama em compósitos de polipropileno (PP) e fibras de naturais. Além do BS, que é um resíduo industrial, as fibras naturais são provenientes de um resíduo industrial de PP e fibras de juta (JT), enquanto o PP usado como matriz polimérica é um material reciclado pós-industrial. Tais materiais foram caracterizados para determinação de suas propriedades e composição estimada. Posteriormente, foram produzidos os compósitos através dos processos de agitação manual, extrusão em dupla rosca co-rotacional e moldagem por injeção para obtenção dos corpos de prova. Foi também feito o processo de recobrimento da parcela do BS solúvel em água sobre a superfície de corpos de prova das composições que não haviam recebido BS por incorporação no processamento. Foram realizados ensaios de flamabilidade, análise termogravimétrica (TGA), ensaio de tração e elongação em amostras novas e amostras que passaram por processo de envelhecimento acelerado e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A caracterização do BS indica que ele poderia ser usado como aditivo retardante de chama, mas os resultados de flamabilidade indicam algumas restrições sobre seu uso, limitando-se à aplicação da parte solúvel do BS (BS-solúvel) através de recobrimentos e não incorporados via processamento. Os resultados de flamabilidade para os compósitos com e sem JT são similares, sugerindo que não houve sinergia entre as fibras naturais e o proposto aditivo antichama.
Título em inglês
Addition effect of borosilicate residue as flame retardant in polypropylene and natural fiber composites
Palavras-chave em inglês
borosilicate
composite
flame retardant
flammability
natural fiber
polypropylene
Resumo em inglês
Produce polymeric materials resistant to flame propagation is an increasing challenge as due to more rigorous market and regulatory requirements. Plastic composites with natural fibers are a promising material class, however may face high flammability due to its composition, therefore make them fire resistant should allow the development of new applications. Usually, these composites are produced with recycled material due to its lower cost. At this context, this work evaluated the influence of adding a borosilicate residue (BS) as flame retardant in polypropylene (PP) and natural fibers composites. Besides BS, which is an industrial residue, the natural fibers come from an industrial residue of PP and jute fibers (JT), while PP used as polymer matrix is postindustrial recycled material. These materials were characterized for properties and composition definitions. After that, the composites were produced by manual mixing, corotational twin screw extruding and injection molding to obtain the test specimens. A coating process was made to add the water-soluble fraction of BS at the surface of the compositions that did not have received it through incorporation at processing. In order to characterize the composites, it was performed flammability tests, thermogravimetric analysis (TGA), tensile strength test in fresh and aged samples and morphological analysis by scanning electron microscope (SEM). The BS characterization indicates that it could be applied as a flame retardant, but the flammability test indicates some use restrictions, limiting its application to coating methods using the water-soluble fraction of BS and not through BS incorporation at processing. The flammability results for formulations with and without natural fibers are similar, suggesting that there was no synergistic effect between the natural fibers and the proposed flame retardant.
 
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Data de Publicação
2019-12-13
 
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