Dissertação de Mestrado:
Desenvolvimento de Um Compósito Eco-friendly de Abs Reforçado Com Resíduos Proveniente da Fibra da Palmeira Para Aplicação em Impressão 3d

Agatha Martins de Carvalho

PEAMB

Orientador

Profa. Dra. Daniella Regina Mulinari

Coorientador

Prof. Dr. Derval dos Santos Rosa

Banca

* Profa. Dra. Daniella Regina Mulinari
* Profa. Elisabeth Ritter , D.Sc. 1998 - COPPE/UFRJ - k
* Prof. Dr. Clodoaldo Saron - EEL/USP

Data - hora da defesa

03/03/2023

Resumo

No presente trabalho o objetivo é avaliar o potencial para valorizar os resíduos sólidos da palmeira real australiana para uso como reforço na matriz de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) e desenvolver um filamento compósito que seja mais amigável ao meio ambiente. Os filamentos compósitos foram processados utilizando um misturador termocinético e depois processados por uma mini extrusora utilizando diferentes quantidades de fibras (5, 10, 15 e 20%). Foi avaliado o efeito do conteúdo de fibras sobre as propriedades morfológicas, químicas e térmicas, e foi realizada uma análise ambiental utilizando a avaliação do ciclo de vida (ACV). O ABS puro não apresentou porosidade, enquanto os filamentos compósitos apresentaram uma estrutura porosa devido à presença de fibras e maiores quantidades de fibras induziu poros com diâmetro menor que 50 μm. O ABS e os filamentos compósitos apresentaram espectros semelhantes de FTIR; no entanto, o coeficiente de ligação de hidrogênio indicou uma melhor interação fibra-matriz para a composição do ABS/15%Palmeira, aumentando 42% em comparação com o ABS. Os filamentos compósitos apresentaram uma leve diminuição na estabilidade térmica, o que não compromete sua temperatura de processamento, enquanto o Tg apresentou valores similares ao ABS puro. A avaliação do ciclo de vida demonstrou ganhos ambientais benéficos com a incorporação de fibras naturais à matriz de ABS. As categorias que mais apresentaram ganhos ambientais foram: ocupação de terrenos agrícolas, depleção da camada de ozônio, ocupação dos terrenos urbanos, esgotamento de água, formação de oxidantes químicos e depleção fóssil. Os resultados do ensaio de absorção de água apresentaram um aumento na taxa de absorção de água dos filamentos compósitos de acordo com a carga de fibra, a composição ABS/20%Palmeira teve o maior resultado na absorção de água. Os filamentos compósitos foram impressos com sucesso numa mini extrusora mostrando a viabilidade de usar os filamentos desenvolvidos, e novas aplicações podem ser promovidas. O ABS puro e os filamentos compósitos foram analisados para obter as propriedades mecânicas, tais como a resistência à tração, a deformação e o módulo de elasticidade, observou-se que ao aumentar o teor de fibras na matriz de ABS houve uma redução nas propriedades mecânicas dos filamentos compósitos. O teste de biodegradação dos corpos de prova do ABS puro e dos filamentos compósitos apresentaram uma perda de massa, confirmando que a incorporação de fibra na matriz foi favorável para que o material seja degradado, os filamentos compósitos obtiveram uma perda de massa de quase 25% quando comparado com o peso inicial. Assim, a valorização do uso das fibras de palmeira na matriz ABS apresenta uma alternativa de baixo custo para a produção de filamentos e poder expandir as aplicações de impressão 3D com materiais mais sustentáveis que permitiriam novas aplicações na área de fabricação de aditivos. Palavras-chave: Resíduos de palmeira. ABS. Filamentos compósitos. Impressão 3D.

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