Obtenção e caracterização de compósitos de resina de benzoxazina reforçados com a biomassa da casca de noz-macadâmia

Abstract

A constante evolução da indústria polimérica e de compósitos, bem como um mercado consumidor voraz, traz consigo grandes impactos ambientais. Esta temática serviu como motivador do presente trabalho de forma a evitar ou reduzir significativamente, os impactos ambientais por reinserção de materiais outrora inservíveis na cadeia produtiva. As resinas polibenzoxazinas vêm se destacando no mercado em substituição das resinas termorrígidas epóxis e fenólicas. Estas resinas possuem propriedades similares ou superiores às resinas tradicionalmente utilizadas na indústria polimérica e possuem a grande vantagem de poder ser armazenadas à temperatura ambiente. Além disto, sua cura não gera subprodutos ou necessita de catalisadores para ocorrer. A noz-macadâmia tem sua origem na Austrália. Apesar de muito conhecida, a indústria da macadâmia aproveita apenas a amêndoa, o que acarreta uma elevada produção de resíduos, cerca de 75% do total gerado. Com esses valores, pode-se notar que a disposição dos resíduos produzidos por esta agroindústria, tem se tornado um problema, devido, principalmente, ao aumento da sua produção.O principal objetivo foi à produção e caracterização de compósitos de benzoxazina reforçados com biomassa da noz da macadâmiain natura e tratadas hidrotermicamente nas proporções de 5%, 10% e 20% m/m e sua comparação com a resina pura curada.Um ciclo de cura destinado à produção dos compósitos foi desenvolvido e todo o processamento foi realizado em estufa com biomassa oriunda da noz da macadâmia, tratadas hidrotermicamentee in natura. Para avaliação do processo foram utilizados os resultados obtidos termicamente (por calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TGA), análise termomecânica (TMA)e dinâmico-mecânica (DMA))e morfologicamente (microscopia óptica). Como principais resultados pode-se descrever que o material extraído durante o tratamento hidrotérmico foi, em sua maioria, hemicelulose que ocorreu de forma parcial pelo método hidrotérmico. A temperatura de início de degradação da biomassa de macadâmia é de ~200oC, permitindo, a utilização desta para fabricação do compósito com resina benzoxazina que possui temperatura de cura em 190°C. A presença de duas Tg de 144oC e 177oC indica que a resina apresenta em sua composição, pelo menos dois componentes, além do solvente, sendo este material, provavelmente, um tenacificante. Além disso, os resultados dos ensaios de DMA mostraram que o valor de Tg da resina praticamente não é afetado pela presença do reforço de noz de macadâmia, podendo, desta forma, ser usado como reforço em artefatos sem prejudicar a temperatura de trabalho da resina benzoxazina.