Avaliação da resistência mecânica da fibra de bambu tratada com hidróxido de sódio

Cassiano Rodrigues Moura

ORCID iD Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina (IFSC) Brasil

Resumo

O objetivo deste trabalho é analisar a influência do tratamento químico com Hidróxido de Sódio (NaOH) na propriedade mecânica de resistência à tração das fibras de bambu. A metodologia de pesquisa utilizada neste trabalho é de caráter literário e experimental. O material analisado foi tratado com soluções de NaOH em três concentrações distintas de 10%, 15% e 20% (massa/massa) diluídas em água. As fibras foram imersas nessas soluções, à sombra, por períodos de 5, 10 e 15 horas. Para avaliar o tratamento químico foi utilizado o método de planejamento de experimento (DoE), que determinou os parâmetros ideais de aplicação, através do qual se pode obter uma fibra com a maior resistência à tração. Essas fibras foram analisadas através de ensaios de tração de acordo com a distribuição aleatória do planejamento. Os resultados foram verificados através da análise de variância que auxilia na determinação dos parâmetros ideais de tratamento para se obter uma fibra com maior resistência à tração. Pode-se observar que para concentrações de NaOH entre 12% e 16%, considerando o tempo de tratamento entre 10 e 16 horas, é possível alcançar valores superiores a 120MPa de resistência à tração para as fibras tratadas.

Palavras-chave


Fibra de bambu; Tratamento químico; NaOH; Resistência à tração; Planejamento de experimento (DoE)


Texto completo:

Referências


ALVES JUNIOR, C. A.; Desenvolvimento e caracterização mecânica de compósitos de matriz poliéster com gravetos ou fibras de taquara (Merostachys sp.). Dissertação de Mestrado em Engenharia de Materiais. Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), 92 p. 2012.

ASTM. American Society of Testing Materials. Standard Test Method for Tensile Strength and Young’s Modulus of Fibers, C1557. West Conshohocken, 2014.

BERALDO, A. L.; AZZINI, A. Bambu características e aplicações. Rio Grande do Sul. Editora Agropecuária Ltda. Guaíba. 2004.

BLEDZKI, A. K.; GASSAN, J. Composites reinforced with cellulose based fibers. Progress in Polymer Science, v. 24, n. 2, p. 221-274. DOI: 10.1016/S0079-6700(98)00018-5. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079670098000185. Acesso em: 8 ago. 2021.

COSTA, M. M. E. et al. Influence of physical and chemical treatments on the mechanical properties of bamboo fibers. Procedia Engineering, v. 200, p. 457–464, 2017. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.07.064. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705817328989?via%3Dihub. Acesso em: 8 ago. 2021.

DAS, M.; CHAKRABORTY, D. Evaluation of improvement of physical and mechanical properties of bamboo fibers due to alkali treatment. Journal of Applied Polymer Science, v. 107, n. 1, p. 522–527, 2008. DOI: 10.1002/app.26155. Disponível em: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/app.26155. Acesso em: 8 ago. 2021.

ECHEVERRI, L. A. S; GARCÍA, M. E. R. Morphological and structural characterization of bamboo fiber into Culm – Guadua angustifolia KUNTH. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 28, n. 4, p. 1676-1687, 2018. DOI: 10.5902/1980509835363. Disponível em: https://periodicos.ufsm.br/cienciaflorestal/article/view/35363. Acesso em: 8 ago. 2021.

FRANCO, J. P. F. Aproveitamento da fibra de epicarpo do coco de babaçu em compósito com matriz de epóxi: estudo do efeito do tratamento da fibra. Dissertação de Mestrado. UFRN. Programa de Pós Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais. 2010.

GHAVAMI, K. Bamboo as reinforcement in structural concrete elements. Cement and Concrete Composites, v. 27, n. 6, p. 637-649. 2005. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2004.06.002. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0958946504001337?via%3Dihub. Acesso em: 8 ago. 2021.

JÄHN, A. et al. Characterization of alkali treated flax fibres by means of FT Raman spectroscopy and environmental scanning electron microscopy. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, v. 58, n. 10, p. 2271-2279, 2002. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1386142501006977?via%3Dihub. Acesso em: 8 ago. 2021.

KONGKEAW, P.; NHUAPENG, W.; THAMAJAREE, W. The effect of fiber length on tensile properties of epoxy resin composites reinforced by the fibers of bamboo (Thyrsostachys Siamensis Gamble). Journal of the Microscopy Society of Thailand, v. 4, p. 46-48, 2011.

KUMAR, S.; CHOUDHARY, V.; KUMAR, R. Study on the compatibility of unbleached and bleached bamboo-fiber with LLDPE matrix. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, v. 102, n. 2, p. 751–761, 2010. DOI: 10.1007/s10973-010-0799-4. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s10973-010-0799-4. Acesso em: 8 ago. 2021.

LAKKAD, S. C.; PATEL, J. M. Mechanical properties of bamboo, a natural composite. Fibre Science Technology, v. 14, n. 4, p. 319–322, 1981. DOI: 10.1016/0015-0568(81)90023-3. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0015056881900233. Acesso em: 8 ago. 2021.

LI, T. et al. Wettability of oil heat-treated bamboo and bonding strength of laminated bamboo board. Industrial Crops and Products, v. 69, p. 15-20, 2015. DOI: 10.1016/j.indcrop.2015.02.008. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092666901500103X?via%3Dihub. Acesso em: 8 ago. 2021.

LIU, D. et al. Bamboo fiber and its reinforced composites: structure and properties. Cellulose, v. 19, p. 1449-1480, 2012. DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-012-9741-1. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10570-012-9741-1 Acesso em: 8 ago. 2021.

LIU, D. et al. Starch composites reinforced by bamboo cellulose crystals. Bioresource Technology, v. 101, n. 7, p. 2529–2536, 2010. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.11.058. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960852409015624?via%3Dihub. Acesso em: 8 ago. 2021.

OSORIO, L. et al. The relationship between the bamboo fibre microstructure and mechanical properties. In: European Conference on Composite Materials, 14., Budapest, 2010. Proceedings ... Budapest, 2010.

REIS, E. G. Compósitos de fibras de taquara (Merostachys sp.) e matriz de poliéster e epóxi. Dissertação. (Mestrado em Ciências e Engenharia dos Materiais) – Setor de Tecnologia, Universidade do Estado de Santa Catarina. 2013.

RUSCH, F. et al. Physical-mechanical properties of laminated bamboo panels. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 49, p. 1-8, 2019. DOI: 10.1590/1983-40632019v4953714. Disponível em: https://www.scielo.br/j/pat/a/p7MndkDDXcwGF68xVxF9dpF/?lang=en. Acesso em: 8 ago. 2021.

VERMA, C. S.; CHARIAR, V. M. Development of layered laminate bamboo composite and their mechanical properties. Composites Part B: Engineering, v. 43, n. 3, p. 1063–1069, 2012. DOI: 10.1016/j.compositesb.2011.11.065. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359836811005348. Acesso em: 8 ago. 2021.

VIEIRA, A. J. T. et al. Aplicação da fibra de bambu aos sistemas industrializados para desenvolvimento de placas de concreto. Veredas – Revista Eletrônica de Ciências, v. 9, n. 1, p. 92-106, 2016. Disponível em: http://veredas.favip.edu.br/ojs/index.php/veredas1/article/view/393. Acesso em: 8 ago. 2021.

XIE, X. et al. Cellulosic fibers from rice straw and bamboo used as reinforcement of cement-based composites for remarkably improving mechanical properties. Composites Part B: Engineering, v. 78, p. 153-161, 2015. DOI: 10.1016/j.compositesb.2015.03.086. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359836815002188. Acesso em: 8 ago. 2021.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2021id3355

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