Caracterização de compósitos produzidos com polietileno de alta densidade (HDPE) e serragem da indústria moveleira – parte II – extrusão em dupla-rosca

Abstract

Neste trabalho, realizou-se a caracterização de compósitos confeccionados com polietileno virgem de alta densidade (v-HDPE) e diferentes tipos de serragem gerados na indústria moveleira. O equipamento usado foi uma extrusora de dupla-rosca corrotante, de 19 mm, complementando trabalho anterior no qual os compósitos foram misturados numa extrusora mono-rosca. Utilizou-se temperatura de 180oC nas cinco zonas de aquecimento, rotação de 150 rpm e vazão de 1 kg.h-1. Foram utilizados resíduos de madeira de pinus (Pinus taeda), de chapa de fibra de média densidade (MDF) e madeira de eucalipto (Eucalyptus grandis), que foram incorporados ao HDPE “virgem” juntamente com um agente de acoplamento a base de anidrido maleico. Para caracterização física dos compósitos foram realizadas análises por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e por microscopia eletrônica de varredura (SEM). Foram também analisadas as propriedades mecânicas de resistência à tração, flexão estática e resistência ao impacto, conforme as normas ASTM D638, D790 e D256 respectivamente. Verificou-se que todos os tipos de serragem agiram como agentes nucleantes, pois os compósitos apresentaram índices de cristalinidade maiores que o v-HDPE puro. Também se observou que houve influência do tipo de serragem usada na dispersão das fibras na matriz polimérica. Os ensaios mecânicos mostraram diferenças nas propriedades dos compósitos confeccionados com diferentes tipos de serragem. De maneira geral, inclusão de serragem de MDF proporcionou compósitos com maior resistência à flexão e ao impacto que aqueles fabricados com eucalipto e pinus. Comparando os valores obtidos nesse trabalho com os obtidos na extrusão com monorrosca, conclui-se que foi possível transferir as propriedades da madeira para o compósito de melhor forma na extrusão com dupla-rosca.

In this work, wood plastic composites made of HDPE and different types of wood sawdust generate at furniture industries are characterised. The equipment used was a 19 mm co-rotating twin-screw extruder, complementing previous studies where the composites were mixed using a single-screw extruder. Temperatures of 180oC were applied at the five heating zones, rotating at 150 rpm with a flux of 1 kg.h-1. Residues of MDF, of loblolly pine and of eucalypt wood were used, and were mixed into the HDPE with a coupling agent (anhydride maleic). Physical characterization of the composites was performed by differential scanning calorimetry (DSC) and by scanning electronic microscopy. In addition, the mechanical properties of tension, static bending and impact were analysed, according to ASTM D638, D790 and D256. All types of sawdust acted as a nucleate agent, since the composites showed a crystallinity index higher than pure HDPE. Also, it was observed that the type of sawdust influenced fibre’s dispersion in the polymeric matrix. The mechanical tests showed differences in the properties of the composites made of different types of sawdust. In general, inclusion of MDF sawdust resulted in composites with higher bending strength and impact work than those containing eucalypt and pine. Comparing results obtained using a single-screw extruder and values obtained in this study, it can be concluded that the properties of the wood are more effectively transferred to the composite using a double-screw extruder.