Micro/nanofibrilas celulósicas de Eucalyptus em fibrocimentos extrudados

Abstract

Uma forma alternativa para produção de fibrocimento é a extrusão, que permite entre muitas vantagens a produção de compósitos cimentícios com geometrias diferenciadas e requer baixo investimento inicial para produção industrial. Nesse contexto,o objetivo desse trabalho foi obter micro/nanofibrilas celulósicas de Eucalyptus e avaliar o efeito da adição de diferentes conteúdos dessas micro/nanofibrilas nas propriedades físico-mecânicas de fibrocimentos envelhecidos naturalmente e em ambiente climatizado. Micro/nanofibrilas celulósicas produzidas em desfibrilador mecânico foram caracterizadas quanto a sua morfologia. Compósitos extrudados produzidos com 0,5% e 1,0% (em massa) de micro/nanofibrilas foram comparados com compósitos sem micro/nanofibrilas. Compósitos produzidos a partir das três formulações foram submetidos aoenvelhecimento natural e em ambiente controlado para posterior caracterização por flexão estática, vibração flexural e propriedades físicas. Não houve diferença significativa no módulo de ruptura (MOE), limite de proporcionalidade (LOP), e deformação específica total entre os compósitos com reforço de 0,5 e 1,0% de micro/nanofibrilas e aqueles sem reforço. O módulo elástico estático (MOE) aumentou, e a energia específica diminuiu com 1,0% de micro/nanofibrilas. O módulo de elasticidade dinâmico (E) dos compósitos aumentou com o incremento do conteúdo de micro/nanofibrilas (1,0%) e do tempo de exposição ao envelhecimento natural e controlado. O presente estudo indica que as propriedades físicas (absorção de água - AA, porosidade aparente - PA e densidade aparente - DA) e mecânicas de fibrocimentos são sensíveis à formulação e que esse comportamento varia em função do tempo (135 dias). Essas informações devem ser consideradas úteis para o desenvolvimento de novos materiais reforçados com micro/nanofibrilas de celulose.

Extrusion is an alternative process for fiber-cement production and allows many advantages such as different geometries for the extruded products and the low initial investment for industrial production. In this context the aim of this study was to produce cellulose micro/nanofibrils from Eucalyptus pulp and evaluate the properties of cementitious composites made with different contents of cellulose micro/nanofibrils. Cellulose micro/ nanofibrils were produced using a mechanical defibrillator, and characterized for their morphology. Extruded composites were produced with 0.5 to 1.0% (by mass) of micro/ nanofibrils and compared to unreinforced composites. Composites reinforced with 1.0% of micro/nanofibrils presented higher water absorption and apparent porosity than their counter parts. No significant differences were observed for modulus of rupture (MOR), limit of proportionality (LOP) and final specific deformation, between the composites reinforced with 0.5% and 1.0% of micro/nanofibrils and those with no reinforcement. The static elastic modulus (MOE) increased and specific energy decreased with the inclusion of 1.0% of micro/nanofibrils. Dynamic elastic modulus (E) of the composites increased with the increase of micro/nanofibrils content and of weathering exposition. This study indicates that fiber-cements are sensitive to changes in structural composition and time of ageing (135 days). This information can be useful for developing of new products based on cellulose micro/nanofibrils.