A Reciclagem de Polipropileno

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As fibras naturais possuem também baixo custo quando comparadas com as fibras sintéticas, e seus principais componentes são a celulose, a lignina e as polioses; por isto tais fibras também são denominadas fibras lignocelulósicas [10,11]. Diversos tipos de fibras naturais têm sido analisados com a finalidade de reforçar matrizes poliméricas, dentre os quais estão as fibras de coco [12,13], sisal [14,15], pó de serra [16-18], curauá [19,20], juta, rami e bagaço de cana de açúcar [21,22]. O Brasil possui o benefício de apresentar um grande potencial de produção de fibras naturais onde diversas espécies são encontradas e cultivadas no país [23,24].

No Brasil, a safra de coco é estimada em 1,8 bilhão de frutos por ano. Infelizmente, os rejeitos do coco verde geram volumes consideráveis de detritos e sua decomposição pode levar em torno de 10 anos, além da possibilidade de servir como hospedagem para o mosquito da dengue, representando um risco para à população. Quando descartado em lixões e aterros sanitários causa problemas, principalmente em grandes centros urbanos [3,25,26]. Uma solução é o aproveitamento de fibras de coco que gera a diminuição da quantidade do lixo sólido [27].

As fibras de coco são retiradas do subproduto do coco verde, ou seja, de sua casca e constituem, aproximadamente, 25 % da noz [25,28]. Como vantagens essa fibra possui a facilidade de produção, baixa densidade e alta disponibilidade, além de ser atóxica, biodegradável, de baixo custo e resistente, já sendo empregada comercialmente na fabricação de vários materiais, desde assento de automóveis a sacolas descartáveis [3,10,29]. Entre suas características, tem-se que suas fibras não são frágeis se comparadas com as fibras de vidro, e também são passíveis de modificações químicas, representando uma interessante matéria-prima para a formação de compósitos poliméricos [10,28].

Em 2010, o Instituto Nacional de Tecnologia (INT/MCT), em parceria com o Centro Universitário Estadual da Zona Oeste (Uezo), ligado à Secretaria de Ciência e Tecnologia do Estado do Rio de Janeiro, desenvolveu um tipo de material composto de fibra de coco e plásticos reciclados, como o polietileno e polipropileno. Esses elementos foram prensados, formando uma chapa que pôde ser aproveitada para a confecção de caixas, painéis e artesanato [3].

- Desenvolvimento

A matriz polimérica nos compósitos polímero-fibra celulósica é responsável pela distribuição da tensão aplicada ao compósito e sua seleção é limitada em grande parte pela temperatura necessária ao processamento, pois as fibras lignocelulósicas são degradadas em elevadas temperaturas. A temperatura de degradação da celulose é baixa, em torno de 200 °C, o que torna inviável a inclusão dessas fibras em polímeros cuja temperatura de processamento seja superior. Dentre os polímeros possíveis como matriz deste compósito está o polipropileno (PP), que possui temperatura de fusão de 165°C [10,30].

O PP faz parte da família das poliolefinas e, através de polimerização, é sintetizado. Por ser fabricado em grande escala, possuir um valor agregado baixo e apresentar larga aplicação é considerado um polímero “commodity”. Também tem demonstrado uma crescente utilização na indústria automobilística em razão de suas diversas características como baixa densidade, alta rigidez, propriedades mecânicas adequadas, alta resistência química e à solventes, baixo custo, disponibilidade e facilidade de moldagem [31-35].

Um aspecto importante para o resultado final do compósito é a adesão entre a matriz e a fibra vegetal, pois esta sendo hidrofílica é quimicamente incompatível com a matriz polimérica que é hidrofóbica [22,36,37]. Portanto, a dificuldade central na incorporação de fibras de coco em PP é essa diferença química entre as fases, pois as fibras são polares enquanto o PP é apolar, o que proporciona ao sistema uma adesão inadequada entre os componentes, com alta tensão superficial, o que pode comprometer as propriedades finais do compósito [30,38].

Para promover essa adesão na interface têm sido empregados métodos fazendo-se o uso de agentes compatibilizantes. Como, por exemplo, através do tratamento químico superficial das fibras com a utilização de solventes e, posteriores tratamentos térmicos, que modificam a superfície para torná-la mais irregular o que melhora a adesão. Ou com a simples adição de agentes de acoplamento à matriz polimérica, facilitando o processo de fabricação dos compósitos [30][39-43].

Além da utilização do agente compatibilizante, é preciso efetuar um processo de mistura adequado e controlar o tamanho das fibras. Os agentes compatibilizantes mais comumente utilizados são o polipropileno graftizado com anidrido maléico (PP-g-MA) e a lignina [18][41-43]. O uso de agentes compatibilizantes é fundamental para a obtenção de resistências à tração e flexão maiores àquelas observadas nos polímeros puros. Porém, mesmo nos compósitos sem compatibilização, obtém-se um aumento de rigidez, proporcional ao módulo elástico [30].

- Teor de Fibra

No geral, a inclusão de cargas rígidas a matrizes de polímeros tende a produzir materiais mais rígidos e menos resistentes, e a adição de fibras curtas de coco a matriz de PP mostra esse tipo de resposta, com aumento do módulo elástico. Esse aumento é mais considerável nos materiais processados com temperatura mais alta, onde se constata um aumento de 36% no módulo do compósito não compatibilizado em comparação ao polímero puro [44]. Em relação às propriedades de resistência à tração e alongamento na ruptura, a presença de fibras de coco causa reduções e tal desempenho é justificado pela falta de adesão entre a fibra e a matriz polimérica. Já o módulo elástico é aumentado em razão à menor mobilidade da matriz com a adição das fibras. O agente compatibilizante quando inserido age na interface diminuindo as tensões superficiais e aumentando a adesão que leva ao aumento da resistência à tração [30].

Em um estudo sobre o efeito do teor de fibra no módulo de flexão dos compósitos, utilizando 10, 20 e 30% em volume de fibra de coco verde, observou-se que com a inclusão da fibra, há uma diminuição no módulo de flexão em relação ao PP puro, seguido de um ligeiro aumento, à proporção que o teor de fibra é acrescido, independente da temperatura. Ao se aumentar a concentração de fibra, as tensões ficam mais distribuídas, e o compósito passa a ter maior resistência. Em concentrações baixas, as fibras não são suficientes para propiciar