Influência da incorporação de reforços fibrosos naturais no processo de termoformação

Abstract

A exigência da sociedade, por um planeta mais sustentável, levou com que as industrias automóveis procurassem soluções para os seus produtos de forma a torná-los mais “verdes”, ou seja, com menos derivados do petróleo, mais leve e de reciclagem fácil e biodegradável no seu fim de vida. Desta procura por materiais inovadores e amigos do ambiente, surgirem os compósitos de matriz termoplásticos com reforço de fibras naturais vegetais, levando com que a indústria automóvel demonstrasse interesse na aplicação destes para revestimento de peças do interior automóvel, produzidos pelo processo de termoformação. Sendo este um processo ainda pouco desenvolvido e não otimizado, pretendeu-se com esta dissertação reunir informação sobre qual a influência da utilização de fibras naturais vegetais (FNV) neste processo. Assim sendo, obteve-se através do processo de extrusão de folha/chapa, folhas compósitas variando na sua formulação o tipo de fibras (sisal e coco), comprimento (1000 e 500 μm) e quantidade (2 a 15 (w/w) %). As amostras processadas, foram caracterizadas segundo duas vertentes, uma onde se caracterizou as propriedades mecânicas, físicas e térmicas das folhas e também se procedeu à observação das mesmas à lupa e ao microscópio. E outra onde se pretendeu avaliar a termoformabilidade dos filmes produzidos, onde as amostras foram submetidas a ensaios de deformação por peso próprio, descrevendo os fenómenos que surgem durante o aquecimento da folha, e deformação por vácuo em molde fêmea, de modo a avaliar a sua capacidade de reproduzir os contornos do molde. A principal conclusão retirada na caracterização efetuada, foi que, apesar das fibras naturais agirem na matriz das folhas como uma descontinuidade da matéria, diminuindo as propriedades mecânica da mesma, estas apresentam capacidade para serem termoformadas desde que o produto final não apresente deformações máximas superiores a 150%.

The need for a more sustainable planet has lead the automotive industry to find new solutions for their products in order to make them eco-friendlier, depending less of oil derivatives, lighter, easier to recycle and biodegradable at the end of its life cycle. In this context, natural fiber thermoplastic composites appeared, which have shown interest of application in automotive industry for interior parts coatings automotive, produced by thermoforming processes. As this process is not still developed and optimized, it was intended with this thesis to collect information about the influence of FNV in this process. Thus, the composite sheets were produced from the extrusion process, testing different natural fibers (sisal and coir), lengths (1000 and 500 μm) and amounts of fiber (2-15 w/w %). The samples obtained were characterized by different methodologies, determining mechanical, physical, thermal and morphological properties. On the other hand, sheets were submitted to thermoforming process, measuring the deformation for own weight and their own thermoforming capacity. The main conclusion of this characterization was that, despite natural fibers are acting as a material discontinuity in the sheets matrix, decreasing their mechanical properties, it was possible to reach deformation rates until 150% in the thermoforming process.