ASSOCIAÇÃO DA ESPONJA FIBROSA DE Luffa cylindrica, FIBRA DE VIDRO E RESINA POLIÉSTER NA PRODUÇÃO DE COMPÓSITOS SUSTENTÁVEIS
Fibras lignocelulósicas, Compósitos Sustentáveis, Propriedades Físicomecânicas, Estabilidade térmica, Variação de camadas.
O uso de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos tem se destacado como alternativa sustentável aos materiais convencionais, devido à redução do uso de fibras sintéticas e ao aproveitamento de recursos renováveis. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo avaliar o uso da esponja fibrosa vegetal (Luffa cylindrica), coletada na Microrregião da Chapada do Apodi-RN, como reforço sustentável em compósitos poliméricos de matriz poliéster, bem como analisar sua viabilidade técnica em sistemas naturais e híbridos com fibras sintéticas de vidro (tipo E). No capítulo I, realizou-se a caracterização física, mecânica, térmica e química das matérias-primas. A esponja vegetal fibrosa apresentou baixa densidade (0,97 g.cm˗3), área superficial (1,18 m².g˗1) e maior resistência à tração no sentido longitudinal (0,36 MPa), além de estabilidade térmica de até 180 °C. No capítulo II, foram produzidos compósitos poliméricos reforçados exclusivamente com fibras da esponja vegetal, avaliando-se diferentes configurações de camadas levando em consideração os sentidos longitudinal e transversal. Observou-se redução da densidade aparente em todos os compósitos, com valor mínimo de 1,03 g.cm˗3 para a configuração (90º/0º/90º). A orientação das camadas não influenciou significativamente o desempenho mecânico dos compósitos na resistência à tração. No entanto, influenciou o aumento do módulo de elasticidade em flexão (774,8 MPa) do compósito (0º/90º/0º). No capítulo III, foram desenvolvidos compósitos híbridos combinando fibras naturais da esponja fibrosa vegetal e fibras sintéticas de vidro (tipo E). A hibridização promoveu a redução da densidade dos compósitos, com valor mínimo de 1,12 g.cm˗3. Os melhores resultados mecânicos foram observados para a configuração com a esponja posicionada na camada central (FV/90º/FV), que apresentou elevada resistência à flexão (91,8 MPa), módulo de elasticidade (3704,9 MPa) e dureza Rockwell R (104,7 HHR), com desempenho comparável ao do compósito totalmente sintético. No capítulo IV, as análises térmicas, químicas e de durabilidade indicaram que a matriz de resina poliéster determina a estabilidade térmica dos compósitos, fixando a temperatura máxima segura de trabalho em aproximadamente 200 °C. Os materiais apresentaram estrutura predominantemente amorfa e mesoporosa, além de boa resistência ao envelhecimento por radiação ultravioleta e ciclos de umidade, sem ocorrência de fissuras ou degradações perceptíveis visualmente. De modo geral, os resultados demonstram que a esponja fibrosa vegetal (Luffa cylindrica) apresenta elevado potencial para aplicação como reforço em compósitos poliméricos naturais e híbridos, possibilitando a obtenção de materiais mais leves, sustentáveis e com propriedades adequadas para aplicações não estruturais na engenharia.