COMPUESTOS DE POLIPROPILENO REFORZADOS CON FIBRAS DE BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR Y CORONA DE PIÑA

SUGARCANE BAGASSE AND PINEAPPLE CROWN FIBERS REINFORCED POLYPROPYLENE COMPOSITES

Autores/as

  • Alan Frizzo Koltz UCS - UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
  • Matheus Poletto UCS - UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

DOI:

https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2026.v12.n4.%25p

Palabras clave:

Compuestos poliméricos, fibras naturales, materiales lignocelulósicos, propiedades mecánicas, morfologia

Resumen

El uso de materiales compuestos ha ido aumento en diversos sectores industriales, impulsado por uso de fibras naturales. En este estudio, se desarrollaron compuestos polipropileno (PP) reforzados con 20% y 40% masa de fibras de bagazo de caña de azúcar (SB) y corona de piña (PC) en extrusora de doble husillo. Microscopía electrónica de barrido permitió observar morfología de fibras y su dispersión en matriz. Densidad de compuestos no mostró un aumento significativo con 40% masa fibras en comparación con PP. La resistencia a tracción y a flexión aumentaron 20% y 30%, respectivamente, utilizando un contenido de relleno del 20%. Sin embargo, disminuyeron cuando se utilizó un contenido del 40%, posiblemente debido a débil adhesión fibra-matriz. Módulo de flexión aumentó con adición de relleno porque módulo de fibras era mayor que de matriz. Módulo de Young con 40% masa de fibras PC fue 80% superior al PP. El mismo contenido de relleno de fibras de SB produjo aumento del 19% en módulo Young. Resistencia al impacto disminuyó en comparación con PP. El aumento de propiedades mecánicas de compuestos con uso de fibras, sin un incremento significativo de densidad, indica potencial de estos residuos lignocelulósicos como refuerzo en materiales compuestos poliméricos.

Biografía del autor/a

  • Alan Frizzo Koltz, UCS - UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

    Engenheiro Mecânico.

    ORCID: https://orcid.org/0009-0007-2218-812X

  • Matheus Poletto, UCS - UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

    Doutor em Engenharia PPGEM-UFRGS. Mestre em Engenharia e Ciência dos Materiais pela Universidade de Caxias do Sul (UCS). Graduado em Engenharia Química pela UCS. Atua como professor no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos e Tecnologias (PGEPROTEC-UCS). O professor tem experiência no desenvolvimento de compósitos utilizando resíduos de madeira e celulose, materiais poliméricos oriundos da coleta seletiva, caracterização de resíduos de celulose de diferentes espécies e modificação superficial de resíduos de celulose para uso em compósitos. Também desenvolve pesquisas sobre cinética de degradação e desenvolvimento de materiais anti-chama. Desenvolve nanocompósitos poliméricos com óxido de grafeno utilizando agentes de acoplamento de fontes renováveis. O professor também desenvolve projetos sobre propelentes de minifoguetes.

    LATTES: http://lattes.cnpq.br/8723847225411507

    ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2317-2713

Referencias

Bonelli CMC, Elzubair A, Suarez JCM, Mano EB. Comportamento térmico, mecânico e morfológico de compostos de polietileno de alta densidade reciclado com fibra de piaçava. Polímeros. Outubro de 2005;15(4):256–60. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S0104-14282005000400009

Dhamodharan S, Gopalarama Subramaniyan G. Influence of resin composition on mechanical properties of eco-friendly jute-mesquite gum and POP composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2026;45(7-8):1781-1798. https://doi.org/10.1177/07316844251337335

De Oliveira Taipina, M., Ferrarezi, M.M.F., do Carmo Gonc¸ alves, M., 2012. Morphological evolution of curauá fibers under acid hydrolysis. Cellulose 19, 1199–1207. https://doi.org/10.1007/s10570-012-9715-3

Huda, M.S., Drzal, L.T., Mohanty, A.K., Misra, M., 2008. Effect of chemical modifications of the pineapple leaf fiber surfaces on the interfacial and mechanical properties of laminated biocomposites. Composite Interfaces 15, 169–191. https://doi.org/10.1163/156855408783810920

Hussain A, Podgursky V, Goljandin D, Antonov M. Industrial approach to circularity of polymer composites: Processing, characterization, mechanical testing, and wear regression. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2024;43(7-8):456-472. doi:10.1177/07316844231164563

Jobim, Silvie Janis Mossate; Nejeliski, Danieli Maehler; Duarte, Lauren da Cunha. Mix Sustentável, Florianópolis, v. 11, n. 4, p. 220-235, 2026. DOI: https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2025.v11.n4220-235.

Lijó, L. et al. The environmental effect of substituting energy crops for food waste as feedstock for biogas production. Energy, [s. l.], v. 137, p. 1130–1143, 2017. Disponível em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544217307041>

Luz SM da, Gonçalves AR, Del'Arco Jr AP. Microestrutura e propriedades mecânicas de compostos de polipropileno reforçados com celulose de bagaço e palha de cana. Matéria. 2006;11(2):101–10. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S1517-70762006000200004

Madgule M, Deshmukh P, Perveen K, Qamar MO, Razak A, Wodajo AW. Experimental investigation on mechanical properties of novel polymer hybrid composite with reinforcement of banana fiber and sugarcane bagasse powder. Advances in Mechanical Engineering. 2023;15(10). https://doi.org/10.1177/16878132231203810

Ornaghi JR., Zattera, A.J., Amico, S.C. Dynamic mechanical properties and correlation with dynamic fragility of sisal reinforced composites, Polymer Composites, v. 36, pp. 161-166, 2015. https://doi.org/10.1002/pc.22925

Pires EN, Merlini C, Al-Qureshi HA, Salmória GV, Barra GMO. Efeito do tratamento alcalino de fibras de juta no comportamento mecânico de compostos de matriz epóxi. Polímeros. 2012;22(4):339–44. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S0104-14282012005000053

Poletto, M. (2016). Compósitos de fibras de poliestireno celulose: efeito das condições de processamento nas propriedades mecânicas e dinâmicas. Matéria, 21 (3), 552–559. https://doi.org/10.1590/S1517-707620160003.0053

Santos, C.M., Santos, T.F., Nascimento, J.H.O. et al. Natural fibers as a conscious choice for a greener future. Discover Polymers 2, 22 (2025). https://doi.org/10.1007/s44347-025-00037-1

Sanchez EMS, Cavani CS, Leal CV, Sanchez CG. Compósito de resina de poliéster insaturado com bagaço de cana-de-açúcar: influência do tratamento das fibras nas propriedades. Polímeros, 2010Jul;20(3):194–200. Available from: https://doi.org/10.1590/S0104-14282010005000034

Sayam, S. Natural fibers in sustainable materials: extraction technologies, fiber modification, and performance–sustainability relationships. RSC Advances, 2026, 16, 10495. https://doi.org/ 10.1039/d5ra09029f

Sena Neto, Alfredo R., Marco A.M. Araujo, Raiza M.P. Barboza, Alessandra S. Fonseca, Gustavo H.D. Tonoli, Fernanda V.D. Souza, Luiz H.C. Mattoso, Jose M. Marconcini, Comparative study of 12 pineapple leaf fiber varieties for use as mechanical reinforcement in polymer composites, Industrial Crops and Products, 64, 2015, 68-78, ISSN 0926-6690, https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.10.042

Silva, I. C. R.; Beliini, U. L. Piassava as a product with greater added value: perspectives for design. MIX Sustentável, v.11, n.2, p. 189-204. ISSN 2447-3073. DOI: http://dx.doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2025.v11.n2.189-204

Surendra, K. C. et al. Bioconversion of organic wastes into biodiesel and animal feed via insect farming. Renewable Energy, [s. l.], v. 98, p. 197–202, 2016. Disponível em: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148116302063

Usman Jan QM, Habib T, Xi L, Noor S. Sustainable recycling of polypropylene waste: Characterization and statistical analysis of wood husk-PP composite. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2026;45(7-8):1916-1933. https://doi.org/10.1177/07316844251344001

Venancio, Monique; Silva, Joel Dias da. Technical-Environmental feasibility of wood-plastic composites production: a theoretical approach. Mix Sustentável, Florianópolis, v. 11, n. 4, p. 208-219, 2025. DOI: https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2025.v11.n4.208-219.

Wagh JP, Malagi RR, Madgule M. Investigative studies on natural fiber reinforced composites for automotive bumper beam applications. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2025;44(23-24):2524-2534. doi:10.1177/07316844241260764

Wearn YN, Montagna LS, Passador FR. Compósitos de fibra de coco/PEBD: efeito do tratamento superficial das fibras de coco em compósitos verdes. Matéria. 2020;25(1):e–12548. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S1517-707620200001.0873

Publicado

2026-10-28

Cómo citar

COMPUESTOS DE POLIPROPILENO REFORZADOS CON FIBRAS DE BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR Y CORONA DE PIÑA: SUGARCANE BAGASSE AND PINEAPPLE CROWN FIBERS REINFORCED POLYPROPYLENE COMPOSITES. (2026). MIX Sustentável, 12(4), 248-262. https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2026.v12.n4.%p