Desenvolvimento e análise de material compósito a base de penas de frango (fibras de queratina-KF) e matriz de poliéster insaturado

Use of natural fibres as a reinforcement material in the manufacture of composites show a series of advantages: availability, biodegradability, low weight and regeneration in relation to synthetic fibres, thus justifying its utilization. In the present research work, composites were developed with chicken feathers (KF), using unsaturated polyester resin as matrix, for diversified applications, mainly in the furniture/timber industry.At present, in Brazil the chicken feathers are used as part of the animal feed, even though this material possesses low aggregated value. The chicken feathers are hollow, light and resistant. After washing with water at room temperature, a part of the chicken feathers were treated with 2% NaOH. Composites were manufactured using treated and untreated chicken feathers with unsaturated orthothalic polyester resin and 1% peroxide as catalyser, obtained in the commerce. Samples with size 150x25x3 mm for mechanical tests were cut by laser in the composite plate. Mechanical analyses were carried out in the Laboratório de Metais e Ensaios Mecânicos UFRN. All the analyses were in accordance with ASTM standards. SEM analyses were also carried out on the samples.In the analyses of the results obtained, it was observed that the composites made with untreated chicken feathers showed better results (Traction 11.406 MPa and 9.107 MPa Bending 34.947 and 20.918 MPa for samples with and without treatment respectively) compared to the composite with treated feathers. Very low values of the water absorption results, evidenced the impermeability characteristic of the feathers. From the SEM images, the structure, fracture and the fibre/matrix adsorption can be evidenced. In the flammability test, it was observed that despite the feathers having sulfur as a constituent, natural inhibitor of flame, no burning support of the composites, because the manufacturing process of the composite

O uso de fibras naturais como reforço em compósitos apresenta uma série de vantagens: abundância, biodegradabilidade, baixo peso e regenerabilidade em relação às fibras sintéticas, justificando sua utilização. Na presente pesquisa foram desenvolvidos compósitos com penas de frango (KF), utilizando resina de poliéster não-saturado como matriz. Atualmente, no Brasil, as penas de frango são utilizadas como parte de ração animal, porém este produto possui um baixo valor agregado. As penas são um material oco, leve e resistente. Após a lavagem com água em temperatura ambiente uma parte das penas foi tratada com 2% de NaOH. Foram fabricados dois compósitos, um com as penas tratadas e outro sem tratamento, usando o processo de molde fechado por compressão, utilizando a resina de poliéster ortoftálica e 1% de peróxido MEK (peróxido de metil etil cetona) como iniciador, adquiridos no comércio local. As amostras com 150x25x3 mm de tamanho para os ensaios mecânicos foram cortadas a laser na placa do compósito. Os ensaios de tração e flexão em três pontos foram realizados no Laboratório de Metais e Ensaios Mecânicos - UFRN. Todas as análises estavam de acordo com as normas da ASTM. As amostras resultantes dos ensaios mecânicas foram avaliadas no MEV. Com base nas observações dos resultados nos ensaios mecânicos, (Tração 11,2 Mpa e 8,3 Mpa; Flexão 34,9 Mpa e 22,9 MPa para as amostras sem e com tratamento respectivamente) observou-se que os compósitos reforçados com as penas sem tratamento apresentaram um melhor comportamento quando foram expostos a carregamentos tanto de tração quanto de flexão. O ensaio de absorção evidenciou nos valores de absorção de água, uma das características da proteína existente nas penas, a queratina, a sua capaciade de impermiabilização a água. Nas imagens do MEV foi possível verificar a estrutura da pena, as regiões de ruptura do compósito e a adesão fibra/matriz. No ensaio de inflamabilidade, observou-se que apesar das penas terem como constituinte o enxofre, inibidor natural de chama, não houve a sustenção da queima nos compósitos, devido o processo de fabricação do compósito