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Publicação
Characterization and development of Kahili Ginger Fiber as a reinforcement in a PLA composite
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Orientador(es)
Resumo(s)
The growing interest in natural fibers (NF), especially plant fibers (PF), is driven by their potential as reinforcements in natural fiber reinforced polymers (NFRP) and the increasing
demand for sustainable material alternatives. This study focuses on the characterization of kahili ginger (KG) fibers and the effect of surface chemical treatments on improving their properties. It also explores the development of PLA/KG composites through two different manufacturing methods: conventional injection molding and the innovative 3D printing technique, Fused Deposition Modeling (FDM). The research examines the effects of various fiber treatments and fiber concentrations within the PLA matrix, with results indicating that 3D printing of specimens with 15% or higher fiber content was not feasible due to significant variability in filament diameter. Although the incorporation of KG fibers resulted in decreased water absorption and density properties in both production methods, it significantly improved the compressive and flexural properties of the additive manufactured composites.
O crescente interesse pelas fibras naturais (FN), especialmente as fibras vegetais (FV), deve-se ao seu potencial como reforço em polímeros reforçados com fibras naturais (PRFN) e à crescente procura por alternativas sustentáveis na produção de materiais. Este estudo foca-se na caracterização das fibras de conteira (KG) e no efeito dos tratamentos químicos de superfície na melhoria das suas propriedades. Explora ainda o desenvolvimento de compósitos PLA/KG através de dois métodos de fabrico distintos: a injeção em moldes convencional e a técnica inovadora de impressão 3D, Fused Deposition Modeling (FDM). A pesquisa examina os efeitos de diversos tratamentos químicos e concentrações de fibra na matriz PLA, com os resultados a indicar que a impressão 3D de provetes com 15% ou mais de conteúdo de fibra não foi viável devido à significativa variabilidade no diâmetro do filamento. Embora a incorporação das fibras de KG tenha resultado numa diminuição das propriedades, como a absorção de água e densidade em ambos os métodos de produção, verificou-se uma melhoria significativa nas propriedades à compressão e flexão dos compósitos produzidos por fabrico aditivo.
O crescente interesse pelas fibras naturais (FN), especialmente as fibras vegetais (FV), deve-se ao seu potencial como reforço em polímeros reforçados com fibras naturais (PRFN) e à crescente procura por alternativas sustentáveis na produção de materiais. Este estudo foca-se na caracterização das fibras de conteira (KG) e no efeito dos tratamentos químicos de superfície na melhoria das suas propriedades. Explora ainda o desenvolvimento de compósitos PLA/KG através de dois métodos de fabrico distintos: a injeção em moldes convencional e a técnica inovadora de impressão 3D, Fused Deposition Modeling (FDM). A pesquisa examina os efeitos de diversos tratamentos químicos e concentrações de fibra na matriz PLA, com os resultados a indicar que a impressão 3D de provetes com 15% ou mais de conteúdo de fibra não foi viável devido à significativa variabilidade no diâmetro do filamento. Embora a incorporação das fibras de KG tenha resultado numa diminuição das propriedades, como a absorção de água e densidade em ambos os métodos de produção, verificou-se uma melhoria significativa nas propriedades à compressão e flexão dos compósitos produzidos por fabrico aditivo.
Descrição
Palavras-chave
Injection Molding Fused Deposition Modeling Fiber Surface Chemical Treatment Injeção em moldes Tratamento Químico de Superfície em Fibras