Plant fiber reinforced polymeric composites for engineering applications: a review

Abstract

Objetivo: Cientistas buscam materiais não convencionais para alcançar metas sustentáveis e reduzir o consumo de recursos não renováveis. Esta revisão tem como foco os materiais compósitos poliméricos, com propriedades aprimoradas e de baixo custo, sintetizados a partir de fibras vegetais e seus potenciais campos de aplicações. Referencial Teórico: As fibras naturais, globalmente acessíveis, desempenham papel crucial ao aprimorar as propriedades térmicas e mecânicas quando incorporadas aos polímeros. Com notável rigidez-densidade, resistência e leveza, as fibras destacam-se como materiais compósitos promissores, de baixo custo para aplicações em diversas áreas da engenharia. A diversidade vegetal da Amazônia faz do Brasil um dos maiores produtores globais de fibras naturais, proporcionando o desenvolvimento de novas tecnologias sustentáveis. Método: Revisão sistemática da literatura abordando potenciais aplicabilidades de materiais poliméricos com fibras vegetais, métodos de extração de fibras, influência dos tratamentos de superfície das fibras e do processamento dos compósitos e propriedades mecânicas de compósitos poliméricos com fibras. Resultados: Os compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais estão emergindo como alternativas sustentáveis aos materiais sintéticos, impulsionados por sua natureza ecológica, fácil disponibilidade, baixo custo e biodegradabilidade. Uma revisão sistemática da literatura revelou que as propriedades mecânicas desses compósitos estão intrinsecamente ligadas a diversos fatores, como orientação e comprimento das fibras, os quais demandam otimização cuidadosa. Além disso, observou-se que tratamentos de superfície, como acetilação química e tratamentos alcalinos, desempenham um papel crucial na melhoria das propriedades dos materiais reforçados com fibras vegetais. Esses processos são responsáveis pela remoção de impurezas presentes nas paredes celulares das fibras, tais como ligninas, ceras e hemicelulose, entre outras. Dado o expressivo potencial brasileiro na produção de fibras naturais, sua aplicação em contextos industriais se mostra promissora, oferecendo uma solução ambientalmente amigável para o gerenciamento de resíduos. Assim, acredita-se que, no futuro, as fibras vegetais ganharão ainda mais destaque, possivelmente substituindo de maneira eficaz as fibras sintéticas amplamente utilizadas no mercado. Implicações da pesquisa: Este trabalho contribui para o desenvolvimento de materiais inovadores, de baixo custo, sustentáveis, capazes de minimizar o consumo de recursos não renováveis e com potenciais de aplicabilidade. Originalidade/valor: Os resultados são promissores para o desenvolvimento de compósitos poliméricos com fibras vegetais, ambientalmente sustentáveis, com largas aplicações na engenharia.