Biodegradabilidade de materiais reforçados com fibra de bananeira (Musa sp.) em matriz polimérica
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v14i12.50321Palavras-chave:
Reforço lignocelulósico, Poliácido lático, Fibras naturais, Ensaio de soterramento, Degradação hidrolítica.Resumo
O presente trabalho tem como objetivo avaliar a biodegradabilidade de biocompósitos de PLA reforçados com fibras de bananeira em diferentes condições, visando incentivar a redução de matéria-prima sintética através da valorização de resíduos agroindustriais. A produção industrial em larga escala tem como um dos principais impactos ambientais a geração de resíduos sintéticos de difícil degradação. Nesse contexto, o desenvolvimento de novos materiais obtidos a partir de matérias-primas de origem natural tem ganhado destaque nas últimas décadas, visando reduzir os efeitos negativos associados aos processos produtivos convencionais e promover práticas mais sustentáveis na indústria. De forma a apresentar um material sustentável e biodegradável, este estudo desenvolveu um compósito polimérico reforçado com fibra de bananeira, um resíduo agroindustrial. A fibra de bananeira, tratada e in natura, foi incorporada em matriz polimérica de PLA nas composições de 5% e 10% por meio do processo de extrusão, obtendo os biocompósitos. O ensaio de biodegradabilidade foi realizado seguindo as normas ASTM 71 D6003 e ASTM G160, em solo orgânico preparado, onde os biocompósitos foram soterrados durante 30, 60 e 90 dias. A análise de degradação foi realizada por avaliação macroscópica e, a perda de massa, por pesagem. O compósito que apresentou a maior taxa de degradação foi o compósito reforçado com 10% de fibra tratada à 1,5h. Os resultados demonstram que a inserção de fibras de bananeira, aumenta a perda de massa no compósito, indicando a influência na aceleração da degradação do compósito em solo controlado.
Referências
American Society for Testing and Materials. (2004). ASTM G160-03: Standard practice for evaluating microbial susceptibility of nonmetallic materials by laboratory soil burial. ASTM International.
Appolloni, T., Centi, G., & Yang, D. (2022). Natural fibers and biopolymers based materials: Environmental impacts and perspectives. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 35, Article 100599. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2022.100599
Borges, P. R. P., Ribeiro, S. A., & Souza, V. F. (2024). Compósitos poliméricos reforçados por fibras naturais: Uma revisão. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, 18(4), 779–798. https://doi.org/10.19146/remp.v18i4.9390
Brito, Y. C., Medeiros, M. K., Sowek, A. B., & Sowek, A. B. (2022). Biodegradação em solo simulado de polietileno de alta densidade verde com farelo de soja. Brazilian Journal of Development, 8(7), 50458–50474. https://doi.org/10.34117/bjdv8n7-117
Canevarolo Júnior, S. V. (2002). Ciência dos polímeros: Um texto didático para tecnólogos e engenheiros. Artliber.
Cano-Vicent, P. (2021). Análisis de la influencia de aditivos y fibras naturales en las propiedades de matrices de PLA obtenidas por FDM [Tese de Doutorado, Universitat Politècnica de València].
Casarin, S. A., Agnelli, J. A. M., Malmonge, S. M., & Rosário, F. (2013). Blendas PHB/copoliésteres biodegradáveis: Biodegradação em solo. Polímeros, 23(1), 115–122. https://doi.org/10.1590/S0104-14282013005000003
da Luz, F. S., Losekann, M. A., dos Santos, A., & Monteiro, S. N. (2019). Hydrothermal treatment of sisal fiber for composite preparation. Journal of Composite Materials, 53(17), 2337–2347. https://doi.org/10.1177/0021998319826384
do Bem, N. A., Reitz Cardoso, F. A., de Souza Paccola, E. A., & Soto Herek Rezende, L. C. (2022). 3D-printed polylactic acid biopolymer and textile fibers: Comparing the degradation process. Revista Brasileira de Ciências Ambientais, 57(2), 302–319. https://doi.org/10.5327/Z2176-94781192
Duarte, E. B., Cardoso, F. A. R., Fornazaro, G., Arantes, E. J., Costas, G. B., Favaro, S. L., & Herek, L. C. S. (2026). Enhancing impact resistance of polylactic acid biocomposites through hydrothermal treatment of banana fiber: A preliminary study. Journal of Materials in Civil Engineering, 38(2), Article 04025529. https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-20860
Ernest, E. M., & Peter, A. C. (2022). Application of selected chemical modification agents on banana fibre for enhanced composite production. Cleaner Materials, 5, Article 100131. https://doi.org/10.1016/j.clema.2022.100131
Farahmand, H. D., et al. (2025). A comprehensive review on the potential and challenges of natural fiber reinforced polymer composites. Journal of Composites Science. https://doi.org/10.1111/jfr3.70037
Gadioli, R., Morais, J. A., Waldman, W. R., & De Paoli, M. A. (2014). The role of lignin in polypropylene composites with semi-bleached cellulose fibers: Mechanical properties and its activity as antioxidant. Polymer Degradation and Stability, 108, 23–34.
Godinho, G. K. S. (2021). Desenvolvimento de embalagem biodegradável à base de PLA e casca de cenoura [Dissertação de Mestrado, Instituto Federal do Rio de Janeiro].
Gowman, J. G., Picard, M. C., Lim, L. T., Misra, M., & Mohanty, A. K. (2019). Review of the effect of natural fibers on the properties of poly(lactic acid) (PLA) and poly(hydroxyalkanoate) (PHA) bioplastics. Polymer Reviews, 59(4), 759–799. https://doi.org/10.1080/15583724.2019.1636294
Hendges, E. M. C., Silva, Q. L., & Bezerra, I. Q. M. (2024). Análise comparativa da influência na resistência à compressão do concreto com adição de fibra do pseudocaule da bananeira em Araguaína, Tocantins. JNT Facit Business and Technology Journal, 2(56), 167–184.
Ilyas, R. A., Sapuan, S. M., Harussani, M. M., Hakimi, M. Y. A. Y., Haziq, M. Z. M., Atikah, M. S. N., ... & Nurazzi, N. M. (2021). Natural fiber-reinforced polylactic acid, polylactic acid blends and their composites for advanced applications. Polymers, 13(20), Article 3607. https://doi.org/10.3390/polym13203607
Kamarudin, S. H., Mohd Basri, M. S., Rayung, M., Abu, F., Ahmad, S., Norizan, M. N., ... & Abdullah, L. C. (2022). A review on natural fiber reinforced polymer composites (NFRPC) for sustainable industrial applications. Polymers, 14(17), Article 3698. https://doi.org/10.3390/polym14173698
Komal, U. K., Lila, M. K., & Singh, I. (2020). PLA/banana fiber based sustainable biocomposites: A manufacturing perspective. Composites Part B: Engineering, 180, Article 107535. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107535
Kumar, V., Chakraborty, P., Janghu, P., Umesh, M., Sarojini, S., Pasrija, R., ... & Sivalingam, A. M. (2023). Potential of banana based cellulose materials for advanced applications: A review on properties and technical challenges. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, 6, Article 100366. https://doi.org/10.1016/j.carpta.2023.100366
Mei, L. H., & Oliveira, N. (2017). Caracterização de um compósito polimérico biodegradável utilizando Poli (ε-caprolactona) e borra de café. Polímeros, 27(Supl.), 99–109. https://doi.org/10.1590/0104-1428.2139
Moura, C. R. (2019). Aplicações e tratamentos da fibra de bambu e similares: Uma revisão. The Journal of Engineering and Exact Sciences, 5(5), 0484–0490. https://doi.org/10.18540/jcecvl5iss5pp0484-0490
Nogueira, T. S., et al. (2023). Desenvolvimento de biofilmes a partir de amido: Uma revisão. Revista Brasileira de Engenharia, 10(2), 45–52.
Pereira, A. S. et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [free ebook]. Santa Maria. Editora da UFSM.
Prem Chand, R., Ravitej, Y. P., Chandrasekhar, K. M., Adarsha, H., Shivamani Kanta, J. V., Veerachari, M., Ravi Kumar, R., & Abhinandan. (2021). Characterization of banana and E-glass fiber reinforced hybrid epoxy composites. Materials Today: Proceedings, 46, 9119–9125. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.05.402
Rajesh, G., Prasad, A. V. R., & Gupta, A. V. S. S. K. S. (2019). Soil degradation characteristics of short sisal/PLA composites. Materials Today: Proceedings, 18(1), 1–7. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.06.270
Rao, H. R., et al. (2021). Influence of fibre loading and surface modification on mechanical and thermal properties of agro-waste sugar palm fibre reinforced polyurethane composites. Polymers, 13(16), Article 2686. https://doi.org/10.3390/polym13162686
Rao, V. V., et al. (2024). A comprehensive review of natural fibers: Bio-based constituents for advancing sustainable materials technology. Journal of Renewable Materials, 13(2), 1–10. https://doi.org/10.32604/jrm.2024.056275
Siakeng, R., Jawaid, M., Ariffin, H., Sapuan, S. M., Asim, M., & Saba, N. (2020). Alkali treated coir/pineapple leaf fibres reinforced PLA hybrid composites: Evaluation of mechanical, morphological, thermal and physical properties. Express Polymer Letters, 14(8), 717–730. https://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2020.59
Subash, M. C., & Muthiah, P. (2021). Eco-friendly degumming of natural fibers for textile applications: A comprehensive review. Cleaner Engineering and Technology, 5, Article 100304. https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100304
Xu, H., Shi, X., Chung, C., Lei, Z., Zhang, W., & Yu, K. (2021). A sustainable manufacturing method of thermoset composites based on covalent adaptable network polymers. Composites Part B: Engineering, 221, Article 109004. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109004
Yadav, V., Singh, S., Chaudhary, N., Garg, M. P., Sharma, S., Kumar, A., Li, C., & Tag Eldin, E. M. (2023). Dry sliding wear characteristics of natural fibre reinforced poly-lactic acid composites for engineering applications: Fabrication, properties and characterizations. Journal of Materials Research and Technology, 23, 1189–1203. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.01.006
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2025 Eduarda Bertoletti Duarte, Felipe Nakamura Bassani, Leonardo Miguel Guzzoni, Dênis Martins de Oliveira, Flávia Aparecida Reitz Cardoso, Luciana Cristina Soto Herek
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
