Consórcio explora uso de cânhamo e linho em compósitos estruturais

Stephen Moore | 15 de julho de 2022

O projeto DuroBast, financiado pelo governo alemão, concentra-se no uso de fibras liberianas para a produção de componentes estruturais compósitos. O projeto visa desenvolver compósitos termoplásticos termoformáveis ​​empregando fibras liberianas renováveis ​​como reforços para diversas aplicações em equipamentos automotivos e esportivos. O trabalho inicial de pesquisa concentrou-se em componentes compostos, como foles de ônibus, consoles centrais e pranchas de snowboard.

Plantas nativas, como linho, cânhamo e urtiga, têm sido usadas para a produção de fibras há séculos. Suas fibras são caracterizadas por uma série de propriedades e são adequadas para a fabricação de uma variedade de produtos. Além de roupas, essas fibras foram historicamente utilizadas para aplicações técnicas como sacos, velas, cordas e redes. Hoje, seu potencial de construção leve torna as fibras liberianas uma alternativa de material interessante no desenvolvimento de carros com baixo consumo de combustível e soluções eletromóveis. Outra vantagem do linho e do cânhamo é a baixa tendência a lascar, um atributo positivo principalmente em acidentes de trânsito.

Sob a liderança do Instituto Fraunhofer para Durabilidade Estrutural e Confiabilidade de Sistemas, a LBF, um consórcio de pesquisa interdisciplinar com 11 parceiros da ciência e da indústria, está trabalhando no desenvolvimento de materiais inovadores de base biológica. Os membros do consórcio estão a unir os seus conhecimentos em todas as áreas da cadeia de valor e pretendem transferir os resultados do projeto para aplicações concretas, como interiores automóveis (painéis de portas), equipamentos desportivos (snowboards) e transportes públicos (foles de autocarros) num futuro próximo. .

Os parceiros do projeto são Dräxlmaier GmbH & Co. KG, Gustav Gerster GmbH & Co. KG, Instituto de Tecnologia Têxtil RWTH Aachen, Instituto Leibniz de Materiais Compostos GmbH, nova-Instituto de Inovação Política e Ecológica GmbH, Rhenoflex GmbH, silbaerg GmbH, Wagenfelder Spinnereien GmbH e a Cátedra de Engenharia de Teste de Materiais (WPT) da TU Dortmund University.

Devido à sua alta absorção de umidade, as fibras liberianas têm sido usadas apenas de forma limitada em plásticos e aplicações duráveis. Portanto, um dos objetivos de inovação do projeto DuroBast é reduzir a absorção de umidade das fibras por meio de modificação e depois processá-las em fios, não-tecidos e tecidos. Para tanto, as fibras passarão por um pré-tratamento. Especificamente, as cavidades das fibras e os espaços interfibras serão preenchidos com um termoplástico que impede a absorção de água mesmo em áreas danificadas e bordas cortadas dos compósitos. Com esse objetivo em mente, a equipe está examinando e comparando as propriedades de várias fibras liberianas, diferentes processos e o modo de ação de diferentes agentes hidrofóbicos.

Para alcançar combinações de materiais 100% de base biológica a longo prazo, a equipa de investigação também se esforça para utilizar uma matriz polimérica de base biológica. O processo deverá subsequentemente permitir uma ligação melhorada da matriz ao componente de fibra natural. Aqui, os fios, não-tecidos e tecidos obtidos a partir das fibras devem atender aos requisitos das aplicações finais pretendidas. Identificar o comprimento ideal da fibra, denier, pureza e resistência; método de fiação; e o grau de torra da fibra estão se mostrando um desafio neste contexto. Todos os componentes selecionados também devem cumprir os critérios-alvo de processabilidade, eficiência económica, disponibilidade e sustentabilidade.

Além do linho, as investigações iniciais confirmaram as vantagens da planta do cânhamo. Suas exigências climáticas permitem o cultivo na Alemanha e, assim, oferecem segurança de abastecimento em tempos de situação logística global incerta. O preço do cânhamo também é favorável em relação às fibras de linho, e a planta inteira pode ser utilizada em aplicações médicas e alimentícias, como sementes de cânhamo. O cânhamo também é ambientalmente vantajoso devido à sua capacidade de concentrar grandes quantidades de CO2 durante o cultivo. Nos plásticos reforçados com fibras, o cânhamo pode reduzir a proporção de componentes plásticos fósseis, substituindo-os por alternativas renováveis.