PRODUÇÃO DA FIBRA, E, ARTIGO DE FIBROCIMENTO”

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção descreve uma fibra de alta tenacidade para reforço de fibrocimento, em que a fibra é um monofilamento blendado compreendendo homopolímero de polipropileno, homopolímero de polietileno tereftalato e um material compatibilizante polimérico poliolefínico.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Materiais compósitos resultam de uma combinação física e/ou química de dois ou mais materiais, cujo objetivo principal é o de se obter, em um mesmo material, propriedades características individuais ou uma sinergia de desempenhos antes não obtidas em cada um, separadamente.

[003] Em compósitos, o material que se encontra em maior teor mássico ou volumétrico é designado de matriz na qual estão dispersos outros materiais, na forma de fibras ou partículas, responsáveis por modificar e conferir novas propriedades ao material final composto pela mistura das fases.

[004] Em sentido amplo, é possível considerar o cimento Portland como um produto cerâmico, resultante da calcinação e sinterização de uma mistura adequada de carbonatos e argilas em temperaturas na ordem de 1500°C. O cimento Portland ordinário é o produto resultante da moagem dos pellets sinterizados (clínquer Portland), juntamente com aditivos para controle da sua solidificação inicial, a partir da qual não têm mais trabalhabilidade.

[005] Os concretos e argamassas produzidos a partir das misturas de cimento Portland, agregados e areias são os materiais compostos de uso mais difundido na indústria da construção civil. São materiais versáteis, de durabilidade elevada e baixo custo. Apesar da elevada resistência mecânica à compressão, são produtos frágeis e quebradiços com baixa resistência à tração e onde a propagação de fissuras acontece de forma muito acelerada. A incorporação de fibras ou reforços tem como objetivo principal modificar o comportamento quebradiço desses materiais para a obtenção de um comportamento mecânico mais dúctil e plástico.

[006] O uso de reforços metálicos na forma de barras contínuas ou telas de reforço é uma prática comum como forma de melhorar o comportamento mecânico em tração de peças e estruturas de concreto, sendo mais conhecidas pela indústria como “concreto armado”. Fibras cortadas metálicas ou poliméricas também podem ser incorporadas à mistura. Estas fibras exibem comprimentos da ordem de centímetros, sendo então denominadas, macrofibras.

[007] O fibrocimento, por sua vez, também é um material compósito composto por uma mistura de cimento Portland, fibras naturais e/ou sintéticas e agregados minerais, além de aditivos de processo. As fibras de reforço específicas para o fibrocimento possuem dimensões, geometrias e características únicas pois precisam atender requisitos que conferem conjuntamente durabilidade, desempenho e processabilidade. São fibras tipicamente cortadas em menores comprimentos (4 mm a 12 mm), diâmetros micrométricos (10-20 mih) e apresentam elevadas resistências à tração (> 500 MPa).

[008] O fibrocimento foi originalmente desenvolvido e patenteado por Ludwig Hatschek, em 1901, a partir de misturas de cimento Portland e fibras de amianto. A tecnologia Hatschek é até hoje uma das mais difundidas e utilizadas na fabricação desses produtos. Esta tecnologia fundamenta-se na filtração de uma loção aquosa consistindo em cimento, fibras de reforço e agregados minerais sobre uma tela metálica rotativa. A fina película depositada sobre a tela rotativa (~0,3mm) é continuamente coletada por um feltro, desaguada por vácuo e acumulada em uma prensa cilíndrica metálica, de grandes dimensões chamada de rolo formador. Assim que a espessura desejada é atingida (usualmente entre 4 e 20 mm), o produto fresco (“lastra verde”) é cortado possuindo plasticidade suficiente para ser conformado em diferentes geometrias.

[009] Após a conformação, os produtos são usualmente mantidos entre moldes metálicos até o endurecimento inicial do cimento. Após a cura inicial, os produtos são removidos dos moldes e empilhados para cura final ao ar livre. Tanto telhas de fibrocimento onduladas como placas cimentícias produzidas por Hatschek seguem esta conhecida rota de produção.

[0010] Diferentemente do processo de cura ao ar, é possível utilizar a tecnologia Hatschek para a produção de produtos autoclavados, onde as etapas de cura e hidratação são aceleradas em autoclaves com maiores pressões e temperaturas (condições comuns: 9-10 bar; 180 °C; 12 horas). Outros processos de fabricação conhecidos como Magnani, Flow-on e Mazza são considerados variantes também do processo Hatschek.

[0011] As fibras de amianto são o reforço fibroso mais comum e conhecido utilizado em produtos de fibrocimento, principalmente por possuir propriedades especiais que as tornam adequadas para reforçar produtos com matrizes de ligantes hidráulicos. Essas fibras conferem reforço mecânico adequado, auxiliam o processo de filtração e de retenção de partículas, além de apresentarem ótima dispersão e compatibilidade com a matriz cimentícia.

[0012] Entretanto, fibras de amianto tomaram-se indesejáveis devido a problemas relacionados à saúde ocupacional e meio-ambiente, portanto seu uso tem sido gradativamente banido em diversos países ao redor do mundo. Sendo assim, significantes esforços tecnológicos vêm sendo feitos de forma a substituí-las.

[0013] Até o momento não foram encontradas fibras naturais ou sintéticas com todas as características e propriedades das fibras de amianto. A resistência a um ambiente altamente alcalino presente em uma solução saturada com hidróxido de cálcio é uma propriedade importante que as fibras devem possuir. E também importante que as fibras possam ser uniformemente dispersas em uma solução aquosa diluída contendo um ligante hidráulico e possivelmente outros aditivos. Boa dispersão das fibras se faz necessária para que não se formem aglomerados, para que a distribuição das fibras seja uniforme no produto final de fibrocimento e para que as fibras não se orientem demasiadamente em uma direção preferencial, o que gera elevada anisotropia de comportamento mecânico nas direções transversal e longitudinal do produto.

[0014] Na literatura já podem ser encontradas inúmeras publicações contendo diversas fibras de reforço naturais ou sintéticas. Fibras de celulose, poliamida, poliéster, poliacrilonitrila, poliolefinas e polivinil-álcool, entre outras, foram testadas e investigadas para uso como reforço em produtos de fibrocimento. Similarmente, trabalhos com fibras de vidro, aço, aramida e carbono também são conhecidos, mas até o momento nenhuma destas conseguiu desempenhar de forma suficiente suprindo todas as necessidades desta aplicação.

[0015] Por exemplo, fibras de vidro apresentam resistências inicialmente satisfatórias, porém sofrem decomposição química devido ao caráter alcalino da matriz e as propriedades de resistência mecânica caem catastroficamente em pouco tempo. Fibras de carbono são muito frágeis, apresentam baixa adesão e elevado custo; fibras de aço apresentam elevada densidade e sofrem corrosão; fibras de celulose possuem durabilidade insuficiente; fibras de poliacrilonitrila e polivinil-álcool possuem elevado custo e por fim, fibras poliolefínicas convencionais possuem propriedades mecânicas insuficientes, apesar de apresentarem custos atraentes e excelente resistência à alcalinidade da matriz.

[0016] Fibras sintéticas poliolefínicas, como as de polipropileno (PP), são potencialmente utilizadas para a mesma finalidade com custos inferiores e maior disponibilidade, porém até o momento apresentaram alguns inconvenientes como baixa adesão interfacial com a matriz cimentícia, por exemplo. Para contornar este problema, diversos trabalhos com foco na modificação da superfície dessas fibras, foram realizados. Em 1986, Mcalpin e outros publicaram no documento patentário US 4.861.812 o uso de uma fibra poliolefínica contendo um agente modificador produto da reação de uma mistura de alquilamino-alcóxi-silano com uma poliolefina modificada com anidrido maleico para aumentar sua molhabilidade em uma solução com cimento e, assim, sua adesão com a matriz. Em 1992, Yousuke Takai apresentou no documento de patente EP 0 535 373 BI uma fibra de PP extremamente resistente com excelente adesão com a matriz conseguida através de uma resina específica com distribuição de peso molecular estreita e alta estéreo-regularidade e tratamento superficial pós-fabricação com sal alquilfosfato metálico alcalino. Também no mesmo ano, Kazuo Yoshikawa conseguiu essa propriedade de melhor adesão através de depósitos superficiais nas fibras de óxidos e hidróxidos metálicos através de banhos aquosos com sais de elementos metálicos. Peled, Guttman e Bentur também publicaram o estudo“Treatments of polypropylene fibres to optimize their reinforcing efficiency in cement composites”, onde listaram alguns tratamentos químicos e/ou físicos para a melhoria de performance dessas fibras, tais como:

• Indução de uma superfície áspera e porosa (porofication), com tratamentos químicos com ácidos e amónia;

• Tratamento com soluções para melhorar a interação química da superfície do fio com a matriz cimentícia;

• Aplicação de banho ou aplicação de um tratamento superficial com acetato polivinílico para promover a adesão com o cimento;

• Lixamento (“rubbed fibres”) para induzir rugosidade e ancoragem mecânica;

• Crimpagem (“crimped fibres”) também para promover ancoragem mecânica. [0017] Na patente EP 1 044 939 BI publicada em 1999 por Dirk

Vidts e outros, é mostrado um método de tratamento superficial pós- fabricação de fibras de PP para reforço de fibrocimento contendo primeiramente uma etapa de tratamento corona e logo em seguida um tratamento superficial através de um depósito a partir de uma solução aquosa de um polímero orgânico contendo grupos polares, que pode compreender anidrido maleico, ácidro acrílico e metacrílico.

[0018] Em 2000, Aleksander Pyzik e outros encontraram uma solução para a fraca adesão interfacial da fibra de PP com a matriz cimentícia, mostrada no pedido de patente internacional WO 2002/000566 Al. Essa característica foi conseguida através de um fio co-extrudado, ou seja, com um núcleo de PP e uma borda de um polímero com temperatura de fusão menor. Segundo eles, essa borda poderia consistir em polietileno de baixa densidade, copolímero etileno-estireno, polietileno de baixa densidade graftizado com anidrido maleico, copolímero etileno-ácido acrílico ou metacrílico e suas combinações. Tal fibra possui a propriedade de fibrilar nas extremidades quando misturado com partículas inorgânicas. De forma semelhante em 2002, Benoit de Lhoneux e outros publicaram no documento EP 1 362 936 Al uma fibra de PP co-extrudada cuja borda consistia em uma mistura de polipropileno e um elastômero termoplástico (etileno-propileno, estireno- butadieno hidrogenado, estireno-butadieno-estireno, estireno-etileno-butileno- estireno) que poderia ou não ser modificado com grupos polares (anidrido maleico, ácido acrílico, ácido metacrílico).

[0019] Takashi Katayama e outros seguiram um caminho diferente, pensando em melhoria da adesão física da fibra com a matriz cimentícia. Eles publicaram em 2008, no documento EP 2 130 954 Bl, resultados interessantes promovidos por uma fibra de polipropileno de alta tenacidade feita por um processo de fabricação com duas etapas de estiro bem definidas. A resina base de tal fibra exibe comportamento térmico específico, com secções axiais de maiores e menores diâmetros, resultando em protrasões ao longo de seu comprimento. Este fio possui alta capacidade de absorção de água (até 10% em massa, segundo eles) e interage, portanto, satisfatoriamente com matriz cimentícia. Seguindo a mesma linha de estudo, Hiroshi Okaya publicou em 2010 o documento EP 2 455 516 AI onde a adesão interfacial física foi alcançada por uma fibra co-extrudada e posteriormente crimpada de núcleo poliolefínico e uma borda concêntrica de polibuteno-1 ou um polímero com ponto de fusão 120°C mais elevado do que o polímero do núcleo. Josef Kaufmann e outros publicaram resultados de uma fibra poliolefínica co- extrudada bi-componente onde os componentes internos e externos são formados por diferentes resinas, porém de origem poliolefínica, mais especificamente polipropileno e polietileno. O documento US 2012/0146254 AI mostra os ganhos promovidos por sua fibra, cuja geometria também é diferenciada apresentando impressões superficiais de forma a promover uma melhor adesão com a matriz cimentícia.

[0020] Desta forma, é possível concluir que mesmo com alguns resultados satisfatórios encontrados na literatura e indústria, ainda existem diversas dificuldades operacionais para o uso de diferentes processos de fabricação com etapas mais complexas e morosas, além de diferentes tratamentos superficiais e compostos para tais tratamentos, o que geram custos elevados e, portanto, impeditivos para esse tipo de aplicação e produto.

[0021] Na Brasilit, a produção de fios de PP de alta tenacidade como substituto do amianto e mudança de tecnologia para fabricação de produtos CRFS (cimento reforçado com fio sintético) começou em 2003, na sua unidade de Jacareí/SP. A produção tem se mantido ininterrupta deste então e a tecnologia cada vez mais consolidada. O caráter único dos fios de PP de ultra- alta tenacidade e a expertise industrial adquirida para sua produção em Jacareí/SP justificaram o depósito do pedido de patente BR 102014004917-7 em 2014 pela Saint-Gobain Brasilit. Tal documento trata da produção de um “monofilamento de polipropileno de ultra-alta tenacidade para reforço de fibrocimento”, cujas fibras apresentam resistência mecânica à tração superiores a lOOOMPa obtida através da combinação de propriedades específicas de resina e um processo produtivo otimizado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0022] A presente invenção descreve uma fibra para reforço de fibrocimento, em que a fibra é um monofilamento blendado compreendendo homopolímero de polipropileno, homopolímero de polietileno tereftalato e um material compatibilizante polimérico poliolefínico. Além disso, é revelado um processo para produção dessas fibras, bem como artigos de fibrocimento empregando os monofilamentos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0023] A Figura 1 apresenta uma imagem de microscopia eletrónica do filamento produzido com PP puro.

[0024] A Figura 2a apresenta imagem de microscopia eletrónica do filamento da presente invenção produzido com PP e PET.

[0025] A Figura 2b apresenta uma outra imagem de microscopia eletrónica do filamento da presente invenção produzido com PP e PET.

[0026] A Figura 3 apresenta uma sequência de imagens de microscopia eletrónica que mostra o aumento de compatibilidade do PET com a matriz de PP de acordo com o aumento do teor de adição do material compatibilizante.

[0027] A Figura 4 apresenta um gráfico dos resultados de resistência mecânica utilizando diferentes concentrações de fibras.

[0028] A Figura 5 apresenta um gráfico dos resultados de resistência mecânica utilizando diferentes concentrações de fibras, além de diferentes comprimentos.

[0029] A Figura 6 apresenta um gráfico dos resultados de durabilidade em água quente de artigos de fibrocimento utilizando fibras da anterioridade e da presente invenção.

[0030] A Figura 7 apresenta um gráfico dos resultados de resistência à flexão de artigos de fibrocimento utilizando fibras da anterioridade e da presente invenção, em diferentes concentrações e comprimentos.

[0031] A Figura 8a apresenta uma imagem de microscopia eletrónica do monofilamento da presente invenção imerso na matriz cimentícia após envelhecimento acelerado com evidência nos sítios de ancoragem com a matriz cimentícia.

[0032] A Figura 8b apresenta uma imagem de microscopia eletrónica do filamento produzido com PP puro imerso na matriz cimentícia após envelhecimento acelerado com evidência na pouca adesão superficial com a matriz cimentícia.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0033] A presente invenção refere-se a uma fibra de monofilamento de polipropileno (PP) blendado com polietileno tereftalato (PET) utilizada para reforço de materiais de fibrocimento.

[0034] O monofilamento aqui descrito e reivindicado forma interfaces fortes com matrizes cimentícias, possibilitando, assim, a utilização de fibras de menor comprimento, gerando um número maior de fibras individuais com a mesma adição mássica, resultando, consequentemente, em um desempenho mecânico superior dos produtos de fibrocimento.

[0035] O PET proporciona um caráter hidrofílico à fibra e, consequentemente, melhoria de adesão química à matriz cimentícia. Ainda, a mistura imperfeita do PP com o PET produz a microrrugosidade superficial na fibra e, consequentemente, melhoria de sua adesão física.

[0036] Para efeito de comparação da rugosidade formada na fibra da presente invenção e na superfície de uma fibra de PP puro, foram feitas imagens de microscopia eletrónica de varredura destes filamentos. A Figura 1 apresenta uma imagem de microscopia eletrónica de um filamento de PP puro com diâmetro de 14 micrômetros, em que é possível verificar que a fibra é lisa. Já na Figura 2a e Figura 2b, são apresentadas imagens de microscopia eletrónica de PP blendado com PET onde se percebe que o monofilamento apresenta microrrugosidades, facilitando a adesão física com a matriz cimentícia.

[0037] Além disso, é possível perceber a existência de sítios promotores de ancoragem na superfície do monofilamento blendado inventivo que colaboram com a precipitação do cimento e, portanto, aumentam sua aderência com a matriz cimentícia. Isto pode ser evidenciado a partir da imagem de microscopia eletrónica do monofilamento da presente invenção demonstrado na Figura 8a. Em claro contraste, a Figura 8b mostra a falta de adesão superficial da fibra de PP puro convencional com a matriz cimentícia.

[0038] Uma vez que o PP e o PET são quimicamente imiscíveis, é necessário acrescentar um material compatibilizante na mistura. O material compatibilizante da presente invenção é um polímero poliolefínico enxertado com um grupo polar e cujas cadeias longas se ligam com o homopolímero de PP puro da matriz da fibra através de emaranhamento físico.

[0039] O material compatibilizante da presente invenção pode ser selecionado do grupo consistindo de polipropileno enxertado com anidrido maleico (PP-g-MAH), polipropileno enxertado com metacrilato glicidil (PP- g-GA), polipropileno enxertado com ácido acrílico (PP-g-AA), etileno enxertado com metacrilato glicidil (E-g-GA) e um terpolímero de etileno, éster acrílico e anidrido maleico.

[0040] Preferencialmente, o material compatibilizante é p PP-g-MAH com 1 % de anidrido maleico, em peso.

[0041] O grupo polar do material compatibilizante (MAH, AA ou

GA) que está enxertado (ligado por ligação química primária à cadeia principal) no PP, se liga através de uma reação química promovida na extrusão reativa durante a etapa de fiagem das fibras de monofilamentos com o grupo polar do PET, neste caso, o tereftalato. A Figura 3 ilustra uma imagem de microscopia eletrónica de varredura obtida com a superfície de fratura criogênica dos compósitos PP/PET, em que se pode verificar o efeito das adições crescentes do material compatibilizante sobre a distribuição e redução dos diâmetros das esferas de PET (situação de maior compatibilidade).

[0042] A adição de PET às fibras permite que estas sejam estiradas em taxas maiores, tomando o fio mais fino. Assim, a fibra de monofilamento resultante pode possuir um diâmetro entre 10 e 15 pm, preferencialmente um diâmetro entre 12 e 14 pm. Além disso, este monofilamento blendado apresenta alta tenacidade, com valor superior a 850 MPa. Assim, ganhos importantes na eficiência e taxa de estiro das fibras são obtidos devido à menor incidência de rupturas durante sua produção, o que gera, por sua vez, ganhos em produtividade e eficiência industrial.

[0043] O PP utilizado no processo de acordo com a presente invenção possui índice de fluidez entre 18 e 25 g/10 min.

[0044] O processo de produção das fibras ocorre em duas etapas distintas. A primeira, chamada de fiação, consiste de uma extmsão simples onde o homopolímero de polipropileno, o homopolímero de polietileno tereftalato e o material compatibilizante polimérico são fundidos, misturados e fiados em bobinas. A extmsão dos materiais ocorre em temperaturas variando entre 220°C e 280°C, preferencialmente entre 250° e 270°C. Nessa primeira etapa, são produzidas bobinas de fios mais espessos.

[0045] Após a primeira etapa de fiação, as bobinas são posicionadas em carrinhos e estiradas (o estiro ocorre preferencialmente por meio do método de cold-drawing, por ser um processo com temperaturas abaixo da temperatura de fusão dos materiais) em tomo de 6 a 10 vezes o comprimento inicial dos fios, diminuindo, assim, o seu diâmetro. Preferencialmente, a taxa de estiro (dada pela diferença de velocidade dos rolos entre o início e o fim do processo) do monofilamento da presente invenção é superior a 7 vezes, mais preferencialmente se situa entre 7 e 8 vezes. Nessa segunda etapa, quando se trabalha, por exemplo, com fios feitos de PP puro, o limite de taxa de estiramento se encontra próximo de 6 vezes. A adição de PET proporciona estirar as bobinas em taxas maiores. A capacidade alta de estiro é uma grande vantagem, pois possibilita a fabricação de fios mais finos, o que é muito benéfico para o desempenho destes no reforço do fibrocimento. Fios mais finos geram uma maior área de contato superficial com mesma adição mássica, consequentemente aumentando a adesão à matriz cimentícia.

[0046] O PET é adicionado em proporções entre 5 e 30% em peso, preferencialmente entre 5 e 15% em peso. Mesmo em pequenas dosagens de PET (entre 5 e 10% em peso), é possível verificar ganhos importantes na estiragem da fibra em si e em sua adesão interfacial com a matriz cimentícia.

[0047] Assim, de uma forma geral, a fibra de monofilamento da presente invenção apresenta uma participação de PP e adições secundárias de PET e compatibilizante, em proporções de 65% a 94% de PP, 5% a 30% de PET e 1% a 5% de compatibilizante.

[0048] Adicionalmente, o processo pode compreender uma aplicação de óleo de encimagem sobre os fios de modo a diminuir dificuldades intrínsecas da fabricação de fios sintéticos (presença de cargas estáticas, por exemplo) e melhorar sua dispersão em meio aquoso com as matérias-primas durante o processo de fabricação dos produtos de fibrocimento.

[0049] Preferencialmente, o óleo de encimagem compreende uma mistura de compostos de éster de polietileno glicol de ácido graxo e compostos de éster de ácido fosfórico com base em óleo natural em uma proporção mínima de 8:2 e máxima de 9: 1.

[0050] Com este processo, os filamentos podem ser extrudados em inúmeras geometrias diferentes, como, por exemplo, com secção circular, secções ovais, trilobais, na forma de X, ou Y ou outra geometria alternativa. [0051] A partir do monofilamento da presente invenção, é possível produzir diversos artigos de fibrocimento como, por exemplo, telhas onduladas, placas para fechamentos externos ou internos, divisórias ou forros. O monofilamento de PP blendado com PET está presente nestes artigos em uma faixa entre 1,0% a 2,0% em peso.

[0052] Preferencialmente, o artigo produzido compreende entre 1,3% a 1,8% em peso da fibra de monofilamento.

[0053] Além disso, o artigo aqui reivindicado compreende fibras de comprimento entre 4 e 12 mm, mais especificamente entre 6 e 10 mm.

TESTES COMPARATIVOS

[0054] A partir de testes realizados com a fibra preparada de acordo com a presente invenção e, comparando com a fibra do estado da técnica (formada por PP puro), é possível verificar que o monofilamento de PP blendado com PET de comprimento de 8 a 10 mm, preferencialmente de 9 mm, fornece desempenho igual ou superior quanto à resistência mecânica, resistência de flexão e durabilidade em comparação com a fibra de PP puro com comprimento de 10 mm.

Exemplo 1

[0055] Inicialmente, foram realizados testes em telhas para análise de sua resistência mecânica. Para o teste, foram utilizadas telhas curadas ao ar por 14 e 28 dias compreendendo fibra de PP puro e fibras de PP blendado com PET, todas com o mesmo comprimento de 10 mm.

[0056] A Tabela 1 apresenta os monofilamentos utilizados no

Exemplo 1.

[0057] A Figura 4 apresenta os resultados do teste. Com base no gráfico, é possível verificar que o monofilamento da presente invenção (testes 2, 3 e 4) obtém desempenho similar ou superior frente ao teste 1 (PP puro). Ou seja, é possível concluir que mesmo com uma quantidade menor de fibra, o desempenho mecânico das telhas testadas foi superior com o monofilamento de PP blendado com PET, indicando uma melhoria surpreendente da presente invenção.

Exemplo 2

[0058] Ainda, foi realizado um segundo experimento para análise da resistência mecânica, em que foi alterado o comprimento do monofilamento da presente invenção, conforme apresentado na Tabela 2.

Tabela 2: Composição das fibras utilizadas no Exemplo 2

[0059] A partir do Gráfico da Figura 5, percebe-se que, com exceção do teste 4, o monofilamento de PP blendado com PET apresenta maior resistência mecânica mesmo tendo comprimento menor do que a fibra de PP puro. Assim, verifica-se que, com o monofilamento da presente invenção, é possível produzir uma telha com maior resistência mecânica com menor quantidade de fibra e com fibras de menor comprimento, o que seria totalmente inesperado, comprovando a inventividade do monofilamento de PP blendado com PET.

Exemplo 3

[0060] Foi realizado um experimento para análise do envelhecimento/durabilidade em água quente do artigo de fibrocimento produzido com monofilamento de PP puro e com monofilamento de PP blendado com PET, como pode ser visto na Figura 6. [0061] O teste foi realizado com relação à carga de raptura relativa final/inicial em período de tempo inicial e após 56 dias de envelhecimento.

[0062] A Tabela 3 apresenta a composição das fibras utilizadas no artigo de fibrocimento.

Tabela 3: Composição das fibras utilizadas no Exemplo 3

[0063] A partir da Figura 6, conclui-se que o artigo de fibrocimento produzido com o monofilamento de PP/PET apresenta resultado similar de durabilidade em condições severas (56 dias em água quente à temperatura de 60°C) com o artigo de fibrocimento compreendendo fibra de PP, diferindo totalmente do que a literatura constatava até então sobre o péssimo comportamento de durabilidade em matrizes alcalinas com fibras de PET e de poliésteres, conferindo novamente mais um aspecto do caráter inventivo do monofilamento de PP blendado com PET. O PET presente na fibra blendada é protegido fisicamente pelo PP e quimicamente por estar compatibilizado no material como um todo.

Exemplo 4

[0064] Foi realizado um teste de resistência à flexão 3 pontos média

(medições em MPa) em chapas planas de fibrocimento, para efeito de comparação do monofilamento de PP blendado com PET com um fibra 100% de PP.

[0065] A Tabela 4 apresenta as composições das fibras compreendidas nas chapas planas utilizadas no teste.

Tabela 4: Composição das fibras utilizadas no Exemplo 4 2

[0066] A partir dos resultados do teste de resistência à flexão 3 pontos média, foi plotado o gráfico da Figura 7. É possível observar que as fibras de PP puro apresentam desempenho similar às do PP blendado com PET, apesar da fibra inventiva estar em menor concentração e possuir menor comprimento. Além disso, o resultado da fibra do monofilamento é superior ao exigido pela norma NBR 15498.

Exemplo 5

Tabela 5: Dados produção fibras PP puro e dois tipos de PP Blendado com PET

[0059] A tabela 5 traz dados de produção encontrados na fabricação dos fios em questão. Nela, é possível observar as diferenças de geometria e propriedades provocadas pela adição do PET ao PP com incremento proporcional do material compatibilizante de PP-g-MAH. A adição de PET aumenta a densidade final dos fios, o que facilita sua mistura e dispersão na mistura de preparo para fabricação dos artigos de fibrocimento. A densidade da fibra de acordo com a presente invenção é superior a 0,9 g/cc, preferencialmente entre 0,91 e 1,0 g/cc, mais preferencialmente entre 0,92 e 1,0 g/cc. A possibilidade de aumento de taxa de estiro diminui seu título e, consequentemente, seu diâmetro e taxa de elongação, o que promove aumento do número de fios com a mesma adição mássica, fortalecendo o compósito de fibrocimento. A resistência à tração é levemente afetada, porém o desempenho de reforço dos fios é maior devido à mais eficiente ancoragem fio/matriz cimentícia promovida pelos sítios reativos de PET e sua maior rugosidade superficial.

[0060] Em vista dos exemplos mostrados acima, é possível comprovar que a fibra de monofilamento de PP blendado com PET, utilizando um material compatibilizante polimérico de cadeia longa compreendendo um grupo polar, preferencialmente o polipropileno enxertado com anidrido maleico, apresenta vantagens inesperadas, como aumento das propriedades de resistência mecânica e resistência à flexão de artigos de fibrocimento utilizando uma menor concentração de fibras, além de possuírem menor comprimento.

[0067] A descrição que se fez até aqui do objeto da presente invenção deve ser considerada apenas como uma possível ou possíveis concretizações, e quaisquer características particulares nelas introduzidas devem ser entendidas apenas como algo que foi escrito para facilitar a compreensão. Desta forma, não podem de forma alguma ser consideradas como limitantes da invenção, a qual está limitada ao escopo das reivindicações que seguem.