UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO-OESTE SETOR DE CINCIAS AGRRIAS E AMBIENTAIS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL

UTILIZAO DE ADESIVOS ALTERNATIVOS NA PRODUO DE

PAINIS AGLOMERADOS

THIAGO SOUZA DA ROSA

IRATI

2013

THIAGO SOUZA DA ROSA

UTILIZAO DE ADESIVOS ALTERNATIVOS NA PRODUO DE

PAINIS AGLOMERADOS

Monografia apresentada ao curso de Engenharia

Florestal como pr-requisito para obteno de

ttulo de Bacharel em Engenharia Florestal, Setor

de Cincias Agrrias e Ambientais, Universidade

Estadual do Centro Oeste UNICENTRO

Campus Irati.

Orientador: Prof. Dr. verton Hillig

IRATI

2013

THIAGO SOUZA DA ROSA

UTILIZAO DE ADESIVOS ALTERNATIVOS NA PRODUO DE PAINIS

AGLOMERADOS

Trabalho de Concluso de Curso aprovado como requisito parcial para obteno do grau de

Bacharel em Engenharia Florestal da Universidade Estadual do Centro-Oeste UNICENTRO

Campus de Irati, pela comisso formada pelos professores:

Orientador: Prof. Dr. verton Hillig

Departamento de Engenharia Florestal, UNICENTRO

Prof. Dr. Andrea Nogueira Dias

Departamento de Engenheiro Florestal, UNICENTRO

Prof. Dr. Gabriel de Magalhes Miranda

Departamento de Engenharia Florestal, UNICENTRO

Irati, 19 de Junho de 2013

iii

Aprender a nica coisa de que a mente nunca

se cansa, nunca tem medo e nunca se

arrepende.

Leonardo da Vinci

AGRADECIMENTOS

Agradeo primeiramente a Deus, por ter colocado a graa do estudo em minha vida e

que com sua beno sempre me ajudou a vencer todas as dificuldades, as quais enfrentei

durante estes 5 anos. Palavras do grande filsofo Aristteles: Nenhum obstculo grande

demais quando confiamos em Deus.

minha me Ilda Souza da Rosa, pela grande dedicao que sempre teve a mim e que

nunca mediu esforos em me ajudar para que eu conseguisse atingir meus objetivos.

Ao meu pai Valdi Machado da Rosa e minha irm Edna Letcia da Rosa do Vale, por

acreditarem na minha escolha e me apoiarem durante essa trajetria.

Ao meu cunhado Pedro do Vale e meu sobrinho Joo Pedro do Vale, por me

acompanharem durante toda essa fase da minha vida.

Ao meu grande amigo Carlos Roberto Sierakowski que est conosco desde 2008 e que

tem me ajudado a aprender, olhar e seguir sempre em frente.

minha namorada Lorena Cristina Menon, meu porto seguro, pela sua pacincia e por

sempre estar ao meu lado quando mais precisei, trazendo-me alegrias e me mostrando o que

a verdadeira felicidade.

A todos os colegas de turma, que desde 2009 permanecemos juntos nessa jornada,

compartilhando experincias e conhecimentos, e nos ajudando no que era preciso.

A todos os amigos que fiz, pela parceria, momentos de alegria e descontrao.

A todos os funcionrios da UNICENTRO pelas funes administrativas realizadas.

A todos os professores do Departamento de Engenharia Florestal da UNICENTRO e

de outros departamentos, que transmitiram com dedicao, parte de seus conhecimentos e

experincias, contribuindo para a minha formao.

s empresas Repinho Reflorestadora Madeiras e Compensados na pessoa do Sr.

Leopoldo K. Saldanha, TANAC S/A e LignoTech Brasil, pelo apoio.

Aos professores Gabriel de Magalhes Miranda e Andrea Nogueira Dias, por

contriburem para a melhoria deste trabalho.

Em especial ao meu orientador, Prof. verton Hillig, pelos conselhos e ensinamentos,

assim como pela pacincia, confiana, amizade e dedicao, contribuindo para que eu pudesse

aproveitar ao mximo todas as oportunidades oferecidas pelo curso.

De uma maneira geral agradeo a todos aqueles que, direta ou indiretamente,

contriburam de alguma forma para a minha formao e pela realizao deste trabalho.

SUMRIO

LISTA DE FIGURAS .............................................................................................................. vii

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................ viii

RESUMO .................................................................................................................................. ix

1 INTRODUO E JUSTIFICATIVA ................................................................................. 1

2 REVISO DE LITERATURA ........................................................................................... 3

2.1 Qualidade dos Painis .................................................................................................. 3

2.2 Adesivos ou Resinas para Painis Aglomerados ......................................................... 4

2.2.1 Uria-formaldedo (UF) ........................................................................................ 5

2.2.2 Tanino-formaldedo (TF) ...................................................................................... 6

2.2.3 Lignosulfonatos .................................................................................................... 8

2.3 Mistura de Adesivos .................................................................................................. 10

2.4 Aditivos ...................................................................................................................... 10

2.5 Parmetros tcnicos de produo ............................................................................... 11

2.5.1 Taxa de compresso............................................................................................ 11

2.5.2 Densidade dos painis ........................................................................................ 11

2.5.3 Umidade do colcho de partculas ...................................................................... 12

2.5.4 Prensagem ........................................................................................................... 12

3 MATERIAL E MTODOS .............................................................................................. 14

3.1 Matria-prima ............................................................................................................ 14

3.2 Fabricao dos painis ............................................................................................... 14

3.2.1 Clculos dos materiais ........................................................................................ 14

3.2.2 Processo de produo dos painis ...................................................................... 16

3.3 Confeco dos corpos-de-prova ................................................................................. 20

3.4 Testes Fsico-Mecnicos ............................................................................................ 21

3.4.1 Densidade e Teor de Umidade ........................................................................... 21

3.4.2 Absoro dgua e Inchamento em espessura .................................................... 22

3.4.3 Flexo esttica .................................................................................................... 24

3.4.4 Ligao interna (trao perpendicular superfcie) ........................................... 25

3.4.5 Arrancamento de parafusos ................................................................................ 25

3.5 Modelo Experimental e Anlise Estatstica ............................................................... 26

4 RESULTADOS E DISCUSSES .................................................................................... 28

4.1 Propriedades fsicas dos painis ................................................................................ 28

4.1.1 Densidade e Teor de Umidade ........................................................................... 28

4.1.2 Estabilidade Dimensional ................................................................................... 29

4.2 Propriedades mecnicas dos painis .......................................................................... 31

4.3 Correlao entre as propriedades fisico-mecnicas dos painis ................................ 34

4.4 Anlise de regresso linear ........................................................................................ 36

4.4.1 MOR e MOE ...................................................................................................... 36

4.4.2 Ligao Interna e Arrancamento de Parafuso..................................................... 36

4.4.3 Absoro dgua e Inchamento em Espessura ................................................... 37

5 CONCLUSES ................................................................................................................. 39

6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................................. 40

vii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Modelo da estrutura qumica da uria. ...................................................................... 5

Figura 2 Modelo da estrutura de um tanino condensado. ......................................................... 7

Figura 3 Estrutura qumica da lignina. .................................................................................... 9

Figura 4 Estrutura qumica do lignosulfonato. ........................................................................ 9

Figura 5 Planilhas com os clculos dos materiais utilizados para a produo dos painis. .. 15

Figura 6 Secagem das partculas de madeira em estufa com ventilao forada de ar. ........ 16

Figura 7 Tambor misturador (a), compressor ar (b) e pistola aplicadora (c) utilizados. .... 17

Figura 8 Caixa formadora utilizada sem tampa (a) e com a tampa (b). ................................ 18

Figura 9 Prensa hidrulica MH Equipamentos. ..................................................................... 19

Figura 10 Painis armazenados em cmara climatizada. ...................................................... 19

Figura 11 Croqui da distribuio dos corpo-de-prova no painel. .......................................... 20

Figura 12 Mquina de ensaios mecnicos EMIC DL 30000. ................................................ 21

Figura 13 Relgio comparador utilizado para obteno das espessuras. .............................. 23

Figura 14 Corpo-de-prova antes (1) e depois (2) da realizao do teste de absoro dgua

e inchamento em espessura. ..................................................................................................... 23

Figura 15 Corpos-de-prova utilizados e ensaio de flexo esttica. ....................................... 24

Figura 16 Corpos-de-prova utilizados e ensaio de trao perpendicular superfcie. .......... 25

Figura 17 Corpos-de-prova utilizados (a), ensaios de arrancamento de parafusos

perpendicular (b) e paralelo superfcie (c). ............................................................................ 26

Figura 18 Valores de MOE observados e estimados em funo do MOR. ........................... 36

Figura 19 Valores de arrancamento de parafusos paralelo superfcie observados e

estimados em funo da ligao interna. .................................................................................. 37

Figura 20 Valores de inchamento em espessura em duas horas observados e estimados em

funo da absoro dgua em duas horas. .............................................................................. 38

Figura 21 Valores de inchamento em espessura em 24 horas observados e estimados em

funo da absoro dgua em 24 horas. .................................................................................. 38

viii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Caractersticas dos adesivos utilizados no estudo. ................................................. 14

Tabela 2 Modelo experimental, valores de umidade do colcho e tempo de prensagem

utilizados para produo dos painis. ....................................................................................... 27

Tabela 3 Valores mdios de densidade aparente, densidade bsica ao TUe e teor de umidade

para cada tratamento. ................................................................................................................ 28

Tabela 4 Valores mdios de estabilidade dimensional para cada tratamento........................ 29

Tabela 5 Equaes estimadas para as propriedades de estabilidade dimensional dos painis.

.................................................................................................................................................. 30

Tabela 6 Valores mdios das propriedades mecnicas obtidos para cada tratamento........... 31

Tabela 7 Equaes obtidas para propriedades mecnicas dos painis. ................................. 32

Tabela 8 Correlaes de Pearson entre as propriedades fsico-mecnicas analisadas. ......... 35

ix

RESUMO

Na produo de painis de madeira aglomerada, os adesivos so os materiais que se

tem o maior controle, podendo-se utilizar o tipo e a quantidade necessria de acordo com a

finalidade dos painis. Atualmente, por questes ambientais, aumentou o interesse pela

substituio ou alterao dos adesivos derivados do petrleo por adesivos provenientes de

matria-prima vegetal. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade da utilizao do

lignosulfonato de amnio como adesivo, juntamente com os adesivos tanino-formaldedo e

uria-formaldedo, puros ou misturados, na produo de painis aglomerados. O modelo

experimental foi constitudo de sete tratamentos, analisados em um planejamento em rede

centroide simplex para mistura de 3 componentes. Os painis confeccionados com uria-formaldedo e tanino-formaldedo apresentaram estabilidade dimensional semelhante, porm,

superior aos painis produzidos com lignosulfonato. Houve interao entre os adesivos de

uria e lignosulfonato, e de lignosulfonato e tanino, cujos painis apresentaram melhor

estabilidade dimensional. Os adesivos de uria-formaldedo e tanino-formaldedo

proporcionaram aos painis melhor resistncia mecnica do que aqueles com a presena de

lignosulfonato de amnio. Em misturas com os outros adesivos houve uma tendncia de

melhora das propriedades fsico-mecnicas dos painis do que quando produzidos com

lignosulfonato puro. Houve correlaes significativas entre MOE e MOR, Ligao Interna e

Arrancamento de Parafusos, e Inchamento em espessura e Absoro dgua. Concluiu-se que foi possvel a produo de painis aglomerados com os adesivos alternativos utilizados,

porm, na condio deste estudo o adesivo de lignosulfonato de amnio apresentou menores

valores mdios de propriedades fsico-mecnicas.

Palavras-chave: pinus, lignosulfonato, tanino

1

1 INTRODUO E JUSTIFICATIVA

Os painis de madeira aglomerada so produtos fabricados com pequenos fragmentos

de madeira, aglutinados com adesivos sintticos ou outro aglomerante, sendo o conjunto

termo-prensado por tempo suficiente para que ocorra a plasticizao da lignina e a cura do

adesivo (OLIVEIRA et al., 2010).

Os primeiros projetos utilizando aglomerado so datados de 1941 na Alemanha, mas

com a Segunda Guerra Mundial houve a paralizao da produo e a reduo da

disponibilidade das resinas derivadas do petrleo. Aps a Segunda Guerra, houve a retomada

da produo na Europa, onde buscou-se o aproveitamento de resduos industriais e madeiras

excedentes de serraria e laminadoras, expandindo-se para os Estados Unidos e vindo a ser

fabricado no Brasil apenas em 1966 pela Placas do Paran S.A., instalada na cidade de

Curitiba-PR.

Atualmente, o painel aglomerado uma das principais matrias-primas para a

fabricao de mveis no Brasil, tendo 95% de sua produo destinada ao setor moveleiro

brasileiro em 2011 e com um aumento previsto de sua produo de 10 milhes de m em 2011

para 10,9 milhes de m em 2014 (ABIPA, 2013).

De acordo com Colli et al. (2007), os painis de madeira aglomerada surgiram no

intuito de compensar as variaes dimensionais da madeira serrada, alm de diminuir o seu

peso e custo, e ainda, manter as propriedades isolantes, trmicas e acsticas. Devido sua

estabilidade, estes painis permitem que sejam cortados em qualquer direo, obtendo o seu

mximo aproveitamento, alm de serem utilizados em grande escala na indstria de mveis,

construo civil, embalagens, entre outros. Os mesmos autores comentam que quando

comparados aos demais produtos base de madeira, os painis aglomerados vm

apresentando as maiores taxas de crescimento de produo, devido grande variedade de

produtos disponveis e flexibilidade na aplicao para diversas finalidades.

Campos et al. (2004) comentam que a produo de painis de madeira de grande

importncia para a economia brasileira, pois possibilita gerao de divisas e empregos.

Entretanto, para que haja desenvolvimento, necessrio o investimento em tecnologias

destinadas melhoria na qualidade de produo de painis derivados de madeira.

A matria-prima utilizada para a fabricao de aglomerados divide-se em fontes de

fibras, adesivos e aditivos, sendo que sobre os adesivos e aditivos se tem o maior controle,

utilizando o tipo e a quantidade adequada, de acordo com finalidade dos painis (HILLIG et

al., 2004).

2

A resina mais utilizada como adesivo pelas indstrias de painis aglomerados a

uria-formaldedo. De acordo com Albuquerque et al. (2005), este adesivo tem vantagem em

relao ao seu custo quando comparado com outros adesivos, entretanto, apresenta baixa

resistncia umidade, sendo classificado como de uso interior.

A matria-prima desse adesivo vem de produtos derivados do petrleo, tornando o seu

custo alto em relao ao custo total dos painis. Alm disso, o petrleo um material

esgotvel e seu uso vem contribuindo para o aquecimento global. Assim, torna-se importante

que se desenvolvam pesquisas, para que se torne vivel a alterao ou substituio desses

adesivos por outros que sejam derivados de matria-prima vegetal e que permitam a produo

de painis com menor custo e de boa qualidade.

O tanino um polifenol obtido de diversas fontes renovveis e se apresenta como um

material com potencial para a substituio das resinas sintticas na fabricao de painis de

madeira aglomerada e compensados. Os taninos so encontrados em maior quantidade na

casca de Accia Negra (Acacia mearnsii) e Pinus radiata, e tambm na madeira do cerne de

Quebracho (Schinopsis sp.). Estes taninos possuem grande poder de ligao, quando

condensados com o formaldedo, a um certo pH, tornando-se desse modo, uma resina

(TOSTES et al., 2004). Atualmente, podem ser encontrados adesivos de tanino-formaldedo

em escala comercial, porm, estes no vm sendo utilizados na indstria de painis

aglomerados.

A lignina o composto mais abundante nas plantas, depois da celulose, e um

subproduto obtido da indstria de celulose e papel. Os lignosulfonatos so obtidos pela

sulfonao das ligninas provenientes do licor negro obtido no processo de polpao (sulfito ou

Kraft) da madeira para a obteno da celulose (OLIVEIRA, 2010).

Segundo Vsquez et al. (1997) apud Martnez et al. (2009), o uso do lignosulfonato

como substituto parcial do fenol na produo de resinas fenlicas tem diferentes aplicaes,

tais como, fabricao de painis aglomerados, lonas de freio, painis compensados, entre

outras. Atualmente, desenvolvem-se diversas pesquisas visando a otimizao do uso de

lignosulfonatos com resina fenlica, como por exemplo, a porcentagem tima de substituio

do fenol por lignosulfonatos.

Por outro lado, j existem produtos comerciais base de lignosulfonatos, sendo que o

lignosulfonato de amnio um produto que apresenta certas caractersticas adesivas.

De acordo com o catlogo do fabricante de lignosulfonato de amnio, Melbar (2002),

alm de seu elemento principal, este produto contm em sua composio 22% de acares

redutores, oferecendo ao produto propriedades dispersantes e um poder adesivo, podendo

3

tambm ser utilizado na maioria das aplicaes que requerem um agente aglomerante

essencialmente orgnico, com baixo teor de cinzas aps a queima. Alm disso, os

lignosulfonatos possuem grande compatibilidade com uria, fenol e formaldedo, sendo

possvel fazer composies diversas, por meio de reaes de condensao, visando obter

resinas, uria-formaldedo e fenol-formaldedo.

Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a viabilidade de

utilizao do lignosulfonato de amnio na forma de adesivo, juntamente com os adesivos de

tanino-formaldedo e uria-formaldedo, puros e em misturas, na produo de painis de

madeira aglomerada.

Os objetivos especficos foram:

a) Produzir painis aglomerados com adesivos base de uria, tanino e

lignosulfonato de amnio, puros ou misturados.

b) Determinar as propriedades fsico-mecnicas dos painis produzidos.

c) Verificar a influncia da proporo de cada adesivo nas propriedades dos

painis.

2 REVISO DE LITERATURA

2.1 Qualidade dos Painis

A qualidade final dos painis aglomerados depende de muitos fatores de produo,

dentre eles, como por exemplo, a densidade da madeira utilizada. Os painis produzidos com

espcies que apresentam baixa densidade, geralmente, oferecem maior resistncia flexo e

trao, alm de um melhor mdulo de elasticidade e ligao interna, quando comparados a

painis obtidos de espcies com alta densidade, para painis de mesma densidade. Assim, a

escolha do tipo de madeira depende do uso final do produto ou vice-versa (HILLIG, 2002).

Outro fator importante o tipo de adesivo a ser utilizado, pois tambm afeta as propriedades

dos painis devido, qualidade de adeso que cada um oferece. Moslemi (1974) e Maloney,

(1993) citado por Carneiro et al. (2004) ressaltam que a qualidade da adeso, que afeta as

propriedades dos painis, determinada por vrios fatores, mas principalmente pelo tipo e

quantidade do adesivo.

De acordo com Iwakiri et al. (2005b), para a manufatura de um painel aglomerado

deve-se primeiramente reduzir a madeira em partculas, posteriormente estas partculas so

impregnadas com resina sinttica e arranjadas de maneira consistente e uniforme, formando

4

um colcho. Pela ao controlada da temperatura, presso e umidade, esse colcho adquire a

forma definitiva e estvel que denomina-se aglomerado. O painel de aglomerado pode ser

pintado ou revestido com diversos materiais, dentre eles os papis impregnados com resinas

melamnicas, papis envernizveis e lminas ou folhas de madeira natural.

2.2 Adesivos ou Resinas para Painis Aglomerados

Segundo Mano e Mendes (2004) apud Anjos (2010), o termo resina foi inicialmente

aplicado a exsudaes de plantas, que se apresentam sob forma de gotas slidas ou como

lquidos muito viscosos, possuindo cor amarelada ou transparentes, encontradas no tronco de

rvores como o pinheiro, o cajueiro, a mangueira, etc. Estes materiais so solveis e fusveis,

de peso molecular intermedirio a alto, que amolecem gradualmente por aquecimento e so

insolveis em gua, porm solveis em alguns solventes orgnicos. Por assimilao, esse

termo tambm empregado para designar polmeros sintticos, que quando aquecidos,

amolecem e apresentam o mesmo tipo de comportamento.

Os adesivos utilizados pelas indstrias de painis de madeira so predominantemente

sintticos, devido s suas caractersticas que promovem uma manipulao mais simplificada e

de fcil obteno, alm das propriedades desejveis para cada emprego (GURGEL, 2008).

Dentre os adesivos sintticos, os utilizados para colagem de painis aglomerados so

os termoendurecedores ou termorrgidos, que de acordo com Albuquerque et al. (2005),

quando sob aquecimento, apresentam modificaes qumicas e fsicas irreversveis, tornando-

se rgidos e insolveis, por meio de reaes de policondensao.

Ao contrrio dos termoplsticos, as resinas termorrgidas exibem boa resistncia ao

deslizamento e exposio em condies ambientais severas, tais como calor, frio, radiao,

umidade e atmosfera qumica, e ainda, fornecem as bases de muitos adesivos estruturais para

aplicaes pesadas (PEREIRA, 2007).

Segundo Iwakiri et al. (2005a) os principais adesivos sintticos utilizados na produo

de painis aglomerados so:

Uria-formaldedo: Utilizada na produo de aglomerados que se destinam ao uso

interno. Tem-se preferncia pelas urias devido ao seu baixo custo, facilidade de

manuseio, cura rpida e so incolores, no conferindo cor desfavorvel superfcie do

painel;

Fenol-formaldedo: utilizado em menor escala e destinado, sobretudo, produo

de painis estruturais que requerem alta resistncia umidade, tais como OSB e

waferboard;

5

Melamina-formaldedo: Em funo do alto custo, esta pode ser utilizada como

fortificante, em mistura com a uria-formaldedo, na proporo de 10 a 40%. A

combinao melamina-uria-formaldedo confere aos painis uma maior resistncia

gua.

O adesivo tanino-formaldedo, apesar de j utilizado como adesivo em alguns pases

como frica do Sul, Argentina e Chile, e j comprovado seu potencial para substituio de

algumas resinas derivadas do petrleo, ainda no utilizado nas indstrias brasileiras de

painis aglomerados, devido sua alta viscosidade e maior tempo necessrio para prensagem

do que os adesivos convencionais. Este adesivo ainda alvo de diversas pesquisas em

laboratrio para tornar vivel a sua utilizao na fabricao de painis aglomerados no Brasil.

2.2.1 Uria-formaldedo (UF)

De acordo com Lessmann (2008), em 1828 Whler sintetizou uria a partir do cianato

de amnio (NH4OCN), composto reconhecidamente inorgnico, quebrando a barreira

conceitual que existia entre a qumica inorgnica e a qumica da matria viva. Na Figura 1,

pode-se visualizar a estrutura qumica da uria.

Figura 1 Modelo da estrutura qumica da uria.

Adesivos produzidos a partir da resina UF entraram no mercado no incio dos anos 30.

Usando diferentes tipos e quantidades de catalisador, estes adesivos podem ser curados tanto

por prensagem a quente, como em temperatura ambiente. Eles so compatveis com diversos

extensores de baixo custo ou enchimentos, permitindo assim a variao em qualidade e custo.

A uria, quando exposta a condies de umidade e calor, em ambientes quentes e midos,

leva deteriorao e eventual falha de suas ligaes adesivas. Por outro lado, esta resina

possui colorao clara, portanto forma uma junta estrutural bastante discreta (SELBO, 1975).

Segundo o mesmo autor, resinas de uria so geralmente comercializadas na forma

lquida, onde a utilizao em larga escala e distncias de logstica no so grandes. Os

adesivos podem ser encontrados com diferentes teores de slidos, variando de 40 a 70 %. So

6

comercializados tambm em forma de p, estando disponvel com ou sem catalisador

incorporado. Os adesivos de uria so preparados para serem aplicados por meio de

pulverizao, onde diluda em gua ou gua e catalisador, se este for fornecido

separadamente. Geralmente, adesivos base de uria fornecidos em forma de p e catalisador

separado, possuem maior vida til do que resinas de ureia lquida ou os tipos em p com

catalisadores incorporados.

Os adesivos de UF tm vrios aspectos positivos fortes: custo baixo, no-inflamvel,

taxa de cura rpida e cor clara. Do lado negativo, no so resistentes gua e comeam seu

processo de cura mesmo temperatura ambiente. Esses adesivos so a maior classe de resinas

e aminocidos, e so predominantes para a produo de aglomerados de uso interior

(FRIHART, 2005).

Albuquerque et al. (2005) explica que a uria produzida comercialmente pela reao

de dixido de carbono e amnia, numa faixa de temperatura entre 135 a 200C e presso de 70

a 130 atm. O formaldedo obtido pela oxidao do metanol, preparado comercialmente a

partir de monxido de carbono e hidrognio, ou de petrleo.

Entre tantos motivos da resina UF ser o adesivo mais utilizado na fabricao de

painis de madeira aglomerada e de painis de MDF, Lessmann (2008) cita os principais,

como:

- possui baixo custo, devido ao custo inferior das suas matrias-primas uria e formol;

- tem como veculo a gua, favorecendo o seu uso na indstria madeireira;

- sua velocidade de cura alta, em comparao a outras resinas;

- pouco desenvolvimento de cor, em relao a outras resinas;

- resistncia ao fogo, pela presena de nitrognio.

2.2.2 Tanino-formaldedo (TF)

Uma matria-prima alternativa para a produo de adesivos com caractersticas

fenlicas so os taninos (PIZZI, 1983 apud Carneiro et al., 2004).

Segundo Hussein et al. (2011), taninos so produtos naturais largamente encontrados

no reino vegetal, alm de serem constitudos de diferentes compostos fenlicos. Estes so

geralmente classificados em dois grupos principais: taninos hidrolisveis e taninos

condensados. Os taninos hidrolisveis so uma mistura de fenis simples e tem tido

aplicaes medicinais. Taninos condensados so os compostos fenlicos polimricos

compreendendo de flavon-3-ol em unidades de repetio, so conhecidos pela sua ampla

7

distribuio em vrias madeiras macias e madeiras duras, e constitui cerca de 90% da

produo mundial total de taninos comerciais. Na Figura 2, pode-se visualizar a estrutura

qumica do tanino.

Figura 2 Modelo da estrutura de um tanino condensado (CARNEIRO et al., 2009).

Alm de reagirem facilmente com o formaldedo, os taninos so substncias

renovveis, cuja extrao pode incorporar valores atividade florestal e minimizar o

problema de descarte das cascas pela indstria madeireira (CARNEIRO et al., 2004).

Porm, segundo Dunky et al. (2002), o uso de taninos no preparo de adesivos para

madeira possuem trs limitaes, em comparao com adesivos sintticos, que so: a sua

elevada viscosidade, a disponibilidade limitada e a inconsistncia, ou seja, fonte de

reatividade. A sua estrutura policclica, que leva rpida velocidade de cura, tambm oferece

s solues de taninos uma alta viscosidade. Utilizando solues mais diludas para reduzir a

viscosidade, ocorre a formao de vapor adicional na prensagem quente da composio.

Ainda, os autores comentam que os taninos existem em concentraes altas o suficiente para

serem comercialmente viveis em algumas espcies, mas no esto disponveis em grandes

quantidades ao ponto de competir com os adesivos sintticos.

De acordo com Carneiro et al. (2009), o interesse pelos adesivos provenientes de

fontes naturais aumentou aps a crise do petrleo, na dcada de 1970. A partir dessa poca,

diversas pesquisas foram e continuam sendo desenvolvidas com o intuito de tornar vivel a

substituio parcial ou total dos adesivos comerciais convencionais.

Os taninos so extrados principalmente da casca de Acacia mearnsii, espcie

cultivada na regio do Rio Grande do Sul. Porm, tambm podem ser obtidos atravs da casca

do Pinus radiata e do cerne de Schinopsis sp. Atualmente, pode-se encontrar taninos em

8

escala comercial, formulados especialmente como adesivos para painis aglomerados e

compensados.

Balaban (2001) apud Gurgel (2008) explica que a qualidade da resina TF avaliada

por meio das determinaes do tempo de formao de gel, viscosidade e valor de pH. O

tempo de formao de gel diretamente influenciado pelo pH, sendo que a reao de

polimerizao do tanino com o formaldedo ocorre necessariamente em uma faixa de pH

cido.

Melo et al. (2010), avaliando as propriedades de painis aglomerados, produzidos com

dois adesivos, concluram que painis produzidos com a resina alternativa base de TF

proporcionaram qualidade superior aos confeccionados com UF, tanto para estabilidade

dimensional como para a resistncia mecnica, apresentando portanto potencialidade em seu

uso.

2.2.3 Lignosulfonatos

Como um componente estrutural das plantas, a lignina um dos produtos renovveis

mais abundantes na natureza, e pode ser dividida em duas classes: guaiacila e guaiacila-

siringila. Nas guaiacilas existem, principalmente, unidades guaiacila, e nas guaiacila-siringila

existem unidades guaiacilas e siringila, em propores aproximadamente iguais, sendo que

ambas as classes possuem propores menores de unidades para-hidroxifenila (FENGEL e

WENEGER, 1989 apud OLIVEIRA, 2010).

Oliveira (2010) comenta que a estrutura e a composio qumica da lignina mostram

uma macromolcula natural complexa, onde considerada amorfa e tridimensional, disposta

aleatoriamente e composta de unidades de fenilpropano.

Por ser insolvel em gua, muitos produtos utilizados base de lignina so

provenientes dos lignosulfonatos, produtos obtidos da sulfonao e fraturao da lignina a

partir de processos como sulfito ou Kraft, o qual adiciona-se grupos sulfonatos sua estrutura,

tornando-a solvel em gua.

Nas Figuras 3 e 4, pode-se visualizar a estrutura qumica da lignina e do

lignosulfonato, respectivamente.

9

Figura 3 Estrutura qumica da lignina (SOARES, 1998 apud LEMES, 2005).

Figura 4 Estrutura qumica do lignosulfonato (FREDEHEIM, 2003 apud LEMES, 2005).

Dependendo do tipo de processo de polpao, lignosulfonatos diversificados podem

ser obtidos, como os de clcio, sdio, magnsio e amnio (RODRGUEZ, 2005 apud

OLIVEIRA, 2010). Assim como a maioria dos polmeros, os lignosulfonatos apresentam

caractersticas ligantes e, atualmente, so utilizados como estabilizante em emulses

asflticas, construo civil, aglutinante na peletizao de rao animal e possuem grande

compatibilidade com resinas sintticas, como a uria-formaldedo e o fenol-formaldedo.

10

2.3 Mistura de Adesivos

Pesquisas envolvendo misturas de adesivos para painis vem crescendo cada vez mais,

j que h a necessidade de modificar ou substituir os adesivos derivados do petrleo por

resinas provenientes de fontes naturais renovveis.

Gonalves et al. (2003) substituram parte do adesivo comercial UF por tanino obtido

da madeira de Mimosa caesalpiniaefolia Benth e os resultados mostraram-se satisfatrios para

aplicao na fabricao de painis de madeira aglomerada.

Os resultados obtidos por Tostes et al. (2004) mostraram que a adio de extrato

tnico da casca de Eucalyptus pellita na resina sinttica UF, em diferentes nveis (10% e

20%), foi adequada para a fabricao de painis de madeira aglomerada.

Gonalves et al. (2008) concluram que a adio de maior porcentagem de tanino ao

adesivo comercial UF permitiu, de forma significativa, que a estabilidade dimensional dos

painis fosse melhorada. Os resultados mostraram que possvel adicionar tanino resina UF

sem com isso, prejudicar as propriedades fsicas e mecnicas dos painis. Tanto para Mdulo

de Ruptura (MOR), Mdulo de Elasticidade (MOE), quanto para a Ligao Interna (LI), os

valores encontrados por estes autores esto dentro da especificao da norma americana CS

236-66 (1968) para painis de partculas e no diferiram estatisticamente daqueles obtidos em

painis de uria-formaldedo.

Gurgel (2008), em seu trabalho, verificou que a substituio parcial da resina UF pelo

tanino extrado da casca de Pinus oocarpa, nas propores at 30%, se apresenta como

alternativa para a produo de adesivo, pois os resultados se mostraram satisfatrios.

2.4 Aditivos

Os aditivos so produtos qumicos aplicados s partculas de madeira juntamente com

o adesivo com o objetivo de melhorar as propriedades dos painis aglomerados, que de acordo

com Iwakiri et al. (2005a), so: os catalisadores e endurecedores, a parafina, retardantes de

fogo e produtos preservantes contra fungos e insetos.

Catalizadores e endurecedores so agentes de cura para o adesivo. Segundo Pereira

(2007), os endurecedores efetuam a cura pela combinao qumica com o ligante e baseiam-se

numa variedade de materiais (monomricos, polimricos, ou compostos mistos). A relao

entre o endurecedor e o ligante determina as propriedades fsicas do adesivo. Assim,

poliamidas combinam com resinas epxi para produzir um adesivo curado. Os catalisadores,

so utilizados como agentes de cura de resinas termorrgidas para reduzir o tempo de cura e

aumentar a ligao cruzada do polmero sinttico. cidos, bases, sais, compostos de enxofre e

11

perxidos so comumente utilizados. Ao contrrio dos endurecedores somente pequenas

quantidades do catalisador so necessrias para efetuar a cura.

De acordo com Iwakiri et al. (2005a), a emulso de parafina aplicada na proporo

de at 1% do peso do slido resinoso, com a finalidade de reduzir a higroscopicidade das

partculas de madeira e melhorar a estabilidade dimensional dos painis.

Os retardantes de fogo so aplicados aps a prensagem em painis que so utilizados

em ambientes de altas temperaturas, porm estes tm o inconveniente de diminuir a

resistncia dos painis aglomerados. Os fungicidas e inseticidas so aplicados em conjunto

estes, na produo dos painis, a fim de aumentar a resistncia destes ao ataque biolgico.

2.5 Parmetros tcnicos de produo

2.5.1 Taxa de compresso

Hillig (2000) explica que a taxa de compresso a razo da densidade do painel pela

densidade da madeira. Assim, dependente destas duas variveis, e por ser uma varivel

abstrata, pouco comentada na literatura. O autor complementa que na indstria existe uma

grande preocupao com a densidade do painel, onde preocupa-se em controlar esse fator no

processo de fabricao, deixando, na maioria das vezes, a taxa de compresso parte.

Conforme o autor, todas as propriedades dos painis so afetadas pela taxa de

compresso, pois taxas de compresso baixas diminuem o contato entre as partculas,

prejudicando a colagem, a resistncia dos painis e a absoro de gua, por permitir maiores

espaos para a sua penetrao. Por outro lado, as altas taxas de compresso necessitam de

maior fora de prensagem, gerando problemas em relao liberao da gua em vapor e

ainda, consumo excessivo de material.

2.5.2 Densidade dos painis

Um dos fatores mais importantes a serem determinados na produo de painis

aglomerados a sua densidade, pois influencia na qualidade dos mesmos em relao s

propriedades mecnicas.

Segundo Lynam (1959) apud Hillig et al. (2002), a densidade da madeira influencia

no volume de partculas para produo de painis e tambm no consumo de adesivo. Painis

de mesma densidade podem ser feitos com menor volume de madeira pesada do que de

madeira leve, em razo de permitirem menor compressibilidade. Porm, em relao ao

consumo de adesivo, a madeira de alta densidade produz menor rea de partculas,

diminuindo a quantidade aplicada de adesivo. Consequentemente, tem uma menor rea de

12

contato entre as partculas, devido ao menor nmero destas para um mesmo peso, o que

resulta na formao de painis com baixa resistncia mecnica, devendo-se ento aumentar a

densidade do painel ou a quantidade aplicada de adesivo. Porm, se for aumentada a

densidade tem-se painis muito pesados para mesmo volume e se for aumentada a quantidade

de adesivo no se tem a esperada economia de adesivo.

2.5.3 Umidade do colcho de partculas

A umidade do colcho um fator muito importante na produo de painis

aglomerados, pois atua diretamente nas propriedades de colagem, na densidade do painel e

tambm no tempo de prensagem.

De acordo com Matos (1988), o teor de umidade do colcho exerce influncia sobre a

resistncia da madeira compresso. Partculas com teor de umidade elevado requerem um

menos tempo para atingir, sob presso, a espessura desejada. Em conjunto, a umidade e a

temperatura proporcionam uma melhor plasticizao da madeira, oferecendo menor

resistncia compactao. A transferncia de calor desde a superfcie at o miolo tambm

favorecido em maiores teores de umidade, pois, h um movimento mais rpido de vapor para

as camadas internas, favorecendo o aquecimento e a cura da resina. Em contrapartida, altos

teores de umidade requerem tempos mais longos de prensagem at que a quantidade liberada

de vapor seja suficiente para que permita a adeso entre partculas de camadas interiores.

Kelly (1977) explica que a umidade da superfcie do painel vaporizada quando os

pratos quentes da prensa entram em contato, e migra para o centro do colcho. Isto acelera a

transferncia de calor para o miolo, o que permite que o adesivo reaja mais rapidamente do

que se o calor fosse transferido por conduo atravs da madeira e espaos de ar. No entanto,

a migrao excessiva de umidade para o miolo necessita de uma maior durao de ciclos de

prensagem para permitir a remoo da umidade pelas extremidades, evitando a delaminao

do painel com a liberao de presso. A umidade excessiva tambm interfere na reao

qumica de polimerizao e condensao, no momento da cura da resina.

2.5.4 Prensagem

A operao de prensagem , obviamente, uma etapa extremamente crtica na produo

de painis aglomerados. durante esta etapa que muitas das propriedades fsicas so

determinadas, especialmente as propriedades influenciadas pelo gradiente vertical de

densidade. A umidade do colcho, a velocidade de fechamento da prensa, o tempo e a

13

temperatura de prensagem so as condies de prensagem mais importantes, pois afetam

diretamente as propriedades dos painis (KELLY, 1977).

Segundo Matos (1988), o tempo de fechamento da prensa estabelecido pelo ajuste da

presso inicial de prensagem, havendo equipamentos que permitem mant-la constante. Para

altas presses iniciais o tempo de fechamento rpido e o material se torna mais denso nas

camadas superficiais do que nas camadas internas.

De acordo com Iwakiri (1989), o tempo de prensagem o tempo decorrido desde a

consolidao do colcho de partculas em sua espessura final, at o momento de abertura dos

pratos da prensa, e deve ser suficiente para que o interior do painel alcance a temperatura

necessria para a polimerizao da resina.

desejvel que o tempo de prensagem seja o menor possvel pois, a produo de

painis por espao de tempo ser maior, porm isso influencia diretamente na temperatura a

ser adotada.

A temperatura de prensagem tem como principal funo auxiliar na consolidao dos

painis, na densidade e espessura desejadas, acelerando a polimerizao do adesivo e a

plasticizao da madeira, reduzindo a resistncia compresso (MATOS, 1988).

Heebink et al. (1972) apud Iwakiri (1989) afirmam que maiores temperaturas de

prensagem permitem um fluxo mais rpido de calor, oferecendo melhor densificao das

camadas internas do painel, resultando em maior resistncia das ligaes internas e menor

resistncia flexo esttica. Por outro lado, Kollman et al. (1975) apud Gabriel et al. (2011),

afirmam que temperaturas muito altas de prensagem reduzem a qualidade dos painis, uma

vez que a plasticidade da madeira aumenta rapidamente a partir de 100C, resultando em uma

compresso indesejada da madeira. O tempo e a temperatura de prensagem devem ento ser

estabelecidas de acordo com o adesivo utilizado e com a umidade do colcho.

Outro fator importante a ser considerado a presso aplicada sobre as partculas em

relao rea de contato e espessura final desejada do painel. Hillig (2000), em seu

trabalho, relata que a presso aplicada varia de 12 40 kgf/cm e que a principal varivel que

afeta a presso necessria a densidade da madeira. O autor completa que a presso deve ser

tal que permita um bom contato entre as partculas e a diminuio dos espaos vazios, em um

tempo adequado de fechamento da prensa, de forma que se consiga uma boa colagem.

14

3 MATERIAL E MTODOS

3.1 Matria-prima

Foram utilizadas partculas de madeira de pinus, do tipo sliver, provenientes da

indstria Repinho Reflorestadora Madeiras e Compensados, da regio de Guarapuava.

Para a colagem foram utilizados como adesivos a Uria-formaldedo, Tanino-

Formaldedo e Lignosulfonato de amnio. Foi tambm utilizada parafina para reduzir a

higroscopicidade dos painis e catalisador para acelerar o tempo de cura do adesivo de uria-

formaldedo. As caractersticas dos adesivos utilizados, conforme os catlogos dos

fabricantes, encontram-se na Tabela 1 (MOMENTIVE, 2012; TANAC, s.d.; MELBAR,

2002).

Tabela 1 Caractersticas dos adesivos utilizados no estudo.

Caractersticas

Adesivo

Uria-formaldedo Tanino-formaldedo Lignosulfonato

de amnio

Matria-prima Petrleo Acacia mearnsii Pinus taeda

Cor Leitosa-branca Marrom-escuro Amarelo-escuro

Forma Lquida P P

pH 7,6 8,2 6,6 6,9 3,0 4,0

Viscosidade 300 400 cP 100 - 700 cP 50 - 100 cP

O adesivo uria-formaldedo foi recebido em soluo a 67% de slidos, sendo

utilizado na proporo de 10% slidos sobre o peso seco de partculas e adicionado 2% de

catalisador sobre peso do adesivo.

O tanino foi recebido na forma de p solvel. Para formulao do adesivo, o p foi

diludo a 45% de slidos em gua, sendo acrescentados 10% de soluo de formol (37% de

slidos) e 10% de lcool soluo, conforme recomendado pelo catlogo do fabricante.

Para compor o adesivo de lignosulfonato, seguiu-se o mesmo princpio utilizado para o

tanino. Quando necessrio, foi adicionado a cada adesivo a quantidade necessria de gua

para obter a umidade desejada do colcho para cada tratamento.

3.2 Fabricao dos painis

3.2.1 Clculos dos materiais

Para o clculo da quantidade de materiais a serem utilizados na confeco dos painis,

foram elaboradas planilhas, contendo a quantidade de partculas, de adesivo, de formol, de

lcool, de catalisador de parafina, e de gua a ser acrescentada para alcanar a umidade

15

estabelecida do colcho (Figura 5).

Para controlar as perdas dos materiais (partculas, adesivo e parafina) durante o

processo de encolagem, foram adicionados 5% quantidade final calculada. O peso de

partculas necessrio para formao do colcho foi obtido aps a aplicao do adesivo e da

emulso da parafina, sendo as sobras descartadas.

Figura 5 Planilhas com os clculos dos materiais utilizados para a produo dos painis

(Tratamento 7).

Mistura entre os trs adesivos

Proporo de Uria (%) 33

Proporo de Tanino (%) 33

Proporo de Lignosulfonato (%) 33

Teor de adesivo (%) 10

Teor de slidos Uria (%) 68

Teor de slidos Tanino (%) 45

Teor de slidos Lignosulfonato (%) 45

Teor de formol (%) 10

Teor de slidos formol (%) 37

Teor de alcool (%) 10

Teor de slidos lcool (%) 100

Teor de parafina (%) 1

Teor de sligos parafina (%) 69

Umidade das partculas (%) 3

Umidade do colcho (%) 15

Teor de adesivo: % sobre peso seco de partculas

Teor de formol: % sobre peso seco do adesivo

Teor de parafina: % sobre peso sedo de partculas

Massa do painel (g) 1688

Densidade do painel (g/cm) 0,75

Volume do painel (cm) 2250

rea do painel (cm) 2500

Peso com acrscimo de 5% devido s perdas:

Peso mido (g)

Partculas: 1825

Uria: 87

Tanino: 131

Lignosulfonato: 131

Formol: 26

lcool: 26

Catalisador: 4

Parafina: 25

Subtotais: 2256

gua: 49

Totais: 2305

Peso

Seco (g)

Peso

mido (g) gua (g)

Partculas: 1688 1738 50

Uria: 56 83 26

Tanino: 56 125 69

Lignosulfonato: 56 125 69

Formol: 9 25 16

lcool: 25 25 0

Catalisador: 1 4 3

Parafina: 17 24 7

Subtotais: 1909 2149 240

gua: - 47 47

Totais: 1909 2195 287

Umidade sem adio de gua: 12,57%

gua adicionar: 46,3g

Ciclo de prensagem

Tempo de prensagem (min.): 13

Presso especfica (kgf/cm): 160

Presso manomtrica (kgf/cm): 200

Tempo de fechamento da prensa (s): 25

16

3.2.2 Processo de produo dos painis

Foram produzidos 14 painis aglomerados, com 50 cm de aresta, 9,3 mm de espessura

e 0,75 g/cm3 de densidade nominal.

As partculas foram secas em estufa com ventilao forada de ar 60C2C para

obteno de uma umidade de aproximadamente 3% (Figura 6), o que adequado confeco

dos painis, evitando-se dessa maneira qualquer problema de prensagem ocasionado por um

alto teor de umidade.

Figura 6 Secagem das partculas de madeira em estufa com ventilao forada de ar. Fonte: O autor

Aps a secagem, as partculas foram levadas a um tambor misturador e submetidas

aplicao de adesivo e emulso de parafina por meio de um compressor a ar com pistola

aplicadora (Figura 7).

Para os tratamentos onde houve misturas de adesivos, apenas o tanino-formaldedo e o

lignosulfonato de amnio foram misturados antes da aplicao, pelo fato que as demais

misturas, no momento da aplicao, obstruam o bico da pistola pela sua alta viscosidade, no

permitindo uma pulverizao eficiente. Dessa forma, as demais misturas de adesivos foram

realizadas diretamente nas partculas, sendo aplicadas as propores de cada adesivo em

separado e seguindo uma ordem de aplicao, de uria-formaldedo, tanino-formaldedo e

lignosulfonato de amnio.

17

(a) (b)

(c)

Figura 7 Tambor misturador (a), compressor ar (b) e pistola aplicadora (c) utilizados. Fonte: O autor

Posteriormente, o material foi pesado em balana eletrnica GEHAKA BG 8000 para

obteno da quantidade necessria para a formao do colcho de partculas. Para a formao

do colcho foi utilizado uma caixa formadora de madeira de 50 x 50cm com fundo aberto

sobre uma chapa de ao galvanizado e com tampa para prensagem manual (Figura 8). As

partculas foram espalhadas manualmente, de forma homognea e ento realizada a pr-

prensagem frio. Antes de ser levado prensa quente foi colocado sobre o colcho uma

segunda chapa de ao galvanizado.

18

(a)

(b)

Figura 8 Caixa formadora utilizada sem tampa (a) e com a tampa (b). Fonte: O autor

A prensagem a quente foi realizada em prensa hidrulica de laboratrio marca MH

Equipamentos, com dimenses dos pratos de 60 x 60 cm (Figura 9), com 60 kgf/cm de

presso especfica e temperatura dos pratos de 160 C.

O tempo observado de fechamento da prensa foi de 25 segundos e o tempo de

prensagem foi determinado de acordo com a umidade necessria do colcho para cada

tratamento, ou seja, tipo de adesivo utilizado (ver Tabela 2, item 3.4). Para a determinao da

espessura do painel foram colocadas nas laterais do colcho duas barras quadradas em ao

macio de 9,3 mm de espessura, as quais fizeram a delimitao do curso mximo da prensa.

19

Figura 9 Prensa hidrulica MH Equipamentos. Fonte: O autor

Aps a prensagem, os painis permaneceram estabilizando em cmara climatizada

durante sete dias. Na Figura 10, pode-se visualizar os painis em climatizao.

Figura 10 Painis armazenados em cmara climatizada. Fonte: O autor

20

3.3 Confeco dos corpos-de-prova

Aps a estabilizao dos painis, foram aparadas cinco centmetros de bordas e

confeccionados os corpos-de-prova, em serra fita estreita, do Laboratrio de Propriedades da

Madeira da UNICENTRO. Os corpos-de-prova foram lixados manualmente e levados para a

climatizao 20 C e 65% de umidade relativa do ar, at obter a temperatura e umidade

constante para realizao dos ensaios fsico-mecnicos. Na figura 11 pode-se visualizar o

croqui contendo a distribuio dos corpos-de-prova no painel.

Figura 11 Croqui da distribuio dos corpo-de-prova no painel (Escala 1:3). Fonte: O autor

21

3.4 Testes Fsico-Mecnicos

Os testes fsico-mecnicos realizados foram: densidade bsica ao teor de umidade de

equilbrio (TUe), densidade aparente, teor de umidade, absoro dgua, inchamento em

espessura, flexo esttica, arrancamento de parafusos e ligao interna, todos seguindo as

recomendaes da norma norte-americana ASTM / D1037-06a. Todos os testes foram

realizados no Laboratrio de Painis de Madeira da UNICENTRO. Os testes mecnicos foram

realizados em mquina de ensaios EMIC DL 30000, acoplada a um computador contendo o

software TESC especfico para a obteno dos resultados. A mquina de ensaios pode ser

visualizada na Figura 12.

Figura 12 Mquina de ensaios mecnicos EMIC DL 30000. Fonte: O autor

3.4.1 Densidade e Teor de Umidade

Foram determinados os valores de densidade bsica ao teor de umidade de equilbrio

(TUe), densidade aparente e o teor de umidade, onde foram utilizados trs corpos-de-prova de

cada painel, com dimenses de 50 x 50 mm. Obtiveram-se os valores de massa ao TUe para

cada corpo-de-prova, e tambm a massa seca aps permanecerem 24 horas em estufa a 103

22

2 C, utilizando balana analtica eletrnica. Tambm foram obtidos os valores de volume ao

TUe, por meio das dimenses dos corpos-de-prova obtidas com paqumetro digital.

Para o clculo dessas variveis foram utilizadas as frmulas 1, 2 e 3.

v

msDb (1)

v

mtueDa (2)

100

ms

msmtueTU (3)

Onde: Db = Densidade bsica (g/cm); Da = Densidade aparente (g/cm); TU = Teor de umidade (%); ms = Massa seca (g); mtue = Massa ao teor de umidade de equilbrio (g); v = Volume (cm).

3.4.2 Absoro dgua e Inchamento em espessura

Para os testes de absoro dgua e inchamento em espessura foram utilizados dois

corpo-de-prova de cada painel com 150 x 150 mm. Foram obtidos os valores de massa de

cada corpo-de-prova utilizando balana analtica eletrnica e tambm valores de espessura

avaliados em 8 pontos do corpo-de-prova com um relgio comparador. Posteriormente, os

corpos-de-prova foram submersos em gua profundidade de 2,5 cm com o auxlio de grades,

onde permaneceram durante duas horas e 24 horas, para posterior pesagem e medio. Nas

Figuras 13 e 14, pode-se visualizar o relgio comparador utilizado e um corpo-de-prova antes

e aps a realizao dos testes de absoro dgua e inchamento em espessura,

respectivamente.

23

Figura 13 Relgio comparador utilizado para obteno das espessuras. Fonte: O autor

1 2

Figura 14 Corpo-de-prova antes (1) e depois (2) da realizao do teste de absoro dgua e inchamento em espessura. Fonte: O autor

24

Para o clculo dos valores de absoro dgua e inchamento em espessura foram

utilizadas as frmulas 4 e 5 respectivamente:

100

Pi

PiPfAA (4)

100

Ei

EiEfIE (5)

Onde: AA = Absoro dgua em peso (%); IE = Inchamento em espessura (%); Pi = Peso inicial mdio(g); Ei = Espessura inicial mdia (mm); Pf = Peso final mdio (g); Ef = Espessura final mdia(mm).

3.4.3 Flexo esttica

Para os ensaios de flexo esttica foram utilizados trs corpos de prova de cada painel,

com dimenses de 266 x 76 mm. O vo entre os apoios foi de 24 vezes a espessura nominal

dos corpos-de-prova (216 mm). Na Figura 15 pode-se visualizar os corpos-de-prova e o

ensaio de flexo esttica em andamento.

Os resultados obtidos foram o Mdulo de Ruptura (MOE) e o Mdulo de Elasticidade

(MOE) flexo esttica.

Figura 15 Corpos-de-prova utilizados e ensaio de flexo esttica. Fonte: O autor

25

3.4.4 Ligao interna (trao perpendicular superfcie)

Nos ensaios de trao perpendicular superfcie, foram utilizados trs corpos-de-prova

de cada painel com dimenses de 50 x 50 mm. Estes foram colados com cola termoplstica

aos suportes metlicos da mquina. Pode-se visualizar na Figura 16 os corpos-de-prova

utilizados e o ensaio de trao perpendicular. O resultado obtido foi o valor da Resistncia

Trao, em MPa.

Figura 16 Corpos-de-prova utilizados e ensaio de trao perpendicular superfcie. Fonte: O autor

3.4.5 Arrancamento de parafusos

Foram utilizados corpos-de-prova de 102 x 76 mm, reaproveitados daqueles usados no

ensaio de flexo esttica. Para obteno da espessura mnima requerida na norma, de 25 mm,

houve a necessidade da colagem de 3 corpos-de-prova, com cola branca prpria para madeira.

Utilizou-se parafusos com dimenses de 3,50 mm de dimetro, 25 mm de

comprimento e 18 fios por polegada. Os corpos-de-prova foram furados com uma broca de

3,2 mm de dimetro, numa profundidade de 17 mm. Os parafusos foram parafusados nos

sentidos perpendicular e paralelo superfcie do painel. Os resultados obtidos foram a fora

ao arrancamento de parafuso paralelo e perpendicular superfcie, em Newtons.

Na Figura 17 so mostrados os corpos-de-prova utilizados e os ensaios de

arrancamento de parafusos paralelo e perpendicular superfcie.

26

(a)

(b) (c)

Figura 17 Corpos-de-prova utilizados (a), ensaios de arrancamento de parafusos perpendicular (b) e paralelo superfcie (c). Fonte: O autor

3.5 Modelo Experimental e Anlise Estatstica

Para as propriedades de densidade bsica ao TUe, densidade aparente e teor de

umidade, foi aplicado o teste de Bartlett para confirmar a homogeneidade das varincias, e

ento, realizada anlise de varincia e Teste Tukey para comparao das mdias. Essa anlise

tem finalidade de verificar se houve diferenas entre os tratamentos para essas propriedades.

Considerando que a densidade nominal dos painis foi estabelecida em 0,75 g/cm3 para todos

os tratamentos, se faz necessria anlise de covarincia caso haja diferenas entre a densidade

dos painis.

Para as demais propriedades analisadas, o modelo experimental foi constitudo de 7

tratamentos, sendo analisado num planejamento em rede centride simplex para mistura de

trs componentes, ou seja, mistura dos trs tipos de adesivos. Esse modelo utiliza-se de

27

equaes simples, duplas e triplas com o mesmo nmero de ensaios que o nmero de

coeficientes que se quer estimar. Dessa forma, foi possvel analisar a influncia de cada tipo

de adesivo utilizado, bem como das interaes entre suas misturas, nas propriedades fsico-

mecnicas dos painis produzidos. Na Tabela 2, pode-se observar o modelo experimental,

juntamente com a umidade do colcho e o tempo de prensagem utilizados.

Tabela 2 Modelo experimental, valores de umidade do colcho e tempo de prensagem

utilizados para produo dos painis.

Tratamentos

Proporo de cada adesivo (%)* Umidade

do

colcho

(%)

Tempo de

prensagem

(min)

Uria-

formaldedo

Tanino-

formaldedo

Lignosulfonato

de Amnio

1 100 0 0 10 10

2 0 100 0 18 15

3 0 0 100 18 15

4 50 50 0 14 12

5 50 0 50 14 12

6 0 50 50 18 15

7 33 33 33 15 13

*Proporo sobre peso seco de partculas.

O modelo simples ou aditivo, procura explicar o comportamento de uma propriedade

apenas com os resultados obtidos com a utilizao de cada componente individualmente, isto

, prever o comportamento de qualquer mistura sem realizar nenhuma mistura (HILLIG et al.,

2003). Numa mistura de trs componentes, pode-se ter, alm deste, modelos duplos que

consideram os efeitos das interaes de dois componentes e modelos triplos que consideram

os efeitos das interaes dos trs componentes. Para a determinao dos coeficientes foi

utilizado o modelo triplo completo com as sete misturas, expresso no modelo 1.

321123322331132112332211 xxxbxxbxxbxxbxbxbxbYi (1)

Os coeficientes foram submetidos ao teste T para cada coeficiente, sendo eliminados

aqueles que resultaram no significativos ao nvel de 5 % de probabilidade de erro. Para

todas as anlises estatsticas foi utilizado o software SPSS (Statistical Package for the Social

Sciences) da IBM.

Visando estabelecer as relaes entre as propriedades analisadas, realizou-se uma

28

anlise de correlao de Pearson. Com base na anlise de correlao, procedeu-se uma anlise

de regresso linear entre as propriedades de interesse, sendo elaborados grficos de regresso.

4 RESULTADOS E DISCUSSES

4.1 Propriedades fsicas dos painis

4.1.1 Densidade e Teor de Umidade

Na Tabela 3 so apresentados os valores mdios para a densidade bsica e aparente,

assim como para teor de umidade.

Tabela 3 Valores mdios de densidade aparente, densidade bsica ao TUe e teor de

umidade para cada tratamento.

Tratamento Db (g/cm) Da (g/cm) TU (%)

1 U 0,69 a 0,75 a 9,68 bc

2 T 0,66 a 0,74 a 11,47 a

3 L 0,70 a 0,77 a 10,68 ab

4 UT 0,66 a 0,73 a 9,26 bc

5 UL 0,70 a 0,76 a 8,45 c

6 TL 0,69 a 0,75 a 9,20 bc

7 UTL 0,71 a 0,78 a 9,06 c U = Uria; T = Tanino; L = Lignosulfonato; UT = Uria com Tanino; UL = Uria com

Lignosulfonato; TL = Tanino com Lignosulfonato; UTL = Uria com Tanino e Lignosulfonato; Da

= Densidade aparente; Db = Densidade bsica ao teor de umidade equilbrio; TU = Teor de

umidade;

Mdias seguidas de mesma letra no diferem entre si pelo teste de Tukey, ao nvel de 95% de

significncia.

Pode-se observar, que no houve diferenas significativas entre os tratamentos para os

valores de densidade bsica e aparente, o que era esperado, j que estes foram pr-definidos

antes da produo dos painis, indicando que houve um bom controle no processo produtivo.

Para o teor de umidade de equilbrio os valores mdios variaram de 8,45% a 11,47%,

que apesar de no apresentarem diferena estatstica entre alguns tratamentos, pode-se

observar que os tratamentos 2 e 3 apresentaram maiores mdias que os demais tratamentos.

Em geral, ocorre uma diminuio do teor de umidade de equilbrio dos painis

aglomerados em relao madeira que lhes deu origem, em funo da pequena perda de gua

de constituio e consequente diminuio da polaridade dos grupos funcionais. Essa perda

ocorre devido exposio do painel alta temperatura da prensa, mas esse fato tem relao

tambm com o tempo de exposio (tempo de prensagem) e com a umidade do colcho.

Assim, explica-se o fato do maior teor de umidade dos tratamentos 1 e 2 pela maior umidade

29

utilizada do colcho. Essa maior umidade do colcho, no entanto, no influenciou no

tratamento 6.

4.1.2 Estabilidade Dimensional

Na tabela 4 pode-se visualizar os valores mdios obtidos para absoro dgua em 2 e

24 horas de imerso e para inchamento em espessura em 2 e 24 horas.

Tabela 4 Valores mdios de estabilidade dimensional para cada tratamento.

Tratamento AA 2h

(%)

AA 24h

(%)

IE 2h

(%)

IE 24h

(%)

1 U 24,10 81,87 14,25 37,14

2 T 26,65 72,85 14,79 28,04

3 L 31,59 149,23 19,83 136,06

4 UT 38,90 80,93 23,23 33,38

5 UL 43,45 156,48 42,52 105,17

6 TL 21,02 76,79 15,30 34,74

7 UTL 42,43 104,08 32,29 55,39 U = Uria; T = Tanino; L = Lignosulfonato; UT = Uria com Tanino; UL = Uria com

Lignosulfonato; TL = Tanino com Lignosulfonato; UTL = Uria com Tanino e Lignosulfonato;

AA 2h = Absoro dgua aps 2 horas de imerso; AA 24h = Absoro dgua aps 24 horas de imerso; IE 2h = Inchamento em espessura aps 2 horas de imerso; IE 24h = Inchamento

em espessura aps 24 horas de imerso.

Para absoro dgua em duas e 24 horas, os valores encontrados foram inferiores aos

encontrados por Almeida (2010) de 105,4 e 127,5% (valores mnimos), respectivamente com

exceo dos tratamentos 3 e 5 para absoro dgua em 24 horas. Porm, mostraram-se

superiores aos valores obtidos por Melo e Del Menezzi (2010), onde obtiveram valores

mximos de 14,37 % para duas horas e 44,63 % para 24 horas.

Os valores mdios observados para IE em duas horas variaram de 14,25% (trat. 1) a

42,52% (trat. 5) e para IE em 24 horas de 28,04% (trat. 2) a 136,06% (trat. 3), semelhantes ou

superiores aos encontrados por Almeida (2010) que variaram de 9,6 % a 18,5 % para IE em

duas horas e 11,4 % a 21,4 % para IE em 24 horas. Os resultados de inchamento em espessura

aps 2 horas esto acima dos padres exigidos na norma brasileira NBR 14.810, da ABNT

(2006), que estabelece que o valor mximo deve ser de 8 %. Para inchamento em espessura

aps 24 horas, com exceo dos tratamentos 3, 5 e 7 os valores se mostraram dentro dos

padres propostos pelo Wood Handbook (1987) que considera valores de 5 a 50 % dentro do

aceitvel.

Na Tabela 5 so apresentadas as equaes estimadas para as propriedades de

estabilidade dimensional, aps o descarte dos coeficientes no significativos pelo teste t,

30

ajustados em funo dos sete tratamentos estudados, juntamente com seus erros padro e o

valor de F calculado pela anlise de varincia.

Tabela 5 Equaes estimadas para as propriedades de estabilidade dimensional dos painis.

Prop EquaoS Erro Padro da Regresso

F R Simples Dupla Tripla

AA

2h

AA 2h = 0, 241.PU+

0,267.PT+0,316.PL 0,05658 0,00277 0,00020 35,392* 0,425

AA

24h

AA 24h = 0,819.PU+0,728.PT+

1,492.PL+0,016.PU.PL -

0,014.PT.PL

0,08971 0,00439 0,00032 145,631* 0,817

IE

2h

IE 2h = 0,143.PU+0,148.PT+

0,198.PL+0,010.PU.PL 0,03683 0,00180 0,00013 46,747* 0,705

IE

24h

IE 24h =0,371.PU+0,280.PT+

1,361.PL+0,007.PU.PL -

0,019.PT.PL

0,04070 0,00199 0,00014 320,233* 0,969

s = Equaes estimadas com coeficientes significativos 5% de probabilidade de erro pelo teste T.

*Significativo 5% de probabilidade de erro.

AA= Absoro dgua (%); IE= Inchamento em espessura (%); PU = Proporo de uria; PT = Proporo de tanino; PL = Proporo de lignosulfonato;

Analisando a equao encontrada para AA em duas horas, verifica-se que no houve

interao entre os diferentes adesivos utilizados, pois nenhum coeficiente dos tratamentos de

mistura de adesivos foi significativo. Verificou-se que o adesivo de uria e de tanino tiveram

influncia semelhante sobre a AA em duas horas, com coeficientes iguais a 0,241 e 0,267,

respectivamente. Por outro lado, o coeficiente encontrado para o adesivo de lignosulfonato, de

0,316, demonstra que este foi menos resistente absoro dgua.

Para as demais propriedades de estabilidade dimensional foi verificada tendncia

semelhante, no entanto, verificou-se uma interao significativa quando utilizados os adesivos

de uria e lignosulfonato em mistura. Para a AA e IE em 24 horas verificou-se uma interao

positiva entre os adesivos de tanino e lignosulfonato, pois estes, em mistura apresentaram

valores semelhantes aos obtidos para o adesivo de tanino. Merece destaque, o adesivo uria-

formaldedo que apresentou maiores valores de AA 24h e IE 24h do que o adesivo de tanino-

formaldedo. Segundo alguns autores, como Fechtal e Riedl (1993), os adesivos obtidos a

partir de extratos de taninos de accia so mais resistentes gua que os adesivos base de

uria.

De modo geral, verificou-se que o adesivo de lignosulfonato de amnio apresentou

menor resistncia absoro dgua e ao inchamento em espessura do que os adesivos base

de uria e de tanino.

31

4.2 Propriedades mecnicas dos painis

Na Tabela 6 pode-se visualizar os valores mdios obtidos para Mdulo de Ruptura

(MOR), Mdulo de Elasticidade (MOE), Ligao interna (LI) e Arrancamento de parafusos,

perpendicular (AP Per) e paralelo superfcie (AP Par) para cada tratamento.

Tabela 6 Valores mdios das propriedades mecnicas obtidos para cada tratamento.

Tratamento MOR (MPa) MOE (MPa) LI (MPa) AP Per (N) AP Par (N)

1 U 14,30 1781,50 0,84 945,67 910,12

2 T 11,14 1853,37 0,86 1007,49 723,23

3 L 5,38 1669,55 0,16 391,40 221,48

4 UT 13,82 2148,25 0,73 1266,61 733,64

5 UL 9,19 2152,76 0,29 606,48 268,25

6 TL 9,92 1987,89 0,40 833,41 533,61

7 UTL 10,77 1860,76 0,40 647,00 337,11 U = Uria; T = Tanino; L = Lignosulfonato; UT = Uria com Tanino; UL = Uria com Lignosulfonato;

TL = Tanino com Lignosulfonato; UTL = Uria com Tanino e Lignosulfonato; MOR = Mdulo de

ruptura; MOE = Mdulo de elasticidade; LI = Ligao interna; AP Per = Arrancamento de parafuso

perpendicular superfcie; AP Par = Arrancamento de parafuso paralelo superfcie;

Os valores obtidos para MOR e MOE foram superiores aos mximos valores obtidos

por Almeida (2011) de 1,86 MPa (18,97 Kgf/cm) e 202,64 MPa (2066,4 Kgf/cm),

respectivamente. Os valores de MOR mostraram-se semelhantes aos encontrados por Morais

(2011), que variaram de 5,57 10,70 MPa e para MOE foram superiores aos do autor que

apresentaram valor mximo de 1321,84 MPa. Com exceo do tratamento 3, na propriedade

de MOR, todos os outros valores se apresentaram aceitveis para Classe I de aglomerados,

pela norma norte americana CS 236-66 (1968), que exige um valor mnimo de 5,5 MPa

(56kgf/cm) para MOR e 1029,7 MPa (10500 kgf/cm) para MOE. Quando comparados

norma A208.1 (ANSI, 1999), apenas os valores obtidos para os tratamentos 1, 2 e 4 se

mostraram superiores ao mnimo exigido de 11 MPa para MOR. Por outro lado, os valores de

MOE, com exceo do tratamento 3, mostraram-se superiores ao da norma que exige um

valor mnimo de 1725 MPa.

Para ligao interna os valores encontrados foram superiores aos encontrados por

Melo et al., (2010), que obtiveram em seu trabalho, valor mximo de 0,26 MPa para esta

propriedade. Melo e Del Menezzi (2010,) trabalhando com Eucaliptus em aglomerados,

tambm obtiveram resultados inferiores aos apresentados neste trabalho, com valores que

variaram de 0,28 0,35 MPa. Porm, Carneiro et al. (2009), em seu estudo com adesivo

tnico e uria-formaldedo obtiveram valores de ligao interna compatveis, apresentando

valores que variaram de 0,54 a 0,80 MPa. De acordo com a norma A208.1 (ANSI, 1999),

32

nota-se que apenas os valores obtidos para os tratamentos 3 e 5 se mostraram inferiores ao

mnimo exigido de 0,40 MPa.

Em relao ao arrancamento de parafusos, tanto o perpendicular quanto o paralelo

superfcie, os resultados apresentaram uma grande variao de valores. Alguns valores

obtidos no ensaio perpendicular superfcie mostraram-se inferiores aos mnimos

encontrados por Pedrazzi et al. (2006), de 333,43 N (34 Kgf), porm, outros foram superiores

ao mximo encontrado pelo autor, de 784,53 N (80 Kgf). Utilizando quatro espcies de

madeira para confeco de aglomerados, Sanches (2012) observou que os painis produzidos

com Pinus e uria-formaldedo apresentaram valores que variaram de 459,93 a 605,56 N, para

arrancamento de parafuso perpendicular superfcie e 474,18 a 586,11 N para arrancamento

de parafuso paralelo superfcie. Os valores encontrados pelo autor so semelhantes aos

encontrados neste trabalho.

Na Tabela 7 so apresentadas as equaes estimadas para as propriedades de MOR,

MOE, Ligao interna, Arrancamento de parafusos perpendicular e paralelo superfcie, aps

o descarte dos coeficientes no significativos pelo teste t, ajustados em funo dos sete

tratamentos estudados, juntamente com seus erros padro e o valor de F calculado pela anlise

de varincia.

Tabela 7 Equaes obtidas para propriedades mecnicas dos painis.

Prop EquaoS Erro Padro da Regresso

F R Simples Dupla Tripla

MOR MOR = 0,143.PU+0,111.PT+

0,054.PL+0,001.PT.PL 0,00944 0,00046 0,00033 135,952* 0,634

MOE MOE = 17,815.PU+18,534.PT+

16,695.PL+0,171.PU.PL 1,41450 0,06929 0,00498 186,065* 0,223

LI LI = 0,008.PU+0,009.PT+

0,002.PL 0,00039 0,00019 0,00014 228,555* 0,899

AP

Per

AP Per = 9,457.PU+10,075.PT+

3,914.PL+0,116.PU.PT-

0,008.PU.PT.PL

0,56576 0,02772 0,00199 229,752* 0,82

AP

Par

AP Par = 9,101.PU+7,232.PT+

2,215.PL-0,119.PU.PL 0,82832 0,04058 0,00292 50,16* 0,639

*Significativo 5% de probabilidade de erro.

s = Equaes estimadas com coeficientes significativos 5% de probabilidade de erro pelo teste T.

MOR (MPa) = Mdulo de ruptura; MOE (MPa) = Mdulo de elasticidade; LI (MPa) = Ligao interna; AP Per

(N)= Arrancamento de parafuso perpendicular superfcie; AP Par (N)= Arrancamento de parafuso paralelo

superfcie;

Na equao encontrada para MOR, verificou-se que houve interao entre os adesivos

tanino-formaldedo e lignosulfonato de amnio, pois o coeficiente do tratamento desta mistura

de adesivos, apesar de baixo, mostrou-se significativo com valor de 0,001. Observa-se que os

33

adesivos base de uria e tanino tiveram maior influncia sobre o MOR, com coeficientes de

0,143 e 0,111, respectivamente. Por outro lado, o coeficiente encontrado para o adesivo base

de lignosulfonato, de 0,054, demonstra que este, pouco influenciou na resistncia flexo dos

painis.

Na anlise da equao obtida para MOE, observou-se interao entre uria e

lignosulfonato com coeficiente significativo de 0,171. O adesivo de tanino mostrou-se de

maior influncia sobre esta propriedade com coeficiente de 18,534. Porm, os adesivos de

uria e lignosulfonato, apesar de apresentarem coeficientes inferiores, no se mostraram to

distintos ao de tanino, com valores de 17,815 e 16,695, respectivamente.

Para ligao interna, verificou-se que no houve interaes entre os adesivos, pois,

nenhum coeficiente de misturas se apresentou significativo. Os adesivos de uria-formaldedo

e tanino-formaldedo mostraram-se de influncia semelhante sobre esta propriedade, com

valores de 0,008 e 0,009, respectivamente. O adesivo de lignosulfonato de amnio, com

coeficiente de 0,002, mostrou que possui baixa capacidade de colagem entre partculas de

madeira.

No arrancamento de parafuso perpendicular superfcie, observou-se uma interao

entre os adesivos de uria-formaldedo e tanino-formaldedo, com coeficiente de 0,116 e

ainda uma interao tripla entre uria-formaldedo, tanino-formaldedo e lignosulfonato de

amnio apresentando coeficiente de -0,008. O adesivo base de tanino apresentou grande

influncia sobre essa propriedade com coeficiente de 10,075, superando a uria, que obteve

coeficiente de 9,457.

Para a propriedade de arrancamento de parafuso paralelo superfcie, verificou-se

uma interao entre os adesivos de uria-formaldedo e lignosulfonato de amnio, com

coeficiente de -0,119, indicando que essa mistura diminuiu a resistncia dos painis ao

arrancamento de parafusos quando comparados a aqueles produzidos somente com uria.

Vale destacar, que para esta propriedade o adesivo de uria-formaldedo mostrou-se mais

influente sobre essa propriedade, apresentando maior coeficiente (9,101) do que o adesivo

tanino-formaldedo (7,232). Em comparao com o arrancamento de parafuso perpendicular

superfcie, pode-se notar que houve uma inverso de valores em relao ao adesivo mais

influente, onde o tanino apresentou maior influncia.

Os coeficientes obtidos para o adesivo de lignosulfonato de amnio nas propriedades

de arrancamento de parafuso perpendicular e paralelo superfcie apresentaram valores de

3,914 e 2,215 respectivamente, mostrando-se inferiores aos demais adesivos. Este fato

ocorreu pela baixa capacidade de colagem deste adesivo, verificada na ligao interna, e pode

34

ser explicado em um estudo feito por Carneiro et al. (2009). Os autores comentam que a

resistncia dos painis ao arrancamento de parafuso diretamente proporcional qualidade de

adeso entre partculas. Quanto menor for a resistncia ligao interna, menor ser a fora

exigida para a retirada do parafuso. Uma boa adeso entre partculas dificulta o arrancamento

do parafuso do interior do painel, necessitando de uma fora maior para retir-lo.

4.3 Correlao entre as propriedades fisico-mecnicas dos painis

Na Tabela 8 so apresentadas as correlaes de Pearson entre as propriedades

analisadas. Pode-se observar que houve correlaes significativas, ao nvel de 5% de

probabilidade de erro, entre a maioria das propriedades fsico-mecnicas dos painis.

Pode-se observar que dentre todas as variveis o MOE se correlacionou

significativamente apenas com o MOR, apresentando coeficiente de 0,557.

As variveis que melhor se relacionaram com a ligao interna foi o arrancamento de

parafuso perpendicular e paralelo superfcie, porm, este ltimo apresentou maior

coeficiente de 0,799, ao passo que, para o perpendicular superfcie foi de 0,690.

Altas correlaes foram encontradas entre absoro dgua aps duas horas e

inchamento em espessura aps duas horas, assim como, absoro dgua aps 24 horas e

inchamento em espessura aps 24 horas, resultando em coeficientes de 0,812 e 0,908,

respectivamente.

Estas correlaes foram explanadas no item 4.4 a seguir.

35

Tabela 8 Correlaes de Pearson entre as propriedades fsico-mecnicas analisadas.

MOR MOE LI AP Per

AP

Par AA 2h AA 24h

IE

2h

IE

24h Da Db TU

MOR 1 0,557* 0,696* 0,626* 0,648* -0,201 -0,531* -0,212 -0,652* -0,041 -0,019 -0,152

MOE

1 0,081 0,122 0,109 -0,079 -0,078 0,097 -0,160 0,179 0,190 -0,134

LI

1 0,690* 0,799* -0,313 -0,685* -0,468* -0,743* -0,301 -0,308* 0,142

AP Per

1 0,598* -0,097 -0,663* -0,256 -0,749* -0,535* -0,516* -0,033

AP Par

1 -0,320 -0,579* -0,443* -0,594* -0,224 -0,228 0,088

AA 2h

1 0,588* 0,812* 0,302 -0,153 -0,123 -0,284

AA 24h

1 0,669* 0,908* 0,242 0,257 -0,116

IE 2h

1 0,412* -0,106 -0,067 -0,355

IE 24h

1 0,335 0,326 0,096

Da

1 0,986* -0,115

Db

1 -0,279*

TU

1

*Correlao significativa ao nvel 5% de probabilidade de erro.

MOR = Mdulo de Ruptura flexo; MOE = Mdulo de elasticidade flexo; LI = Ligao Interna; AP Per = Arrancamento de parafuso perpendicular superfcie; AP Par =

Arrancamento de parafuso paralelo superfcie; AA 2h = Absoro dgua aps 2 horas; AA 24h = Absoro dgua aps 24 horas; IE 2h = Inchamento em espessura aps 2 horas; IE 24h = Inchamento em espessura aps 24 horas; Da = Densidade aparente; Db= Densidade bsica ao TUe; TU = Teor de umidade

36

4.4 Anlise de regresso linear

4.4.1 MOR e MOE

Na Figura 18 apresentado a disperso dos valores de MOE em funo do MOR,

juntamente com a linha de regresso linear dada pela equao.

Figura 18 Valores de MOE observados e estimados em funo do MOR. *Significativo 5% de probabilidade de erro.

Em geral, essas duas propriedades esto correlacionadas, sendo que quanto maior o

MOE, maior tambm o MOR. Souza (2012), trabalhando com painis aglomerados de casca

de arroz, colados com adesivo tanino-formaldedo, encontrou coeficientes de determinao

(R2) na estimativa do MOR em funo do MOE, que variaram de 0,472 a 0,533, dependendo

do tipo da partcula utilizada. Por outro lado, Morais (2011), em seu estudo com painis

aglomerados colados com uria-formaldedo, obteve um R de 0,68 para esta estimativa.

Nesse estudo, o R2 encontrado foi del 0,31. Houve uma grande variao dos valores de MOE

em funo do MOR, provavelmente, devido s condies laboratoriais de confeco dos

painis e s condies dos ensaios, com uso de clula de carga de 3000 Kg.

4.4.2 Ligao Interna e Arrancamento de Parafuso

Na figura 19 so apresentados os valores de arrancamento de parafusos paralelo

superfcie em funo dos valores de ligao interna.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

MO

E (

MP

a)

MOR (MPa)

MOE = 1312,3 + 57,266 * MOR

R = 0,3101

Syx % = 15,89

F = 17,981*

37

Figura 19 Valores de arrancamento de parafusos paralelo superfcie observados e estimados em funo da ligao interna. *Significativo 5% de probabilidade de erro.

Pode-se observar, que a resistncia ao arrancamento de parafusos paralelo superfcie

est relacionada linearmente com a ligao interna, porque esta resistncia, por sua vez,

depende sobretudo da colagem realizada, j que o parafuso introduzido na parte interna do

painel, no sofrendo influncia da resistncia superficial. Portanto, quanto melhor a colagem

interna do painel maior ser a sua resistncia ao arrancamento de parafusos paralelamente

sua superfcie.

4.4.3 Absoro dgua e Inchamento em Espessura

As regresses obtidas para o inchamento em espessura em duas e 24 horas, em funo

da absoro dgua em duas e 24 horas foram significativas, apresentando coeficientes de

determinao (R2), de 0,6599 e 0,8236, respectivamente. Nas Figuras 20 e 21 pode-se

visualizar o grfico linear das funes entre estas propriedades.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

AP

Par

(N

)

LI (MPA)

AP Par = 61,851 + 897,27 * LI

R = 0,6386

Syx % = 35,64

F = 70,685*

38

Figura 20 Valores de inchamento em espessura em duas horas observados e estimados em funo da absoro dgua em duas horas. *Significativo 5% de probabilidade de erro.

Figura 21 Valores de inchamento em espessura em 24 horas observados e estimados em funo da absoro dgua em 24 horas. *Significativo 5% de probabilidade de erro.

A correlao obtida entre o IE e a AA tanto em duas horas quanto em 24 horas, podem

ser explicadas pela proporcionalidade entre as duas propriedades, pois estas so obtidas com o

contato direto do painel com a gua, portanto quanto maior a quantidade de gua absorvida

por este, maior ser o seu inchamento em espessura pois, os espaos vazios, tanto nas

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70

IE 2

h (

%)

AA 2h (%)

IE 2h = - 0,8792 + 0,738 * AA 2h

R = 0,6599

Syx % = 30,68

F = 50,447*

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

IE 2

4h (

%)

AA 24h (%)

IE 24h = - 41,205 + 0,9946 * AA 24h

R = 0,8236

Syx % = 28,22

F = 121,428*

39

partculas como entre partculas, so preenchidos com gua at que haja a sua saturao

aumentando proporcionalmente as suas dimenses com a quantidade de gua absorvida.

5 CONCLUSES

De acordo com os resultados obtidos no presente trabalho pode-se concluir que:

Para densidade bsica e densidade aparente, no foram constatadas diferenas

significativas entre os painis produzidos com os diferentes adesivos e suas misturas.

O teor de umidade dos painis sofreu influncia da temperatura e do tempo de

prensagem, bem como do teor de umidade do colcho utilizado. O teor de umidade do

colcho usado para o tanino resultou em um maior teor de umidade de equilbrio dos painis

produzidos com esse adesivo.

Os painis confeccionados com uria-formaldedo e tanino-formaldedo apresentaram

estabilidade dimensional semelhante, porm, superior aos painis produzidos com

lignosulfonato. Houve interao entre os adesivos de uria e lignosulfonato, e de

lignosulfonato e tanino cujos painis, apresentaram melhor estabilidade dimensional.

Os adesivos de uria-formaldedo e tanino-formaldedo proporcionaram aos painis

melhor resistncia mecnica do que aqueles com a presena de lignosulfonato de amnio.

Em misturas com os outros adesivos houve uma tendncia de melhora das

propriedades fsico-mecnicas dos painis do que quando produzidos com lignosulfonato

puro.

Houve correlao significativa entre as propriedades de MOE e MOR, de ligao

interna e arrancamento de parafuso, e de absoro dgua e inchamento em espessura.

Foi possvel produzir painis aglomerados com os adesivos alternativos utilizados e

suas misturas, bem como em mistura com uria-formaldedo. Nas condies desse estudo, os

painis produzidos com lignosulfonato de amnio apresentaram menores valores mdios de

propriedades fsico-mecnicas.

Recomenda-se, em trabalhos futuros, testar outras formas de composio de

lignosulfonato de amnio como adesivo, bem como de testar a sua utilizao como substituto

parcial na formulao de adesivos a base de uria, fenol e tanino.

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6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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