Curso Química aplicada ao processo de produção MDF

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José Eduardo Estevam da Silva 
Química básica 
aplicada ao 
processo de 
produção MDF 
 
 
 
 
 
 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
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José Eduardo Estevam da Silva 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
SUMÁRIO 
Introdução – Pequenas, porém importantes verdades na Química. ............ 6 
Módulo 1 – Química básica ............................................................................. 6 
1 - Estrutura eletrônica dos átomos (prótons, nêutrons e elétrons) ................ 6 
1.1 - Íons ...................................................................................................... 7 
1.2 - Distribuição eletrônica em níveis energéticos ...................................... 9 
2 - Tabela Periódica ...................................................................................... 12 
3 - Tipos de ligações químicas ...................................................................... 15 
3.1 – Estabilidade dos Gases Nobres ........................................................ 15 
3.2 - A Regra do Octeto ............................................................................. 15 
3.3 - Ligação iônica .................................................................................... 16 
3.4 - Ligação covalente .............................................................................. 18 
3.5 - Ligação metálica ................................................................................ 20 
4 - Interações intermoleculares ..................................................................... 21 
4.1 - Interação dipolo-dipolo ...................................................................... 21 
4.2 - Interação dipolo-induzido ................................................................... 21 
4.3 - Ligação de hidrogênio ....................................................................... 21 
5 - Eletronegatividade e Polaridade .............................................................. 22 
6 - Fundamentos de Química Orgânica ........................................................ 23 
6.1 - Classificação das Cadeias Carbônicas .............................................. 24 
6.2 - Hidrocarbonetos ................................................................................ 26 
6.3 - Álcoois ............................................................................................... 28 
6.4 - Aldeídos ............................................................................................. 29 
6.5 - Cetonas ............................................................................................. 30 
6.6 - Éteres ................................................................................................ 30 
6.7 - Ácidos carboxílicos ............................................................................ 31 
6.8 - Ésteres .............................................................................................. 32 
6.9 - Aminas ............................................................................................... 33 
6.10 - Isocianatos ...................................................................................... 34 
7 - Polímeros ................................................................................................. 34 
7.1 - Definição ............................................................................................ 34 
7.2 - Principais polímeros conhecidos ....................................................... 35 
7.3 - Plásticos termofixos ........................................................................... 36 
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7.4 - Plásticos termoplásticos .................................................................... 36 
7.5 - Polímeros Naturais ............................................................................ 36 
7.6 - Polímeros Sintéticos .......................................................................... 36 
7.7 - Polímeros de adição .......................................................................... 36 
7.8 - Polímeros de condensação ............................................................... 37 
7.9 – Propriedades .................................................................................... 38 
8 – Medição de pH ..................................................................................... 40 
Módulo 2 – Fibras de madeira ....................................................................... 42 
1 – Composição química da madeira ............................................................ 42 
1.1 - Celulose ............................................................................................. 46 
1.2 - Hemicelulose ..................................................................................... 46 
1.3 - Lignina ............................................................................................... 47 
1.4 - Resistencia mecânica em madeira de pinus e eucalipto ................... 49 
1.5 - Considerações sobre as fibras de madeira ....................................... 50 
Módulo 3 – Adesivos e aditivos .................................................................... 51 
1 – Adesivos ................................................................................................. 51 
1.1 - Características físico-químicas do adesivo ........................................ 51 
1.2 - Resina UF .......................................................................................... 52 
1.3 - Resina MF ......................................................................................... 54 
1.4 - Resina MDI ........................................................................................ 55 
2 - Aditivos .................................................................................................... 56 
2.1 - Catalisador ........................................................................................ 56 
2.2 - Emulsão de parafina .......................................................................... 56 
2.3 - Desmoldante ..................................................................................... 57 
2.3 – Retardante de fogo ........................................................................... 58 
2.4 - Pigmento e corante ............................................................................ 58 
Módulo 4 – Interações químicas entre fibras de madeira e adesivos ........ 59 
1 - Reações químicas na fabricação de painéis de fibras ............................. 59 
1.1 - Princípios básicos da encolagem de fibras de madeiras ................... 59 
1.2 - Controle de pH .................................................................................. 62 
1.3 – Hidrólise ............................................................................................ 63 
1.4 - Condensação .................................................................................... 64 
Referências Bibliográficas ............................................................................ 65 
 
 
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FIGURAS 
Figura 1 – Estrutura eletrônica do átomo ........................................................... 6 
Figura 2 – Cátions e ânions................................................................................ 8 
Figura 3 – Formação de íons ............................................................................. 8 
Figura 4 – Camadas eletrônicas ......................................................................... 9 
Figura 5 – Subníveis eletrônicos ......................................................................10 
Figura 6 – Diagrama de Linus Pauling ............................................................. 11 
Figura 7 – Divisão da Tabela Periódica ............................................................ 12 
Figura 8 – Níveis e subníveis eletrônicos ......................................................... 16 
Figura 9 – Estrutura eletrônica Cloro e sódio ................................................... 17 
Figura 10 – Estrutura eletrônica H2 .................................................................. 18 
Figura 11 – Atração e repulsão de núcleos atômicos ....................................... 19 
Figura 12 – Nuvem eletrônica .......................................................................... 20 
Figura 13 – Interação dipolo-dipolo .................................................................. 21 
Figura 14 – Interação dipolo-induzido .............................................................. 21 
Figura 15 – Interação ligação de hidrogênio .................................................... 22 
Figura 16 – Eletronegatividade na tabela periódica ......................................... 23 
Figura 17 – Monômeros ................................................................................... 35 
Figura 18 – Tipos de monômeros ..................................................................... 35 
Figura 19 – Polietileno ...................................................................................... 37 
Figura 20 – Teflon ............................................................................................ 37 
Figura 21 – Condensação Uréia-formaldeído................................................... 37 
Figura 22 – Condensação nylon ....................................................................... 38 
Figura 23 – Escala de pH ................................................................................. 40 
Figura 24 – Indicador ácido-base ..................................................................... 41 
Figura 26 – Estrutura celular da madeira ......................................................... 43 
Figura 27 – Celulose ........................................................................................ 46 
Figura 29 – Molécula de lignina ........................................................................ 48 
Figura 30 – Polimerização adesivo UF ............................................................. 54 
Figura 31 – Polimerização adesivo MF ............................................................ 55 
Figura 32 – Ftalocianina verde ......................................................................... 58 
Figura 33 – Recobrimento da fibra pela resina ................................................. 60 
Figura 34 – Interação celulose e adesivo ......................................................... 61 
Figura 35 – Interação adesivo UF e fibras de madeira ..................................... 61 
Figura 36 – Interação adesivo MDI e fibras de madeira ................................... 62 
Figura 37 – Hidrólise e condensação da sacarose ........................................... 64 
 
 
 
 
 
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TABELAS 
Tabela 1 – Camadas eletrônicas ........................................................................ 9 
Tabela 2 – Subníveis eletrônicos ....................................................................... 9 
Tabela 3 – Grupos ou famílias ......................................................................... 12 
Tabela 4 – Tabela Periódica dos Elementos Químicos .................................... 14 
Tabela 5 – Nomenclatura hidrocarbonetos ...................................................... 28 
Tabela 6 – Composição química da madeira ................................................... 44 
Tabela 7 – Composição química constituintes da madeira .............................. 44 
 
 GRÁFICOS 
Gráfico 1 - Densidade da madeira versus distancia da medula ....................... 49 
Gráfico 2 – Resistencia a Compressão versus distância da medula ................ 49 
Gráfico 3 – Resistencia a flexão versus distancia da medula........................... 50 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução – Pequenas, porém importantes verdades na Química. 
• As coisas pequenas imitam as grandes e vice-versa; 
• Se demora em aquecer também demora em esfriar; 
• Coisas semelhantes solubilizam semelhantes; 
• Condutividade térmica e elétrica andam juntas. 
Módulo 1 – Química básica 
1 - Estrutura eletrônica dos átomos (prótons, nêutrons e elétrons) 
Segue abaixo a ilustração esquemática de um átomo qualquer. Nota-se 
que a maior parte do espaço é vazio. Trata-se de uma figura fora de proporção, 
pois o diâmetro da eletrosfera é milhares de vezes maior que o do núcleo. O 
núcleo aqui representado está ampliado cerca de 500 bilhões de vezes e a 
eletrosfera cerca de 150 milhões de vezes. Assim como Rutherford mostrou, um 
átomo apresenta muito mais espaço vazio que preenchido (PERUZZO; CANTO, 
2006). 
 
Figura 1 – Estrutura eletrônica do átomo 
 
O próton tem carga elétrica positiva (+), o elétron tem carga elétrica 
negativa (-) e o nêutron não tem carga. 
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O número atômico (Z) é o número de prótons presentes no núcleo de um 
átomo. O número de massa (A) é a soma do número de prótons (Z) mais o 
número de nêutrons (N). Pode ser expresso matematicamente por : 
A = Z+ N 
Ao representar um átomo, a convenção atual é escrever o número atômico 
da parte inferior esquerda do símbolo e o numero de massa na parte superior 
esquerda. Exemplos: 
 Átomos de carbono com 6 prótons, 6 elétrons e 6 nêutrons 
 Átomos de cloro com 17 prótons, 17 elétrons e 20 nêutrons 
 Átomos de nitrogênio com 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons 
Quando um átomo está eletricamente neutro, ele possui prótons e 
elétrons em igual número. 
1.1 - Íons 
Quando um átomo eletricamente neutro perde ou recebe eletrons, ele se 
transforma em um íon. 
Se um átomo eletricamente neutro recebe elétrons, passa a ficar com 
excesso de cargas negativas, ou seja, transforma-se em um íon negativo. Por 
outro lado, se perder elétrons, transforma-se em um íon positivo. 
Íon negativo é chamado de ânion. Ion positivo é chamado de cátion. 
Para melhor entender, vejamos a Figura 2 (PERUZZO; CANTO,2006): 
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Figura 2 – Cátions e ânions 
Os íons monovalentes possuem apenas uma carga elétrica e são 
representados colocando-se um sinal de mais (+) ou de menos (-) no canto 
superior direito do símbolo. O sinal de mais (+) indica um cátion e o de menos (-
) indica um ânion. 
Para representar os íons bivalentes (2 cargas), trivalentes (3 cargas) e 
tetravalentes (4 cargas) deve-se colocar um número que indica a quantidade de 
cargas antes do sinal de “mais” ou de “menos”. Assim, temos: 
Mg2+, S2-, Al3+, N3- e Pb4+ 
 
Figura 3 – Formação de íons 
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1.2 - Distribuição eletrônica em níveis energéticos 
Os elétrons se distribuem ao redor do núcleo em camadas que 
correspondem a níveis crescentes de energia. Estes níveis de energia 
correspondentes às camadas que se superpõem no átomo são representadas 
por letras maiúsculas K, L, M, N , O, P e Q ou por números 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7. 
Por meio de métodos experimentais, osquímicos concluíram que o número 
máximo de elétrons que cabe em cada camada ou nível de energia é: 
Tabela 1 – Camadas eletrônicas 
 
Em cada camada os elétrons se distribuem em subníveis (órbitas) 
representados por letras minúsculas s, p, d e f. A quantidade máxima de elétrons 
em cada órbita é a seguinte: 
Tabela 2 – Subníveis eletrônicos 
 
 
Figura 4 – Camadas eletrônicas 
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Cada subnível comporta um certo numero máximo de elétrons, conforme 
mostrado na Figura 5 (PERUZZO; CANTO, 2006) abaixo. Ordenando os 
subníveis em ordem crescente de energia, os cientistas chegaram ao seguinte 
esquema: 
 
Figura 5 – Subníveis eletrônicos 
 
Como pode ser visto no esquema anterior, o subnível 4s, apesar de 
pertencer a quarta camada, apresenta energia inferior a do subnível 3d, o que 
pertence a terceira camada. Algumas outras situações de inversão desse tipo 
ocorrem entre os vários subníveis, por exemplo, o subnível 5s tem energia 
inferior ao 4d e ao 4f. 
Convém notar que a quantidade máxima de elétrons em cada subnível é 
o dobro dos números ímpares naturais 1, 3, 5 e 7. O diagrama de energia de 
Linus Pauling é utilizado para fazer a distribuição dos elétrons nos níveis e nos 
subníveis de energia, fazendo-se a distribuição deles seguindo as linhas 
inclinadas, sempre de cima para baixo conforme Figura 6 (PERUZZO; CANTO, 
2006). O elétron será representado simbolicamente por : 
 
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Figura 6 – Diagrama de Linus Pauling 
A Camada de Valência é a última camada de distribuição eletrônica de 
um átomo. Por ser a camada mais externa, também é a que fica mais distante 
do núcleo atômico. De acordo com a Regra do Octeto, a camada de valência 
precisa de oito elétrons para se estabilizar. Usamos o Diagrama de Pauling para 
distribuir os átomos ao longo dos níveis (camadas) e subníveis de cada átomo. 
Exemplos: 
Nitrogênio - N 
Número Atômico: 7 
Distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p3 
Camada de Valência: 2s2 2p3, o N possui 5 elétrons na camada de 
valência. 
Oxigênio - O 
Número atômico: 8 
Distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p4 
Camada de Valência: 2s2 2p4, o oxigênio possui 6 elétrons na camada 
de valência. 
Carbono - C 
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Número atômico: 6 
Distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p2 
Camada de Valência: 2s2 2p2, o carbono possui 4 elétrons na camada 
de valência. 
2 - Tabela Periódica 
As sete linhas horizontais que aparecem na tabela periódica são 
denominadas períodos. As dezoito linhas verticais que aparecem na tabela são 
denominadas grupos ou famílias de elementos. Devemos assinalar que algumas 
famílias tem nomes especiais: 
Tabela 3 – Grupos ou famílias 
 
Outra separação importante existente na classificação periódica faz a 
divisão dos elementos em metais, não-metais (ou ametais), semimetais e gases 
nobres, conforme Figura 7 (PERUZZO; CANTO, 2006): 
 
Figura 7 – Divisão da Tabela Periódica 
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Os elementos que estão no primeiro período possuem somente uma 
camada de elétrons. Os que estão no segundo período possuem duas camadas. 
Os que estão no terceiro possuem três camadas e assim sucessivamente. 
Os elementos da família 1A tem tendência de doar um elétron. Os 
elementos da família 2A tem tendência de doar dois elétrons. Os elementos da 
família 4A tem tendência de receber quatro elétrons. Os da família 5A recebem 
três elétrons. Os da família 6A recebem dois elétrons. Os da família 7A recebem 
um elétron e os da família 8A não doam nem recebem, pois são estáveis 
(nobres). 
Elementos de um mesmo grupo da Tabela Periódica apresentam o 
mesmo número de elétrons na camada de valência. 
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Tabela 4 – Tabela Periódica dos Elementos Químicos 
 
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3 - Tipos de ligações químicas 
Representações químicas: 
 
3.1 – Estabilidade dos Gases Nobres 
Comparando-se as propriedades dos Gases Nobres com a dos outros 
elementos, observamos que os Gases Nobres apresentam praticamente: 
a) Os mais elevados potenciais de ionização; 
b) Nenhuma afinidade eletrônica; 
c) Nenhuma eletronegatividade; 
Desta forma, podemos afirmar que os GASES NOBRES são elementos 
muito estáveis, ou seja, não tem a necessidade de formar ligações com outros 
átomos, pois sua camada de valência está completa. 
3.2 - A Regra do Octeto 
Então, Gilbert Newton Lewis propôs uma teoria para explicar a ligação 
entre os átomos, que ficou conhecida como modelo de octeto de elétrons (ou, 
simplesmente, regra do octeto). De acordo com esse modelo: 
Os átomos dos diferentes elementos ligam-se uns aos outros, doando, 
recebendo ou compartilhando elétrons na tentativa de adquirir uma configuração 
eletrônica igual a de um gás nobre (estável): 8 elétrons na camada de valência 
ou, então, 2 elétrons se a camada de valência for a primeira camada (FELTRE, 
2005). 
OBS: Valência: Entende-se por valência a capacidade de combinação 
dos átomos. Ela corresponde ao número de elétrons que um átomo pode ganhar 
ou perder. 
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Figura 8 – Níveis e subníveis eletrônicos 
 
A seguir, estudaremos, separadamente, os três diferentes tipos de 
ligações químicas interatômicas, a saber: Ligação Iônica, Covalente e metálica. 
 
3.3 - Ligação iônica 
Ligação iônica é um tipo de ligação química baseada na atração 
eletrostática de íons com cargas opostas. 
Consideremos a reação entre o sódio e o cloro produzindo cloreto de 
sódio: 
Na + Cl → NaCl 
Eletronicamente essa reação é explicada esquematicamente na Figura 9 
(PERUZZO; CANTO, 2006): 
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Figura 9 – Estrutura eletrônica Cloro e sódio 
 
Nesse exemplo, o átomo de sódio cede definitivamente 1 elétron ao átomo 
de cloro. Desse modo, forma-se um íon positivo (cátion Na+) e um íon negativo 
(ânion Cl-). Ambos com o octeto completo, ou seja, com a configuração de um 
gás nobre. Lembrando que essa explicação envolve apenas os elétrons da última 
camada (elétrons de valência) é comum simplificar a representação em que os 
sinais • e x estão representando exatamente os elétrons da camada mais 
externa. Essa representação é chamada notação de Lewis: 
 
Os átomos dos elementos dos grupos 1, 2 e 3 apresentam uma tendência 
acentuada a perder (doar) os eletrons da camada de valência. 
Os átomos dos elementos dos grupos 15, 16 e 17 apresentam, de modo 
geral, a tendência a receber elétrons para ficar com oito eletrons na última 
camada. 
Outros exemplos: 
 
 
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Atenção especial com o hidrogênio, pois ele não é metal, mas um ametal. 
Ele tem apenas um elétron e para estabilizar-se precisa receber mais um elétron. 
Desta forma, o H é a única exceção da primeira família, onde todos os demais 
são doadores de um elétron (FELTRE, 2005). 
3.4 - Ligação covalente 
Consideremos,como primeiro exemplo, a união entre dois átomos do 
elemento hidrogênio (H) para formar a molécula de H2: 
 
Eletronicamente, a Figura 10 (PERUZZO; CANTO,2006) mostra uma 
representação esquemáticas: 
 
Figura 10 – Estrutura eletrônica H2 
 
De forma abreviada temos: 
 
Ou ainda: 
 
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Nesta última representação, o traço (-) está indicando o par de elétrons 
que os dois átomos de hidrogênio passam a compartilhar. Assim, por 
comodidade, costuma-se representar uma ligação covalente normal por um 
traço. A molécula de H2 é estável, isto é, os átomos não se separam porque há 
um equilíbrio entre as forças de atração elétrica (entre núcleos e elétrons) e as 
forças de repulsão elétrica (entre os dois núcleos e entre os dois elétrons), como 
mostrado na Figura 11 (PERUZZO; CANTO, 2006) abaixo: 
 
Figura 11 – Atração e repulsão de núcleos atômicos 
 
Outro exemplo é molecula de N2 : cada átomo de nitrogênio tem apenas 
cinco elétrons na camada de valência. Eles se unem compartilhando três pares 
de elétrons. Forma-se um ligação tripla entre os átomos, que é indicada pelos 
três traços na representação abaixo. Desse modo cada átomo está com o octeto 
completo, pois além de seus cinco elétrons, compartilha três elétrons com o 
átomo vizinho. 
 
Ligação covalente é a união entre átomos estabelecida por pares de 
elétrons compartilhados. 
 
 
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3.5 - Ligação metálica 
Uma das principais características dos metais é a fácil condução de 
eletricidade. A consideração de que a corrente elétrica é um fluxo de elétrons 
levou a criação da chamada teoria da nuvem eletrônica (ou mar de elétrons). 
Em geral, os átomos dos metais tem apenas 1, 2 ou 3 elétrons na última 
camada eletrônica. Essa camada está normalmente afastada do núcleo, que 
consequentemente atrai poucos esses elétrons. Como resultado, os elétrons 
escapam facilmente do átomo e transitam livremente pelo reticulado. Desse 
modo, os átomos que perdem elétrons transformam-se em cátions, os quais 
podem logo depois receber elétrons e voltar à forma de átomo neutro e assim 
sucessivamente (FELTRE, 2005). 
Por fim, pode-se dizer que segundo essa teoria, o metal seria um 
aglomerado de átomos nêutrons e cátions, mergulhados em uma nuvem (ou 
mar) de elétrons livres. Assim, a nuvem de elétrons funcionaria como uma 
ligação metálica, mantendo os elétrons unidos. 
 
Figura 12 – Nuvem eletrônica 
3.5.1 - Propriedades 
Brilho: os objetos metálicos, quando polidos, apresentam um brilho 
característico dos metais, por causa dos elétrons livres localizados na superfície 
dos metais que absorvem e irradiam a luz. 
Condutividade Térmica e Elétrica: os metais possuem elétrons livres em 
suas ligações metálicas, o que permite um trânsito rápido de temperatura e calor. 
É por este motivo que os metais são bons condutores de calor e temperatura. 
Ponto de fusão e de ebulição altos: os metais fundem e fervem em 
temperaturas geralmente bem elevadas, devido à ligação metálica ser muito 
https://www.infoescola.com/termodinamica/conducao-termica/
https://www.infoescola.com/quimica/eletron-livre/
https://www.infoescola.com/fisico-quimica/pontos-de-fusao-e-ebulicao/
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forte, como mencionado na propriedade anterior, os átomos são intensamente 
unidos. 
Densidade elevada: normalmente os metais são densos, em virtude das 
estruturas compactas dos retículos cristalinos. 
4 - Interações intermoleculares 
As forças intermoleculares mantém as moléculas unidas e determinam as 
características físicas e químicas de uma determinada substância. As forças 
intermoleculares são o resultado das atrações eletrostáticas entre as moléculas 
que compõem uma substancia. Essas forças podem ser: 
4.1 - Interação dipolo-dipolo 
Ocorre entre moléculas polares como HCl, HF e CO. 
 
Figura 13 – Interação dipolo-dipolo 
 
4.2 - Interação dipolo-induzido 
Ocorre entre moléculas apolares como O2, CO2 e CH4 
 
Figura 14 – Interação dipolo-induzido 
4.3 - Ligação de hidrogênio 
Presente exclusivamente nas moléculas contendo átomos de F, O ou N 
interagindo com H. 
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Figura 15 – Interação ligação de hidrogênio 
As forças intermoleculares são mais fracas do que as forças 
intramoleculares (ligações químicas), mas fortes o suficiente para governar 
certas propriedades das substancias, tais como: mudança de estado físico 
(fusão, ebulição, sublimação etc.), tensão superficial e viscosidade. 
Uma interação química significa que as moléculas se atraem ou se 
repelem entre si, sem que ocorra a quebra ou formação de novas ligações 
químicas. Estas interações são frequentemente chamadas de interações não 
covalentes ou interações intermoleculares. Quando compostos apolares 
interagem, o contato de uma molécula com a outra faz com que apareça uma 
força atrativa muito fraca que pode ser vista como uma interação dipolo induzido-
dipolo induzido. 
5 - Eletronegatividade e Polaridade 
Denomina-se eletronegatividade a tendência que o átomo de um 
determinado elemento apresenta para atrair elétrons, num contexto em que se 
acha ligado a outro(s) átomos(s). Embora essa atração se dê sobre todo o 
ambiente eletrônico que circunda o núcleo do átomo, é de particular interesse a 
atração que ele exerce sobre os elétrons envolvidos na ligação química. 
Segue abaixo a fila de eletronegatividade com alguns dos elementos que 
aparecem frequentemente no estudo da Química: 
F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H 
 
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Figura 16 – Eletronegatividade na tabela periódica 
 
Uma ligação covalente será polar sempre que os dois átomos 
envolvidos possuírem diferentes eletronegatividades. 
Substancia polar tende a se dissolver em outra polar e substancia 
apolar tende a se dissolver em outra substrancia apolar. De forma 
resumida: “semelhante dissolve semelhante”. 
6 - Fundamentos de Química Orgânica 
Química orgânica é o ramo da química que estuda os compostos de 
carbono. O carbono pertence ao segundo período, grupo 4A da tabela periódica. 
 
O Carbono tem 4 elétrons na camada de valência e sempre forma 4 
ligações covalentes nos compostos orgânicos. Nestes compostos podem 
aparecer outros elementos como H, O, N. O carbono tem a característica de 
poder se ligar a outros carbonos formando cadeias carbônicas. Ele pode se ligar 
à outro carbono por meio de: 
 
 
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6.1 - Classificação das Cadeias Carbônicas 
 Inicialmente vamos conhecer a fórmula estrutural simplificada: 
 
As cadeias carbônicas são classificadas em dois grandes grupos: 
• Cadeias abertas ou alifáticas: Se seguirmos os carbonos da 
cadeia, estes não formam um ciclo, isto é, o C inicial não se liga ao 
C final: 
 
• Cadeias fechadas ou cíclicas: se seguirmos os carbonos da 
cadeia, estes formam um ciclo: 
 
As cadeias alifáticas ou cíclicas podem ser homogêneas ou 
heterogêneas. Elas serão homogêneas quando apresentarem somente átomos 
de carbono na cadeia e heterogêneas quando apresentarem átomo diferente de 
carbono entre dois átomos de carbono. Este átomo é denominado heteroátomo. 
Exemplos: 
Química básica aplicada ao processo de produçãoMDF 
 
25 
José Eduardo Estevam da Silva 
 
Elas também podem ser saturadas ou insaturadas. Elas serão saturadas 
se apresentarem somente simples ligações entre carbonos e insaturadas se 
apresentarem dupla ou tripla ligação entre carbonos: 
 
 
Podem ainda ser normal ou ramificada. Dizemos que uma cadeia é normal 
quando não apresentam ramificações, isto é, consegue-se seguir os carbonos 
em uma única sequência. Será ramificada quando para qualquer sequência 
escolhida deixamos carbonos de fora. Consideraremos esta alternativa somente 
para as cadeias alifáticas. Nas cadeias cíclicas consideraremos as cadeias com 
ramificações como sendo mistas: 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
26 
José Eduardo Estevam da Silva 
 
Nas cadeias carbônicas, podemos classificar os átomos de C em função 
do número de outros átomos de C aos quais está ligado. 
Primário – ligado a 1 outro carbono 
Secundário – ligado a 2 outros carbonos 
Terciário – ligado a 3 outros carbonos 
Quaternário – ligado a 4 outros carbonos. 
Exemplos: 
 
6.2 - Hidrocarbonetos 
São compostos orgânicos constituídos somente por carbono e hidrogênio. 
Exemplos: 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
27 
José Eduardo Estevam da Silva 
Os alcanos são hidrocarbonetos de cadeia alifática e saturada. 
Exemplos: 
 
O alcenos são hidrocarbonetos de cadeia alifática, insaturada por uma 
dupla ligação carbono – carbono. Exemplos: 
 
Os alcinos são hidrocarbonetos de cadeia insaturada por uma tripla 
ligação carbono – carbono. Exemplos: 
 
Aromáticos são hidrocarbonetos que possuem 1 ou mais anéis 
benzênicos: 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
28 
José Eduardo Estevam da Silva 
6.2.1 - Nomenclatura dos hidrocarbonetos 
Segue abaixo a Tabela 5 (PERUZZO; CANTO, 2006) que mostra de forma 
resumida a base da nomenclatura dos hidrocarbonetos. Usaremos um prefixo 
para indicar o número de carbonos e uma terminação que vai corresponder a 
subfunção ou classe: 
Tabela 5 – Nomenclatura hidrocarbonetos 
 
Os compostos cíclicos recebem o nome do alcano ou alceno 
correspondente antecedidos da palavra ciclo: 
 
6.3 - Álcoois 
São compostos derivados de hidrocarbonetos pela substituição de um ou 
mais átomos de hidrogênio de átomos de carbono saturado por igual número de 
grupo hidroxila. Quanto à posição da hidroxila na molécula os álcoois classificam 
em: primários, secundários e terciários: 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
29 
José Eduardo Estevam da Silva 
6.3.1 - Nomenclatura 
O nome oficial dos álcoois segue a mesma regra atribuída aos 
hidrocarbonetos, com exceção da terminação que trocamos o o por ol: 
 
O nome não oficial dos álcoois são formados pela palavra álcool, seguida 
do nome do radical alquila com a terminação ico: 
 
 
6.3.2 - Propriedades 
Os álcoois primários apresentam ponto de ebulição maior que de um 
primário, e este maior que de um terciário. Os pontos de ebulição também estão 
condicionados às suas massas molares, pois quanto maior a massa molar do 
álcool maior é o seu ponto de ebulição. 
Os álcoois com até três átomos de carbono possuem solubilidade infinita 
em água. A solubilidade em água dos álcoois também está condicionada à 
massa molar, pois esta diminui a medida que aumenta a massa molar. Os álcoois 
com até 12 átomos de carbono são líquido e acima deste número são sólidos. 
6.4 - Aldeídos 
Aldeídos são compostos derivados de hidrocarbonetos pela substituição 
de dois átomos de hidrogênio de carbono primário e saturado por um átomo de 
oxigênio. Ao substituir os dois átomos de hidrogênio do hidrocarboneto pelo 
oxigênio obtém-se o grupo carbonila. Os aldeídos são identificados pela 
existência do grupo funcional – CHO. 
 
6.4.1 - Nomenclatura 
O nome oficial de um aldeído é formado pelo prefixo indicativo do número 
de átomos de carbono seguido do infixo que indica o tipo de ligação entre os 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
30 
José Eduardo Estevam da Silva 
átomos de carbono e o infixo que indica a função que pertence o composto, para 
os aldeídos usamos a terminação al. 
 
6.4.2 - Propriedades 
Os aldeídos são polares e os de baixas massas molares apresentam 
menor densidade que a água e são solúveis nela. A solubilidade dos aldeídos é 
devida às pontes de hidrogênio que podem fazer com as moléculas de água. A 
solubilidade dos aldeídos em água decresce à medida que aumentam a cadeia 
carbônica até se tornarem insolúveis. 
6.5 - Cetonas 
Cetonas são compostos orgânicos derivados de hidrocarbonetos e 
apresentam o grupo carbonila em suas composições. O nome oficial das cetonas 
segue a mesma regra atribuída aos hidrocarbonetos com exceção da 
terminação(sufixo), que substitui o o do hidrocarboneto por ona. A numeração 
da cadeia de uma cetona inicia-se na extremidade mais próxima do grupo 
funcional. 
 
6.5.1 - Propriedades 
Devido a presença do grupo carbonila em suas moléculas, as cetonas são 
polares. As cetonas de baixas massas molares são solúveis em água e podem 
fazer pontes de hidrogênio com a mesma. As cetonas de elevadas massas 
moleculares são insolúveis e imiscíveis em água, pois à medida que o conteúdo 
carbônico aumenta as cetonas a sua solubilidade diminuída em água). 
As cetonas apresentam pontos de ebulição menores que dos álcoois e 
dos ácidos carboxílicos de massas molares aproximadas e maiores que dos 
aldeídos. As cetonas de menores massas moleculares são líquidas e as cetonas 
de massas molares elevadas são sólidas. 
6.6 - Éteres 
Éteres são compostos que apresentam o grupo funcional R–O–R. 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
31 
José Eduardo Estevam da Silva 
6.6.1 - Nomenclatura 
O nome oficial de um éter é formado pelo nome do grupo alcoxi mais o 
nome do hidrocarboneto correspondente ao grupo alquila. 
 
 
O nome não oficial de um éter é formado pela palavra éter mais os nomes 
dos grupos que estão ligados ao átomo de hidrogênio em ordem alfabética com 
a terminação ico: 
 
6.6.2 – Propriedades 
Os éteres que apresentam até três átomos de carbono são gasosos, a 
partir do etoxietano são líquidos e os de massas molares elevadas são sólidos. 
Os éteres apresentam baixa polaridade (apresenta baixa reatividade) e sua 
solubilidade em água é comparável à dos álcoois e apresentam densidades 
menores do que ela. 
Os éteres líquidos são usados como solventes apolares e na extração de 
óleos, gorduras e essências de fontes naturais. Os éteres de baixas massas 
molares exercem ação embriagante quando inalados e em doses elevadas 
apresentam ação narcótica. 
6.7 - Ácidos carboxílicos 
São compostos orgânicos que apresentam o grupo funcional carboxila, 
isto é, um carbono que realiza uma ligação dupla com outro carbono e uma 
ligação simples com um grupo OH. 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
32 
José Eduardo Estevam da Silva 
6.7.1 – Nomenclatura 
O nome oficial de um ácido carboxílico segue a mesma regra atribuída 
aos hidrocarbonetos com exceção da terminação, que trocamos o o do 
hidrocarboneto pela terminação óico. 
 
Quando for necessário numerar a cadeia carbônica, deve-se iniciar a 
partir do carbono pertencente ao grupo funcional. 
6.7.2 - Propriedades 
Os monoácidos alifáticos de 1 a 9 átomos de carbono são líquidos, acima 
de 10 carbonos são sólidos e são chamados de ácidos graxos. Os monoácidoscom até 4 átomos de carbono são solúveis em água, e de 5 a 10 átomos de 
carbono são parcialmente solúveis em água e os demais são insolúveis em água. 
6.8 - Ésteres 
Os ésteres são compostos orgânicos oxigenados que são formados pela 
reação química entre um ácido carboxílico e um álcool. Apresentam o grupo 
funcional composto por dois átomos de oxigênio e dois radicais R. 
 
6.8.1 – Nomenclatura 
 O nome oficial de um éster deriva do nome do ácido de origem, trocando 
a terminação ico pela terminação ato, mais o nome do radical alquila ou arila. 
Exemplo: nome do ácido: ácido etanóico, este da origem ao etanoato de etila, na 
nomenclatura não oficial utiliza-se o prefixo latino para indicar o número de 
átomos de carbono (acetato de etila). 
6.8.2 – Propriedades 
 Possuem aroma de frutas e flores. Ésteres de baixa massa molar são 
líquidos à temperatura ambiente e os de alta massa molar são sólidos. Quando 
comparados com os álcoois e ácidos carboxílicos, os ésteres apresentam pontos 
de fusão e ebulição mais baixos. 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/massa-molar-numero-mol.htm
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
33 
José Eduardo Estevam da Silva 
 Em comparação com a água, os ésteres de menor massa molar são 
menos densos. Os ésteres de menor massa molar são polares e os de maior 
massa molar são apolares. Os ésteres de menor massa molar são pouco 
solúveis em água e os de maior massa são insolúveis em água. 
6.9 - Aminas 
 As aminas são uma classe de compostos químicos orgânicos 
nitrogenados derivados do amoníaco (NH3). Se substituirmos um, dois ou três 
hidrogênios da amônia, teremos, respectivamente, aminas primárias, 
secundárias ou terciárias: 
 
 Primária Secundária Terciária 
6.9.1 – Nomenclatura 
 O nome de uma amina primária é formado de modo semelhante a de um 
monoálcool. 
 
6.9.2 – Propriedades 
 As aminas são polares e estas formam com a água pontes de hidrogênio. 
A polaridade das aminas diminui à medida que passa da primária para a 
secundária e sucessivamente. Os pontos de ebulição são mais elevados que os 
dos compostos apolares de igual massa molar, porém são mais baixos que os 
dos álcoois e ácidos carboxílicos. 
 Qualquer que seja a classe das aminas, esta tem a possibilidade de 
formarem ligações de hidrogênio com a água. As aminas de massas molares 
baixa são perfeitamente solúveis em água. A solubilidade das aminas em água 
diminui à medida que aumenta o conteúdo carbônico. As aminas com o máximo 
de 12 átomos de carbono são líquidas e acima deste número são sólidas. As 
aminas também são solúveis em solventes menos polares (éter, álcool, 
benzeno). 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
34 
José Eduardo Estevam da Silva 
6.10 - Isocianatos 
 Os isocianatos possuem o grupo R-N=C=O que reage com compostos 
que possuam átomos de hidrogênio ativo, como os polióis (vários álcoois) e a 
água. Vejamos abaixo três importantes reações dos isocianatos: 
a) Álcoois formando poliuretanos; 
 
b) Aminas dando poliuréias; 
 
c) Água originando poliuréia e liberando gás carbônico que é o principal 
agente de expansão nas espumas de PU; 
 
7 - Polímeros 
7.1 - Definição 
 Polímero é qualquer material orgânico ou inorgânico, sintético ou natural, 
que tenha um alto peso molecular e com variedades estruturais repetitivas, 
sendo que normalmente esta unidade que se repete é de baixo peso molecular 
(MANRICH, 2005). 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
35 
José Eduardo Estevam da Silva 
Figura 17 – Monômeros 
 A palavra POLÍMERO vem do grego, onde poli significa “muito” e mero 
quer dizer “parte” ou “unidade” (que se repete). Os meros são ligados entre si 
por meio de ligações primárias (estáveis) e formam um polímero. Dependendo 
da necessidade e objetivo da síntese, os monômeros (meros) podem se 
organizar premeditadamente de forma alternada, randômica, em bloco ou 
enxertados. A Figura 18 mostra exemplos: 
 
Figura 18 – Tipos de monômeros 
 
7.2 - Principais polímeros conhecidos 
Seguem abaixo vários exemplos de polímeros usados no nosso 
cotidiano: 
 
 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
36 
José Eduardo Estevam da Silva 
 
7.3 - Plásticos termofixos 
 Os polímeros que por aquecimento ou outra forma de tratamento, 
assumem estrutura tridimensional, reticulada, com ligações cruzadas, tornando-
se insolúveis e infusíveis são chamados termorrígidos (thermoset). Após o 
resfriamento e endurecimento, esses plásticos mantêm o formato e não 
conseguem voltar à sua forma original. Alguns exemplos são: poliuretano, 
poliéster, resinas epóxi, resinas a base de uréia-formaldeído (PASSATORE, 
2013). 
7.4 - Plásticos termoplásticos 
 Os polímeros lineares ou ramificados que permitem fusão por 
aquecimento e solidificação por resfriamento. Os termoplásticos são menos 
rígidos do que os termorrígidos e podem ficar flexíveis com o aquecimento, 
voltando à sua forma original. São facilmente maleáveis para produzir filmes, 
fibras e embalagens. Alguns exemplos são: polietileno (PE), polipropileno (PP) 
e cloreto de polivinila (PVC). 
7.5 - Polímeros Naturais 
 Os polímeros naturais são: a borracha, os polissacarídeos (como celulose 
e amido) e as proteínas. A borracha natural é um polímero de adição, ao passo 
que os polissacarídeos e as proteínas são polímeros de condensação, obtidos 
respectivamente a partir de monossacarídeos e aminoácidos. 
7.6 - Polímeros Sintéticos 
 Em geral os polímeros sintéticos são produzidos quimicamente a partir de 
produtos derivados de petróleo. Eles podem oferecer uma infinidade de 
aplicações. 
7.7 - Polímeros de adição 
 Formados a partir de um único monômero por meio de uma reação de 
adição. As substâncias usadas na geração de polímeros manifestam de forma 
obrigatória uma ligação dupla entre os carbonos. 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
37 
José Eduardo Estevam da Silva 
 
Figura 19 – Polietileno 
 
 
Figura 20 – Teflon 
7.8 - Polímeros de condensação 
 São gerados pela reação entre dois monômeros diferentes por meio de 
uma reação de condensação. Nessa reação ocorre a eliminação de outra 
molécula geralmente a água ou um ácido. Nessa modalidade de polimerização, 
os monômeros não necessitam demonstrar ligações duplas por meio dos 
carbonos. No entanto é extremamente necessária a presença de dois tipos de 
grupos funcionais distintos (PASSATORE, 2013). 
 
Figura 21 – Condensação Uréia-formaldeído 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
38 
José Eduardo Estevam da Silva 
 
Figura 22 – Condensação nylon 
7.9 – Propriedades 
Conforme Passatore (2013), os polímeros apresentam algumas 
importantes propriedades: 
 • Densidade: Os polímeros apresentam uma densidade relativamente 
baixa se comparados a outros materiais. A faixa de variação de densidade 
destes materiais estende-se de aproximadamente 0,9 g/cm3 até 2,3 g/cm3 e são 
mais leves que metais ou cerâmica. Exemplo: o Poliestireno é 3 vezes mais leve 
que o alumínio e 8 vezes mais leve que o aço. Motivação para uso na indústria 
de transportes, embalagens, equipamentos esportivos, etc. 
 • Condutibilidade térmica: A condutibilidade térmica da maioria dos 
polímeros situa-se na faixa de 0,15 a 0,5 W/mK. Um motivo para baixa 
condutibilidade térmica destes materiais é a falta de elétrons livres no material. 
A condutividade térmica dos polímeros é cerca de mil vezes menor que a dos 
metais. Logo, são altamenterecomendados em aplicações que requeiram 
isolamento térmico, particularmente na forma de espumas. Por outro lado 
existem alguns polímeros dopados por grupos químicos que lhes atribuem a 
capacidade de transferir calor. 
 • Condutibilidade elétrica: Em geral os polímeros conduzem muito mal 
a energia elétrica. Eles têm elevada resistência e com isso baixa condutibilidade 
em comparação a outros materiais. A resistência elétrica dos polímeros é 
dependente da temperatura e diminui com o aumento da temperatura. A razão 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
39 
José Eduardo Estevam da Silva 
para a baixa condutibilidade elétrica é a mesma para a térmica, a falta de elétrons 
livres. 
 Observando esta propriedade, os polímeros são altamente indicados para 
aplicações onde se requeira isolamento elétrico. Pode-se melhorar sua 
condutibilidade elétrica introduzindo-se pós-metálicos nesses materiais. A 
adição de cargas especiais condutoras (limalha de ferro, negro de fumo) pode 
tornar polímeros fracamente condutores, evitando acúmulo de eletricidade 
estática que é perigoso em certas aplicações. 
 Nota: Há polímeros especiais que são bons condutores. O Prêmio Nobel 
de Química do ano 2000 foi concedido a cientistas que sintetizaram polímeros 
com alta condutividade elétrica. 
 • Resistência à corrosão: As ligações químicas presentes nos plásticos 
(covalentes/Van der Walls) lhes conferem maior resistência à corrosão por 
oxigênio ou produtos químicos do que no caso dos metais (ligação metálica). 
Isso contudo não quer dizer que os plásticos sejam completamente invulneráveis 
ao problema. Ex: um CD não pode ser limpo com terebintina, que danificaria a 
sua superfície. De maneira geral, os polímeros são atacados por solventes 
orgânicos que apresentam estrutura similar a eles. Ou seja: similares diluem 
similares. 
 • Porosidade: O espaço entre as macromoléculas do polímero é 
relativamente grande. Isso confere baixa densidade ao polímero, o que é uma 
vantagem em certos aspectos. Esse largo espaçamento entre moléculas faz com 
que a difusão de gases através dos plásticos seja alta. Em outras palavras: esses 
materiais apresentam alta permeabilidade a gases, que varia conforme o tipo de 
plástico. A principal consequência deste fato é a limitação dos plásticos como 
material de embalagem, aparente no prazo de validade mais curto de bebidas 
acondicionadas em garrafas de PET. Por exemplo, o caso da cerveja é o mais 
crítico. Essa permeabilidade pode ser muito interessante como no caso de 
membranas poliméricas para remoção de sal da água do mar. 
 • Propriedades mecânicas importantes: alta flexibilidade conforme o 
tipo de polímero e os aditivos usados na sua formulação; alta resistência ao 
impacto. Tal propriedade, associada à transparência, permite substituição do 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
40 
José Eduardo Estevam da Silva 
vidro em várias aplicações, tais como: lentes de óculos (em acrílico ou 
policarbonato) e faróis de automóveis (policarbonato). Contudo, a resistência à 
abrasão e a solventes não é tão boa quanto à do vidro. Lentes de acrílico riscam 
facilmente e se danificam se entrarem em contato com solventes como, por 
exemplo, acetona. 
8 – Medição de pH 
O pH corresponde ao potencial hidrogeniônico de uma solução. Ele é 
determinado pela concentração de íons de hidrogênio (H+) e serve para medir o 
grau de acidez, neutralidade ou alcalinidade de determinada solução. Além do 
pH existe também outra grandeza que determina a acidez e a basicidade de um 
sistema aquoso: o pOH (potencial hidroxiliônico). Essa escala possui a mesma 
função que o pH, embora seja menos utilizada. 
 
Figura 23 – Escala de pH 
 
O pH é representado numa escala que varia de 0 a 14. Ela mede a acidez 
e basicidade de uma solução. Sendo assim, o pH 7 representa uma solução 
neutra (por exemplo, a água pura). Já os que estão antes dele são consideradas 
soluções ácidas (pH ácido), e os que estão após o 7 são as soluções básicas 
(pH alcalino). Feita essa observação, o caráter ácido é crescente da direita para 
a esquerda. Já o caráter básico, da esquerda para a direita. Note que, quanto 
menor o valor do pH mais ácida será a solução. 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
41 
José Eduardo Estevam da Silva 
8.1 - Como medir o pH? 
O controle do pH é importante não só para fins científicos, mas também 
no cotidiano. O pH da piscina precisa ser verificado, assim como o pH do aquário 
e até mesmo o pH do solo para possibilitar certos tipos de plantações. Veja a 
seguir as principais formas de medir o pH. 
8.2 - Indicador ácido-base 
Os chamados indicadores ácidos-bases são utilizados para medir o pH de 
uma solução. Eles são substâncias que mudam de cor indicando o caráter da 
solução. Os indicadores mais utilizados são: o tornassol e a fenolftaleína. 
 
Figura 24 – Indicador ácido-base 
8.3 - pHmetro 
Além dos indicadores, o pH de uma solução pode ser medida através de 
um instrumento chamado de pHmetro. Esse aparelho eletrônico mede a 
condutividade elétrica da solução e converte para a escala dos valores de pH. 
Figura 25 – pHmetro 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
42 
José Eduardo Estevam da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Módulo 2 – Fibras de madeira 
1 – Composição química da madeira 
A Figura 26 (SUCHSLAND; WOODSON, 1987) mostra a estrutura da 
parede celular da madeira de forma simplificada: 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
43 
José Eduardo Estevam da Silva 
 
Figura 26 – Estrutura celular da madeira 
 
Todas as células de madeira possuem paredes constituídas por camadas, 
parede primária normalmente chamada por P e as três camadas da parede 
secundária normalmente chamadas por S1, S2 e S3 conforme a Figura 14 
(RYDHOLM, 1965). 
Na camada S1 existe um número de camadas finas (lamelas) de fibras 
paralelas com ângulos de orientação alternados em relação ao eixo da célula (50 
° a 70 °). A camada S2 mostra um alinhamento paralelo de fibras orientadas a 
cerca de 10 ° a 30 ° do eixo da célula. As fibras na camada mais interna (S3) da 
parede secundária descrevem uma hélice bastante plana sobre 60 ° a 90 ° em 
relação ao eixo da célula. 
Em relação à composição química elementar da madeira, pode-se afirmar 
que não há diferenças consideráveis, levando-se em conta as madeiras de 
diversas espécies. Os principais elementos químicos existentes são o Carbono 
(C), o Hidrogênio (H), o Oxigênio (O) e o Nitrogênio (N) em pequenas 
quantidades. 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
44 
José Eduardo Estevam da Silva 
Tabela 6 – Composição química da madeira 
Elemento (%) 
C 49 - 50 
H 6 
O 44 – 45 
N 0,1 - 1 
 
Quanto aos principais componentes químicos da madeira, temos a 
Celulose, Hemicelulose e Lignina conforme abaixo: 
Tabela 7 – Composição química constituintes da madeira 
 
Coníferas e folhosas (softwoods e hardwoods) são dois grandes grupos 
de vegetais produtores de madeira. 
Coníferas: caracterizam-se, principalmente, por possuir folhas em forma 
de agulhas e frutos em forma de cones com sementes expostas. No Brasil, a 
conífera nativa mais conhecida é o pinheiro-do-paraná cujo nome científico é 
Araucaria angustifolia. Uma outra conífera fornecedora de madeira é uma 
espécie exótica (nativa de outro país, mas cultivada por aqui) que é o pinus. O 
mais comum no Brasil é o Pinus elliottii, mas existem outros como o Pinus 
caribaea, Pinus oocarpa, Pinus taeda, Pinus patula etc. 
Química básicaaplicada ao processo de produção MDF 
 
45 
José Eduardo Estevam da Silva 
 
Folhosas: caracterizam-se, principalmente, pelas folhas largas e frutos 
com sementes envolvidas por uma casca. A este grupo pertence a grande 
maioria das espécies florestais brasileiras e aí estão incluídas a sucupira 
(Bowdichia nitida), o ipê (Tabebuia spp.), o mogno (Swietenia macrophylla), a 
andiroba (Carapa guianensis), o cedro (Cedrella spp.), o jatobá (Hymenaea 
courbaril), o pau-brasil (Caesalpinia echinata), o jacarandá-da-bahia (Dalbergia 
nigra) etc. Temos no Brasil uma folhosa exótica muito conhecida que é o 
eucalipto (Eucalyptus spp.). 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
46 
José Eduardo Estevam da Silva 
1.1 - Celulose 
É o componente majoritário, perfazendo aproximadamente a metade das 
madeiras tanto de coníferas quanto de folhosas. A molécula de celulose é uma 
cadeia medida em termos do número de unidades de glicose que ele contém. 
Esse número é chamado de grau de polimerização, que para madeira varia entre 
3.000 e 10.000 dependendo da espécie (RYDHOLM, 1965). Devido a suas 
propriedades químicas e físicas, bem como à sua estrutura supramolecular, 
preenche sua função como o principal componente da parede celular dos 
vegetais. 
 
Cadeia aberta 
 
 
Figura 27 – Celulose 
1.2 - Hemicelulose 
As hemiceluloses são polissacarídeos como celulose, mas de peso 
molecular muito menor. São mais solúveis e pouco contribui para a força da 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
47 
José Eduardo Estevam da Silva 
célula paredes. Possui caráter amorfo. As hemiceluloses são polímeros em cuja 
composição podem aparecer, condensadas em proporções variadas, diversas 
unidades de açúcar (sacarose) (FENGEL; WEGENER, 1989). 
Figura 28 – Açucares componentes da hemicelulose 
1.3 - Lignina 
É a terceira substância macromolecular componente da madeira. É um 
polímero reticulado, estrutura amorfa, tridimensional a partir de unidades de 
fenilpropano, ou seja, de natureza aromática. A lignina é responsável, em parte, 
pela resistência mecânica das madeiras (WARDROP, 1971). 
A unidade básica de fenilpropano consiste de um anel aromático e de uma 
parte alifática (cadeia lateral) de 3 átomos de carbono, denominados α, β e γ; 
(C6 -C3 ou C9, unidas por ligações éter e C-C). 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
48 
José Eduardo Estevam da Silva 
Os álcoois precursores para formação da lignina são: 
 
 
 
 
Figura 29 – Molécula de lignina 
 
 
 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
49 
José Eduardo Estevam da Silva 
1.4 - Resistencia mecânica em madeira de pinus e eucalipto 
Densidade da madeira (g/cm³) versus distancia da medula (cm) 
(SERPA et. al, 2003) 
 
Gráfico 1 - Densidade da madeira versus distancia da medula 
 
Resistencia a compressão (Mpa) versus distancia da medula (cm) 
(SERPA et. al, 2003) 
 
Gráfico 2 – Resistencia a Compressão versus distância da medula 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
50 
José Eduardo Estevam da Silva 
Resistencia a flexão (MPa) versus distancia da medula (cm) 
(SERPA et. al, 2003) 
 
Gráfico 3 – Resistencia a flexão versus distancia da medula 
 
1.5 - Considerações sobre as fibras de madeira 
O processo MDF prevê a produção de fibras de madeira a partir do 
“amolecimento” do cavaco para facilitar a desfibração. Seguem abaixo algumas 
observações feitas a partir do empirismo da operação: 
• A lignina exerce função de aglutinante natural na consolidação de chapas; 
• Pressões de vapor entre 9 e 9,5 bar favorecem o “amolecimento” da lignina; 
• Pressões de vapor inferiores a 8,0 bar dificultam o “amolecimento” da lignina; 
• Excesso de pressão de vapor (igual ou maior que 9,5 bar) gera danos a lignina; 
• Chapas de espessura média necessitam de menor densidade da fibra; 
• Para chapas finas e densas, a densidade da fibra deve ser mais alta; 
• Quanto mais velha a madeira, mais alcalina (pH aumenta e menor 
tamponamento ácido); 
• Madeiras moles ou macias tem valores de pH mais baixo que madeiras duras; 
• Quanto menor o pH da madeira, menor o gel time da resina UF; 
• Quanto maior a concentração de lignina menor será a dosagem de resina; 
• Quanto mais fina e densa a chapa, maior deve ser a concentração de lignina; 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
51 
José Eduardo Estevam da Silva 
Módulo 3 – Adesivos e aditivos 
1 – Adesivos 
1.1 - Características físico-químicas do adesivo 
1.1.1 - Viscosidade 
A viscosidade de um líquido pode ser definida como a resistência ao fluxo 
livre entre camadas de uma matéria, ou ainda, a grandeza que caracteriza a 
existência de atrito entre as moléculas de um fluido e que se manifesta através 
do escoamento. A fluidez de um líquido está relacionada com a sua viscosidade. 
Conforme Iwakiri et al. (2010), as diferenças na magnitude da viscosidade 
do adesivo resultam em diferentes inter-relações com as características de 
utilização. Adesivo com alta viscosidade resultará em: 
• Maior dificuldade de espalhamento devido à baixa fluidez; 
• As condições de umectação serão desfavoráveis; 
• Menor penetração do adesivo na estrutura capilar da madeira, com a 
formação da linha de cola mais espessa, ocasionando ligação insuficiente 
no sistema madeira – adesivo – madeira e qualidade inferior da colagem; 
Na condição de baixa viscosidade do adesivo teremos maior penetração 
do adesivo e sua absorção pela madeira e em situação extrema poderá resultar 
em alto consumo de cola. 
 A viscosidade, segundo Marra (1992), pode ser determinada por meio de 
vários métodos e aparelhos, destacando-se os seguintes: 
• Viscosímetro Brookfield - mede a força necessária para girar um disco ou 
bobina submersa no líquido, a velocidade constante; 
• Método de copo graduado ou “Copo Ford” – emprega um copo cônico 
graduado padrão, de determinado volume, com orifício no fundo, e mede-
se o tempo de passagem do líquido por este orifício. 
1.1.2 - Tempo de gelatinização (gel time) 
O tempo de gelatinização é medido em segundos, minutos ou horas, e 
corresponde ao período desde a preparação do adesivo para aplicação que inclui 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
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José Eduardo Estevam da Silva 
as adições de catalisador (ou outros aditivos) até o “ponto” de endurecimento ou 
fase de gel quando atinge a máxima elasticidade. Teste do “gel-time” está 
relacionado à vida útil do adesivo quando se atinge o ponto de máxima 
viscosidade admissível para a sua aplicação. Está também relacionada à 
reatividade do adesivo que por sua vez influenciará no tempo de prensagem 
(IWAKIRI et al., 2010). 
1.1.3 - Teor de substâncias sólidas 
O teor de substâncias sólidas é definido como a quantidade de sólidos 
contidos na resina. A resina é composta de componentes sólidos e líquidos 
voláteis, constituídos de solventes orgânicos. Com a prensagem a quente ocorre 
a evaporação dos componentes líquidos, “cura” e solidificação da resina 
formando a linha de cola que é responsável pela ligação entre os substratos e 
transferência de tensões do sistema madeira – linha de cola – madeira (IWAKIRI 
et al., 2010). 
1.1.4 - pH 
O pH de uma solução aquosa é definido como a concentração de íons 
dissociados de H+ e OH- e a sua determinação é feita pela leitura direta em 
aparelhos denominados de pHmetros. 
Em relaçãoà encolagem de madeiras é importante considerar a influência 
do pH tanto da madeira como da resina. A resina não deve ter os limites de pH 
ultrapassando a faixa de 2,5 a 11, pois podem resultar em degradação das fibras 
de madeira. Além disso, o pH muito baixo pode provocar uma formação 
excessiva de espuma na mistura, prejudicando sensivelmente a aplicação do 
adesivo. A resina uréia-formaldeído cura em meio ácido. Portanto, a madeira de 
alta acidez pode provocar a pré-cura da resina UF na prensagem. 
1.2 - Resina UF 
A resina uréia-formaldeído foi desenvolvida no início da década de 30 e 
possui uma ampla aplicação na indústria madeireira. Mais de 90% dos produtos 
compostos de madeira utilizam esta resina, tendo em vista o seu baixo custo em 
relação às outras resinas. 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
53 
José Eduardo Estevam da Silva 
No entanto, uma das desvantagens consiste na sua susceptibilidade a 
degradação por hidrólise na presença de umidade e/ou ácidos, especialmente 
em temperaturas moderadas a elevadas. Essa deterioração se acelera com 
temperaturas acima de 60°C. 
Sua composição química baseia-se principalmente na uréia e 
formaldeído. A uréia é produzida comercialmente pela reação de dióxido de 
carbono e amônia. O formaldeído é obtido pela oxidação do metanol, preparado 
comercialmente a partir de monóxido de carbono e hidrogênio ou de petróleo 
(IWAKIRI et al., 2010). 
A razão molar entre formaldeído e uréia – F/U, situa-se entre 1,2:1 a 2,0:1. 
Resinas com baixa razão molar (de 1,2:1 a 1,6:1) se caracterizam por um maior 
tempo de gelatinização (vida útil), menor concentração de formaldeído livre, mas 
com viscosidade mais elevada. Possui menor resistência a água (durabilidade) 
e tempo de cura mais lento do que as resinas com alta razão molar (1,8:1 a 
2,0:1). 
As resinas uréia-formaldeído são produzidas em solução aquosa com 
conteúdo de sólidos entre 60 a 70%. Apresenta coloração branca leitosa, o pH 
na faixa de 7,4 a 7,8, a viscosidade na faixa de 400 a 1000cp (25°C). Sua cura 
se processa pela redução de pH com adição de um catalisador ácido. 
Os catalisadores empregados na cura a quente (temperaturas entre 90 a 
120°C) são o cloreto de amônia ou sulfato de amônia. 
Uma proposta de polimerização da resina uréia-formaldeído é mostrada 
na reação abaixo (PIZZI, 2003; UPDEGAFF, 1990): 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
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José Eduardo Estevam da Silva 
 
Figura 30 – Polimerização adesivo UF 
1.3 - Resina MF 
A melamina-formaldeído (MF) é uma classificada como resina de uso 
intermediário entre as uréia-formaldeído e fenol-formaldeído. Possui coloração 
branca leitosa e tem maior resistência a umidade em relação a resina UF. 
Entretanto, o seu custo é de 3 a 4 vezes maior que a UF. Por isso, a resina MF 
pode ser utilizada como “fortificante” em mistura com a resina UF na proporção 
de até 40:60 (M/U). Esta forma de utilização está disponível no mercado com a 
denominação de melaminia-uréia-formaldeído (IWAKIRI et al., 2010). 
No processo de fabricação do pré-condensado de melamina-formaldeído, 
o pH fica em torno de 9,0 com a finalidade de desacelerar a reação de 
condensação. Entretanto, a cura final ocorre no meio ácido com a utilização de 
mesmos catalisadores da resina uréia-formaldeído. A temperatura de cura é na 
faixa de 65 a 130°C, sendo que, na temperatura de 130°C, não é necessário o 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
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uso de catalisador. Uma síntese de formação do polímero melamina-formaldeído 
é proposta na Figura 31 (SATO; NAITIO, 1973): 
 
Figura 31 – Polimerização adesivo MF 
1.4 - Resina MDI 
Os primeiros isocianatos orgânicos foram desenvolvidos na Alemanha no 
final da década de 30 e suas respectivas resinas foram utilizadas pela primeira 
vez na década de 40. Sua principal vantagem é a total ausência de emissão de 
formaldeído livre. 
Uma das desvantagens se refere à sua habilidade de aderir em 
superfícies metálicas durante a prensagem, mas com o desenvolvimento de 
aditivos de impregnação nas cintas de aço, esse efeito tem diminuído 
drasticamente. A resina à base de isocianato possibilita a utilização de partículas 
de madeira com alto teor de umidade e com tempo de prensagem relativamente 
curto. O custo de produção é alto, pois o quilo da resina MDI é aproximadamente 
6 vezes mais caro que a resina UF. 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
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José Eduardo Estevam da Silva 
2 - Aditivos 
2.1 - Catalisador 
Os mais usados são o cloreto de amônia e sulfato de amônia adicionados 
na resina uréia-formaldeído e tem a função de reativar a pré-condensação e 
aumentar a velocidade de polimerização e cura da resina. O catalisador reduz o 
pH da resina, tornando o meio mais ácido e tendo a ação de endurecedor por 
combinação com o formaldeído livre (IWAKIRI et al., 2010). 
 
2.2 - Emulsão de parafina 
É uma mistura de dois líquidos imiscíveis (que não se misturam). O líquido 
que está em maior quantidade é o dispergente e o líquido que encontra-se em 
menor quantidade é o disperso. Ambos estão numa dispersão coloidal na fase 
líquida. 
A expressão emulsão vem do latim emulsu que quer dizer ordenhado, 
devido ao aspecto leitoso da maioria das emulsões. Uma emulsão tem cadeia 
longa e átomos ligados com uma extremidade polar e outra extremidade apolar, 
assim como as moléculas de detergentes e sabões. 
A emulsão de parafina é aplicada na proporção de até 1% baseado no 
peso do sólido resinoso e tem o objetivo de reduzir o caráter higroscópico das 
partículas de madeira e melhorar a estabilidade dimensional das chapas. A 
molécula de parafina wax (C21H27NO3) abaixo é um exemplo de emulsão. 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
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2.3 - Desmoldante 
 Esse produto é aplicado nas superficies das cintas de aço da prensa 
visando criar uma película que impeça a reação dos átomos de ferro presentes 
nas cintas com a resina MDI presente nas fibras de madeira. Há também 
desmoldantes que são dosados diretamente nas fibras de madeira. Possui uma 
longa cadeia de carbonos formando um álcool graxo etoxilado. Sua função é 
impregnar a cinta de aço deixando-a inerte a reação com o adesivo MDI. 
 
Álcool graxo etoxilado (C15H32O2) 
Outro tipo de desmoldante está em uso na prensa FA1. Seu nome químico 
é Heptametiltrissiloxano modificado com polialquileno-óxido e possui CAS NO: 
27306-78-1. Possui um lado hidrofóbico e outro hidrofílico. Sua estrutura química 
é a seguinte: 
 
(C2H4O)n.C11H30O3Si3 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
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2.3 – Retardante de fogo 
São compostos químicos como fosfato de amônio, ácido bórico (H3BO3), 
sulfato de amônio (NH4SO4) e brometo de amônio (NH4Br), incorporados ao 
material durante o processo de produção. 
 
2.4 - Pigmento e corante 
Esses produtos são dosados durante a encolagem das fibras. 
Normalmente estão no estado líquido e podem também se misturar à própria 
resina. Tem por objetivo conferir coloração aos painéis MDF diferenciando-os 
dos demais quanto à função ou característica peculiar. Exemplos: corante verde 
identifica o painel como Resistente à umidade e o corante vermelho identifica o 
painel como Retardante ao fogo. 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 32 – Ftalocianina verde (phthalocyanine green) 
 
 
Ftalocianina (C32Cl16CuN) 
Química básica aplicada aoprocesso de produção MDF 
 
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Módulo 4 – Interações químicas entre fibras de madeira e adesivos 
1 - Reações químicas na fabricação de painéis de fibras 
1.1 - Princípios básicos da encolagem de fibras de madeiras 
Conforme Iwakiri et al. (2010), para melhor entendimento do processo de 
colagem de madeiras é importante conhecer os conceitos fundamentais a seguir: 
• Adesivo: é um material com propriedades aderentes, ou seja, é uma 
substância com capacidade de manter unidos outros materiais em suas 
superfícies; 
• Aderente ou substrato: termo utilizado para sólidos unidos por adesivos, 
no caso a madeira; 
• Adesão: é um fenômeno físico-químico que provê um mecanismo de 
interação entre superfícies sólidas e uma segunda fase, que consiste de 
partículas individuais como moléculas, pequenas gotas ou ainda de uma 
película contínua, líquida ou sólida. Normalmente, no caso de aplicação 
tecnológica o processo é irreversível e chamado de colagem. 
Atribui-se à adesão a diferentes forças: 
a) Forças moleculares eletrostáticas; 
b) Forças de Van der Waal (dipolo induzido); 
c) Ligações covalentes (adsorção química ou ativada). 
Os mecanismos envolvidos no processo de adesão podem ser explicados 
de forma simplificada pelas seguintes teorias: 
• Teoria mecânica: o adesivo líquido devido a sua fluidez penetra em 
substratos porosos (madeira), ocorrendo posteriormente a solidificação, 
com a formação de “ganchos” fortemente presos entre os substratos; 
• Teoria da difusão de polímeros: de acordo com esta teoria, a adesão 
ocorre através da difusão de segmentos de cadeias de polímeros a nível 
molecular; 
• Teoria da adesão química: a adesão ocorre através de ligações 
primárias, iônicas ou covalentes, e/ou por forças intermoleculares. 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
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A densidade das fibras é um fator muito importante. Quanto maior a 
densidade, menor será a fibra. Densidade baixa indica fibras grandes (fiapos). 
Precisa haver um equilíbrio entre o tamanho das fibras e o tamanho das gotas 
de resina para recobrí-la. Equipamentos modernos como EcoResinator 
permitem dosar a resina juntamente com o vapor para melhorar a pulverização 
do adesivo sobre as fibras de modo a cobrir a maior área possível da mesma. 
 
Figura 33 – Recobrimento da fibra pela resina 
 
De acordo com Marra (1992), na formação da ligação madeira – adesivo 
– madeira, o adesivo realiza cinco ações de movimento: 
• Fluidez: movimento correspondente ao espalhamento do adesivo sobre 
a superfície da madeira; 
• Transferência: movimento correspondente à transferência do adesivo 
para a superfície oposta; 
• Penetração: movimento do adesivo para penetrar nos poros e estruturas 
intersticiais da madeira; 
• Umedecimento: movimento do adesivo para recobrir a estrutura 
submicroscópica da madeira; 
• Solidificação: movimentos envolvidos na mudança (adesivo) do estado 
líquido para o sólido, por meio de processos químicos. 
A maioria das reações químicas no processo de painéis de fibras ocorre 
durante a fase de polpação, na qual as ligações das fibras são quebradas e na 
prensa quente onde ligações químicas são formadas (SUCHSLAND; 
WOODSON,1987). 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
61 
José Eduardo Estevam da Silva 
As interações intermoleculares formadas por pontes de hidrogênio entre 
as hidroxilas presentes nas fibras de madeira e nos adesivos são demonstrados 
na figura abaixo (SUCHSLAND; WOODSON, 1987): 
 
Figura 34 – Interação celulose e adesivo 
A figura da esquerda exemplifica a interação por ligações de hidrogênio 
entre as hidroxilas (-OH) de duas correntes de moléculas de celulose. 
A figura a direita exemplifica a interação por pontes de hidrogênio entre 
os grupos hidroxila da madeira e os grupos amino (–NH) do adesivo. 
Segue abaixo a Figura 35 que mostra outro exemplo de interações por 
ligações de hidrogênio existentes entre moléculas que compõem as fibras de 
madeira e o adesivo UF: 
 
Figura 35 – Interação adesivo UF e fibras de madeira 
 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
62 
José Eduardo Estevam da Silva 
Mesmo sem o uso de adesivos de resina, as ligações podem ser 
estabelecidas entre as fibras devido às interações químicas e físicas que 
ocorrem na prensagem a quente entre vários componentes de madeira ou seus 
derivados. De acordo com a teoria de Runkel e Wilke (1951), as pentoses 
(derivadas da hidrólise de hemicelulose) reagem na prensa aquecida com 
substâncias fenólicas obtidas de lignina para formar produtos de condensação 
semelhantes aos adesivos sintéticos. 
A cura (reação de polimerização) da resina UF usada na fabricação de 
MDF ocorre na prensagem a quente. Mesmo após consolidação do painel MDF, 
o adesivo uréia-formaldeído impregnado às fibras de madeira possui baixa 
resistência à água, pois sofre hidrólise e enfraquece a interação com as fibras. 
A absorção da umidade provoca o inchaço dos elementos de madeira diminuindo 
drasticamente sua resistencia mecânica. 
Por outro lado, o adesivo MDI não é suscetível a esse processo de 
hidrólise, pois o adesivo reage com a hidroxila presente nas fibras de madeira e 
forma um polímero uretana não reativo à presença de água. 
 
Figura 36 – Interação adesivo MDI e fibras de madeira 
 
1.2 - Controle de pH 
A madeira é levemente ácida. Isso significa que, se um pedaço de madeira 
é imerso em água, o pH da água se torna mais ácido (STAMM, 1964). Na 
fabricação de painéis de fibras, o controle do pH é particularmente importante. O 
conhecimento do pH e da capacidade tampão da madeira é fundamental para o 
Química básica aplicada ao processo de produção MDF 
 
63 
José Eduardo Estevam da Silva 
uso eficiente da madeira em muitos processos de encolagem, onde a cola ou o 
revestimento é sensível ao pH. Por exemplo, uma resina de uréia-formaldeído 
(UF) é catalisada por ácido e não pode ser usado em um ambiente de baixa 
acidez (JOHNS; NIAZI, 1980). 
O pH da madeira varia conforme a espécie e situa-se normalmente na 
faixa de 3,0 a 5,5 (STAMM, 1964). Pode ocorrer mudanças de pH dentro de uma 
peça de madeira em função da migração de extrativos de camadas mais internas 
para camadas superficiais, alterando as condições de colagem. O conhecimento 
do pH e capacidade de tamponamento da madeira é uma consideração 
importante para uma melhor compreensão dos processos de colagem da 
madeira (MALONEY, 1977; FOSTER, 1967). 
Geralmente, madeira nova tem o pH mais ácido. Isso ocorre devido a 
maior concentração de água. Logo que vai envelhecendo, a madeira fica mais 
seca e mais densa (mais massa de madeira) e o pH tende a aumentar, ou seja, 
fica mais alcalino. 
O pH dos extrativos presentes na madeira pode inibir as reações químicas 
de endurecimento do adesivo, prejudicando o desenvolvimento de resistência e 
coesão adequada da linha de cola. 
O pH pode favorecer a pré-cura (pré-endurecimento) do adesivo, 
impedindo a habilidade de fluidez, umectação e penetração. Adesivos como a 
uréia-formaldeído que curam no meio ácido, pode ser prejudicada, 
principalmente na colagem de chapas de madeira aglomerada de espécies com 
baixo pH, por acelerar a sua cura e, consequentemente provocar a pré-cura do 
adesivo durante a fase de densificação. 
1.3 – Hidrólise 
A hidrólise é a quebra de uma molécula pela ação da água. A molécula 
de água libera para a solução íons H+ e OH- e quando uma molécula é quebrada 
um hidrogênio da molécula de água é transferido para um dos fragmentos dessa 
molécula e a hidroxila para outra. Com isso,