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PAINÉIS DE MADEIRA 1ª Edição 2002 Autores: Setsuo Iwakiri Professor Titular Doutor em Tecnologia de Produtos Florestais Deptº Engª e Tecnologia Florestal – UFPR Sidon Keinert Júnior Professor Titular PhD em Tecnologia de Produtos Florestais Deptº Engª e Tecnologia Florestal – UFPR Lourival Marin Mendes Professor Adjunto Doutor em Tecnologia de Produtos Florestais Deptº de Ciências Florestais – UFLA Carlos Eduardo Camargo de Albuquerque Professor Adjunto Doutor em Tecnologia de Produtos Florestais Deptº Produtos Florestais – UFRRJ João Vicente de Figueiredo Latorraca Professor Adjunto Doutor em Tecnologia de Produtos Florestais Deptº Produtos Florestais – UFRRJ Editora : AGRADECIMENTOS Os autores expressam seus agradecimentos às pessoas abaixo relacionadas, que contribuíram na edição deste livro, através de revisões bibliográficas realizadas nos respectivos trabalhos de monografia, como parte dos requisitos das disciplinas da área de painéis de madeira do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Florestal da Universidade Federal do Paraná: 1. Carlos Augusto Puehringer 2. Carlos Roberto Alves 3. Christine Laroca 4. Claudio Henrique Soares Del Menezis 5. Ingrid Raquel Nielsen 6. José de Castro Silva 7. José Reinaldo Moreira da Silva 8. Marcio Torreão Interanmense 9. Sanatiel de Jesus Pereira 10. Silvana Nisgoski SUMÁRIO Página INTRODUÇÃO ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CAPÍTULO 1 – ADESÃO E ADESIVOS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. INTRODUÇÃO ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2. A MADEIRA E SEUS PRODUTOS DERIVADOS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3. PRINCÍPIOS BÁSICOS DA COLAGEM DE MADEIRAS ... . . . . . . . . . . 7 1.4. FATORES QUE INFLUÊNCIAM NA COLAGEM DE MADEIRAS .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.4.1. Características físico-químicas do adesivo .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4.1.1 Viscosidade .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4.1.2 Tempo de gelatinização .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1.3 Teor de substâncias sólidas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1.4 PH ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.2. Composição e características da madeira .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.4.2.1 Propriedades anatômicas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.4.2.2 Propriedades químicas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.2.3 Propriedades físicas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.2.4 Propriedades mecânicas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.3 Procedimentos empregados na colagem ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.4 Condições de uso .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5. CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DOS ADESIVOS PARA MADEIRA .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1.5.1 Resina uréia-formaldeído . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1.5.2 Resina melamina-formaldeido... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.3 Resina fenol-formaldeído .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.4 Resina resorcina-formaldeído .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.5 Resina tanino-formaldeído .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.6 Resina licor sulfito .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.7 Resinas isocianato .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.8 Resinas termoplásticas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.9 Resinas elastoméricas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6. EXTENSORES .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.7. MATERIAIS DE ENCHIMENTO ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CAPÍTULO 2 – LAMINAÇÃO DE MADEIRAS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.1 INTRODUÇÃO .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.1.1 Conceitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.1.2 Considerações gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.2 MANUFATURA DOS PAINÉIS .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.3 PREPARAÇÃO DAS TORAS PARA LAMINAÇÃO ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Remoção da casca .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.3.2 Conversão das toras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.3 Aquecimento das toras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.3.1 Efeitos do aquecimento sobre a madeira ve rde .. . . . . . . . . . . . . . 53 2.3.3.2 Processo de aquecimento das toras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.3.3.3 Variáveis que influenciam no aquecimento das toras .. . . . . 2.4 PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE LÂMINAS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.4.1 Torno .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2 Faqueadeira .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3 Faca e barra de pressão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3.1 Faca .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3.2 Barra de pressão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.3.3 Ajustes da faca e da barra de pressão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.4 Controle de qualidade de lâminas verdes .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 TRANSPORTE DE LÂMINAS E USO DE GUILHOTINAS ... . . . . . . . . . 64 2.6 SECAGEM DAS LÂMINAS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1 Fatores que influenciam na secagem das lâminas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1.1 Fatores inerentes a madeira .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1.2 Fatores inerentes ao processo .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2 Processos de secagem de lâminas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.1 Secagem natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.2 Secador de câmara convencional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.3 Secador de prensa .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.4 Secador progressivo de placas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.5 Secador contínuo de rolos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.6 Secador contínuo de esteiras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2.7 Secador a jato ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3 Defeitos de secagem ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CAPÍTULO 3 – CHAPAS DE MADEIRA COMPENSADA ... . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.1INTRODUÇÃO .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.1.1 Conceito .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2PRINCÍPIOS DE CONSTRUÇÃO DE COMPENSADOS .. . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.3PROCESSO DE CONSTRUÇÃO DE COMPENSADOS MULTILAMINADOS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Junção de lâminas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2 Preparação e aplicação de adesivos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2.1 Aplicador de rolos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2.2 Aplicador por spray .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2.3 Aplicador por cortina .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2.4 Aplicador por extrusão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3 Montagem dos compensados .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.4 Pré-prensagem ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5 Prensagem a quente .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5.1 Pressão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5.2 Tempo de prensagem ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.6 Acabamentos dos painéis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.6.1 Acondicionamento dos painéis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.6.2 Esquadrejamento .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.6.3 Calibração e lixamento .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4PROCESSO DE PRODUÇÃO DE COMPENSADOS SARRAFEADOS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.1 Preparação dos sarrafos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.2 Junção dos sarrafos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.3 Revestimento dos painéis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.4 Acabamento .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5CONTROLE DE QUALIDADE, CLASSIFICAÇÃO E ESPECIFICAÇÕES ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1 Propriedades das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.2 Defeitos de fabricação ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.3 Classificação e especificações das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CAPÍTULO 4 – CHAPAS DE MADEIRA AGLOMERADA ... . . . . . . . . . . . . . . . . 65 4.1INTRODUÇÃO .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.1.1 Conceito .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2CLASSIFICAÇÃO DAS CHAPAS DE MADEIRA AGLOMERADA .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.3MATÉRIA-PRIMA ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.1 Madeira .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2 Adesivos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.3 Aditivos químicos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4PROCESSO DE PRODUÇÃO DE CHAPAS DE MADEIRA AGLOMERADA .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.4.1 Geração das partículas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.2 Secagem das partículas ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.3 Classificação das partículas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.4 Aplicação de adesivo .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.5 Formação do colchão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.6 Prensagem das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.6.1 Pressão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.6.2 Temperatura de prensagem ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.6.3 Acabamento das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.6.4 Controle de qualidade .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5PROCESSO DE PRODUÇÃO DE CHAPAS “OSB” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.5.1 Conversão das toras e acondicionamento .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.2 Descascamento .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.3 Geração das partículas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.4 Armazenamento das partículas úmidas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.5 Secagem das partículas ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.6 Classificação das partículas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.7 Aplicação do adesivo e aditivos químicos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.8 Formação do colchão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.9 Prensagem das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.10Acabamento das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CAPÍTULO 5 – CHAPAS DE FIBRAS DE MADEIRA ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 5.1INTRODUÇÃO .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.1.1 Definição .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2 Tipos de chapas de fibras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2MATÉRIA-PRIMA .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.3PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE CHAPAS DE FIBRAS ... . . . . . . . . . . . . 5.3.1 Descascamento dos toretes .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2 Desfibramento da madeira .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2.1 Processo mecânico .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2.2 Processo termo-mecânico .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2.3 Processo químico-mecânico .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2.4 Processo de “explosão” ou “masonite” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.3 Produção de chapas isolantes .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.3.1 Preparação da massa de fibras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.3.2 Formação do colchão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.3.3 Secagem das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.3.4 Acabamento das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4 Produção de chapas duras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.1 Preparação da massa de fibras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.2 Formação do colchão .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.3 Prensagem das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.4 Tratamento das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.5 Acabamento das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.5 Produção de chapas “MDF” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.5.1 Preparação das fibras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.5.2 Aplicação de resina e secagem das fibras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.5.3 Formação do colchão e pré -prensagem ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.5.4 Prensagem das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.5.5 Acabamento das chapas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CAPÍTULO 6 – CHAPAS MINERAIS.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 6.1INTRODUÇÃO .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 6.2MATÉRIA-PRIMA ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.1 Aglomerantes .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.1.1 Gipsita e magnesita .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.1.2 Cimento Portland .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2 Agregado .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2.1 Interação madeira-cimento .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2.2 Efeito da madeira sobre a pega e endurecimento do aglomerante .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2.3 Avaliação da aptidão da madeira .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2.4 Pré-tratamento da madeira .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.3 Água .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.4 Aditivos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3FATORES QUE AFETAM AS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4PROCESSO DE PRODUÇÃO E APLICAÇÕES.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 LISTA DE FIGURAS Página LISTA DE TABELAS Página INTRODUÇÃO A floresta pode gerar grandes benefícios sócio-econômicos para o homem e a sociedade, através de seu manejo e uso racional, cuja contribuição pode ser classificada em dois grandes grupos. O primeiro, se refere à função ecológica e social, na forma de parques ecológicos para recreação, preservação da flora, fauna, solo e mananciais de água, enfim, para o bem estar do homem. O segundo, se refere à função econômica, pela qual o homem obtém diversos produtos de madeira, gerando riquezas e suprindo necessidades da sociedade. A floresta pode ser utilizada de diversas formas e para amplas finalidades, como demonstrado na TABELA 1. TABELA 1. Sub-grupos de utilização da floresta Subgrupos de Utilização Produtos 1. Madeira “in natura” (*) Toras 2. Produtos sem industrialização ou semi industrializados Postes, moirões e similares de madeira roliça 3. Serrados Madeira serrada com ou sem beneficiamento 4. Laminados Lâminas e compensados 5. Energia Lenha, cavacos, carvão vegetal, alcatrão, álcool, briquetes, etc. 6. Produtos de partículas Aglomerados 7. Produtos de fibras Polpa/papel, chapas de fibras 8. Outros Frutos, borracha, óleos, resinas e essências vegetais (*) madeira “in natura” é uma alternativa de comercialização da madeira em toras Os sub-grupos 2, 3, 4, 5 e 6 são quantitativamente mais representativos e os que mais influenciam na utilização otimizada de uma floresta (STCP, 1990). As árvores extraídas da floresta passam por várias operações de processamento para redução das dimensões, formando diversos tipos de elementos de madeira, como demonstrado por MARRA (1992), Figura 1. Figura 1. Tabela não periódica de elementos de madeira De acordo com a figura 1, na medida em que as toras são convertidas em elementos menores, com a redução do comprimento, largura e espessura, as características do produto final e processo industrial serão diferenciadas da forma a seguir: maior formabilidade; decréscimo da relação resistência / peso; aumento da homogeneidade e isotropia; decréscimo de requisitos quanto a qualidade da matéria-prima; maior influxo de capital; e, menor número de empregos. A partir dos diversos elementos de madeira, com formas e dimensões variadas, podemos gerar novos produtos de madeira através da sua reconstituição, utilizando métodos e processos adequados para cada tipo de produto e finalidade de uso. A figura 2, apresenta de forma simplificada, um esquema representativo de principais tipos de painéis de madeira reconstituída. Figura 2. Esquema representativo de painéis de madeira reconstituída Os painéis de madeira podem ser definidos como produtos compostos de elementos de madeira como lâminas, sarrafos, partículas e fibras, obtidos a partir da redução da madeira sólida e reconstituídas através de ligação adesiva. Desde o início da produção de compensados no final do século XIX, inúmeros tipos de painéis de madeira foram surgindo até o presente momento, sempre com a preocupação de buscar novos produtos com melhor relação custo / benefício, para finalidades específicas a que se destinam. Os conceitos básicos dos principais tipos de painéis de madeira reconstituída são apresentados a seguir: 1. Compensado multilaminado É um painel composto de lâminas de madeira entrecruzadas, em número ímpar de camadas, formando um ângulo de 90° entre as camadas adjacentes. 2. Compensado sarrafeado (Blockboard) É um painel composto de miolo formado por sarrafos e as faces constituídas de lâminas de madeira. 3. Painéis de lâminas paralelas (Laminated veneer lumber – LVL) É um painel constituído de lâminas de madeira coladas no mesmo sentido com resina fenol-formaldeído. 4. Compensado de lâminas paralelas (Lammyboard) É um painel composto de miolo formado por painéis de lâminas paralelas seccionados no sentido longitudinal e viradas em ângulo de 90°. As faces são constituídas de lâminas de madeira em disposição cruzada. 5. Chapas de madeira aglomerada Painel produzido com pequenas partículas de madeira encoladas normalmente com resina uréia-formaldeído, com distribuição aleatória e consolidado através de prensagem a quente. 6. Waferboard Painel de uso estrutural, produzido com partículas maiores de formatos quadrado ou ligeiramente retangular, encoladas com resina fenol-formaldeído, com distribuição aleatória e consolidado através de prensagem a quente. 7. Chapas de partículas orientadas (Oriented strand board – OSB) Painel de uso estrutural, produzido com partículas longas de formato retangular, encoladas com resinas fenol-formaldeído e/ou isocianato, orientadas no mesmo sentido e consolidado através de prensagem a quente. 8. COM-PLY lumber Painel constituído com miolo formado por partículas de madeira encoladas com resinas sintéticas, com distribuição aleatória ou orientada, faces compostas de lâminas de madeira e consolidado através de prensagem a quente. 9. Parallel strand lumber (PSL - Parallam) Painel produzido a partir de lâminas de madeira transformada em partículascom formato de filete, em dimensões médias de 1,3cm de largura e 94cm de comprimento, encoladas com adesivos para compensados, com disposição orientada e consolidado através de prensagem a quente. 11. Oriented strand lumber (OSL - Timberstrand) Produto obtido a partir de filetes de madeira com comprimento em torno de 30cm e submetido à prensagem por injeção de vapor, proporcionando um material de densidade uniforme. 10. Chapas de fibras isolantes São chapas de fibras de baixa densificação, produzidas a partir de fibras de madeira, com a ligação primária derivada do interempastamento das fibras e de suas inerentes propriedades adesivas. 11. Chapas de fibras duras (Hardboard) São chapas de fibras de média a alta densificação, com espessura fina e homogênea, produzidas a partir de fibras de madeira, encoladas com resina fenol-formaldeído e consolidadas através de prensagem a quente. 12. Chapas de fibras de média densidade (Medium density fiberboard – MDF) São chapas de fibras de média densificação, produzidas a partir de fibras madeira, encoladas com resina uréia e melamina-formaldeído e consolidadas através de prensagem a quente. 13. Chapas de madeira-cimento São chapas produzidas a partir da mistura de partículas de madeira com um aglutinante mineral (cimento) e compostos químicos aceleradores de cura e consolidadas através de prensagem a frio. CAPÍTULO 1 – ADESÃO E ADESIVOS 1. INTRODUÇÃO A utilização de adesivos pelo homem não é recente e tampouco começou com a revolução industrial, pois, remonta há alguns milhares de anos. As primeiras substâncias empregadas como adesivos foram, provavelmente, a lama e a argila, seguindo-se pelas ceras, resinas e, mais tarde, com a utilização de sangue, ovos, caseína, peles fervidas e ossos. À cerca de 4000 A.C., resinas e aglutinante betuminoso foram empregados, e no período dos Faraós, já eram conhecidas as aplicações de adesivos à base de caseína e, provavelmente, de peixe, animais e amido. No antigo Egito, as lâminas de madeira começaram a ser produzidas por volta de 3000 A.C., sendo empregadas em peças de mobiliário e sarcófagos. Algumas dessas peças possuem certas características essenciais de um painel compensado, e acredita-se que adesivos à base de albumina eram empregados na sua manufatura. A evolução foi lenta, e segundo TSOUMIS (1991), a primeira fábrica de adesivos de origem animal foi fundada na Holanda em 1690. Posteriormente, fábricas similares foram instaladas na Grã Bretanha em 1700, e nos Estados Unidos em 1808. A utilização de adesivos aumentou, principalmente, com o surgimento de máquinas de beneficiamento de madeira e, posteriormente, para a colagem de lâminas para produção de compensados. A partir deste período, houve um progresso gradativo com o desenvolvimento da química de materiais para produção e aperfeiçoamento de novos adesivos para madeira. A primeira resina sintética desenvolvida foi a fenol-formaldeído, que surgiu em 1929, seguida de uréia-formaldeído em 1931, melamina-formaldeído no final dos anos 30 e a resorcina-formaldeído em 1943 (TSOUMIS, 1991). Foi acompanhado também do surgimento de adesivos termoplásticos como acetato polivinílico e emulsões copolímeras, soluções base elastômero, latex, epoxi, entre outros. A colagem da madeira com adesivos tem uma contribuição importante na conservação de recursos florestais, devido à possibilidade de aproveitamento integral da madeira, através da utilização de pequenos elementos de madeira de forma e dimensões variadas e posterior reconstituição em diversos tipos de produtos compostos de madeira. 2. A MADEIRA E SEUS PRODUTOS DERIVADOS A madeira sólida, em função da sua estrutura heterogênea e natureza anisotrópica, possui características próprias e limitações quanto a sua utilização, que estão relacionados aos seguintes fatores: Dimensões: a largura e o comprimento das peças a serem obtidas, são diretamente limitadas ao diâmetro e altura das árvores; Anisotropia: as propriedades da madeira são distintas nos sentidos tangencial, radial e longitudinal; Defeitos naturais: os defeitos como nós, inclinação da grã, percentagem do lenho juvenil e adulto, lenhos de reação, entre outros, interferem no comportamento reológico da madeira. Em decorrência destas limitações de uso da madeira sólida, surge a importância do adesivo, que, através da redução da madeira sólida em pequenos elementos, de forma e geometria variadas, e reconstituídos através de ligações artificiais com a incorporação de adesivo e aplicação de pressão e calor, em produtos reconstituídos de madeira, cujas propriedades serão diferentes do material original. As diferentes geometrias dos elementos de madeira, aliado ao controle de outras variáveis de processo como tipo e quantidade de adesivo, conteúdo de umidade, ciclo de prensagem, mistura/alinhamento dos elementos de madeira, constituição em camadas, etc., proporcionam um campo virtualmente ilimitado de princípios de construção de produtos reconstituídos de madeira. A aplicação destes princípios de construção em produtos reconstituídos de madeira, pode contribuir na realização de três importantes benefícios à sociedade na busca pela melhor qualidade de vida: Aumento na oferta de produtos de madeira a partir de uma limitada explotação anual de recursos florestais; Melhorar as propriedades dos produtos de madeira e assim aumentar a gama de utilização; Servir como produto alternativo aos materiais provenientes de recursos metálicos e poliméricos (petroquímicos) com propósitos de construção e fabricação de bens de consumo. De acôrdo com BODIG & JAYNE (1982), os produtos compostos de madeira podem ser classificados em 2 grupos: Compostos laminados: utilizam processos de colagem de lâminas contínuas em produtos como compensados e painéis de lâminas paralelas (LVL); Compostos particulados: utilizam pequenos elementos de madeira (partículas / fibras) e se caracterizam pela estrutura descontínua e densificação do material, tais como chapas de madeira aglomerada, chapas de fibras, chapas minerais, etc. 3. PRINCÍPIOS BÁSICOS DA COLAGEM DE MADEIRAS Para melhor entendimento do processo de colagem de madeiras é importante, primeiramente, 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, pó, etc., ou ainda de uma película contínua, líquida ou sólida. Normalmente, no caso de aplicação tecnológica o processo é irreversível e chamado de colagem. A adesão faz com que ocorra a sorção que pode ser considerada como: a) adsorção sobre uma superfície; b) absorção dentro da camada superficial. Atribui-se à adesão a diferentes forças: a) forças moleculares eletrostáticas; b) forças de Van der Waal; 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 substratosporosos (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 secundárias. As interações que ocorrem na região entre duas peças de madeira e ambiente ali criado, no qual, o adesivo realiza seu trabalho, abrangem vários princípios e podem ser caracterizados por nove elos numa cadeia, na qual, cada elo é responsável por uma ação particular do adesivo (Figura 1). Figura 1. Elos de conexão entre adesivo e dois substratos (madeira) O processo de colagem de madeiras se inicia com o “derramamento” do adesivo sobre a superfície do substrato, envolve várias fases de “movimento” do adesivo e, se finaliza com a sua “solidificação”, formando “ganchos” ou pontos de “ancoragem” entre duas peças coladas. O grau de adesão depende da intensidade adesiva de cada elo de ligação, ou seja, dos aderentes, adesivo e interfaces. A figura 2, mostra o comportamento de uma gota de líquido (adesivo) em contato com um substrato sólido (madeira). Após o contato inicial líquido-sólido, duas forças entram em ação: a força de coesão do líquido que tenta manter a sua forma esférica, correspondente ao estado de mínima energia superficial livre e, a força de adesão entre líquido e sólido, em função da tensão superficial, que tenta estender a gota na superfície do substrato. 180 o >90 o <90 o 0 o sem umectação umectação incompleta umectação completa (coesão máxima) (tensão superficial máxima) Figura 2. Ângulo de contato e umectação Esta competição entre as duas forças atuando, leva a diferentes níveis de umectação do substrato pelo líquido e, em função da magnitude das respectivas forças podem resultar em três situações: umectação completa, incompleta ou sem umectação, dependendo do ângulo formado entre a superfície sólida e reta tangente ao menisco do líquido, o qual, é chamado de ângulo de contacto e umectação. Madeiras de baixa densidade e alta porosidade são melhores umectadas, no entanto, a presença de extrativos em excesso ou extrativos apolares (terpenos, ácidos graxos) e condições da superfície da madeira a ser colada podem produzir um efeito adverso. A secagem de lâminas de madeira a altas temperaturas, acima de 160°C, pode reduzir a umectação em função da inativação da superfície. De acordo com MARRA (1992), na formação da ligação madeira – adesivo – madeira, o adesivo realiza cinco ações de movimento, também chamado de funções de mobilidade do adesivo, da forma como descrito a seguir: 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 do estado líquido para o sólido, através de processos químicos. A seqüência como ocorrem estes movimentos do adesivo pode ser visualizada através da Figura 3. Figura 3. Seqüência de movimentos do adesivo na formação da linha de cola Os movimentos do adesivo na formação da ligação varia em magnitude, de acordo com a sua composição e das condições de colagem. A linha de cola formada pode ser classificada em: Faminta; Normal; Não ancorada; Pré-endurecida. Com adesivo de baixa viscosidade, muito fluido, pode ocorrer uma penetração excessiva e desaparecimento do adesivo através da estrutura porosa da madeira, resultando O adesivo é aplicado numa das superfícies. Durante o tempo de montagem, algum umedecimento e penetração espontâneos podem ocorrer na superfície. Pode ocorrer também algum espessamento e recobrimento. As superfícies aproximam-se, o adesivo encontra a superfície oposta e a movimentação inicia-se. Movimento de massa inicia com fluidez no plano da linha de cola. Inicia-se o movimento de transferência na superfície oposta. Aumento de pressão. Penetração inicia na superfície oposta e continua na superfície de aplicação. Umedecimento, uma ação molecular acompanhada de penetração. Pressão mantida até paralização de qualquer movimentação. Solidificação completa a ligação e a linha de cola é consolidada com paralização de qualquer movimentação. numa situação de quantidade insuficiente de adesivo na linha de cola. Atribui-se a esta situação, de linha de cola faminta. Em situação oposta, quando o adesivo é secado ou parcialmente curado durante a aplicação da pressão, resulta em insuficiente mobilidade do adesivo para “fluir, transferir, penetrar e umectar”. Esta situação é conhecida como pré-endurecida. Entre os dois extremos, de muito ou pouco movimento, se situa a movimentação ótima para cada ação, produzindo uma ligação adequada com a solidificação do adesivo e, denominada de normal. A condição situada entre a “normal” e a “pré-endurecida”, onde há suficiente mobilidade para fluidez, alguma transferência e penetração, mas não o suficiente para “umectação”, é denominada de não ancorada. Os efeitos reológicos dos adesivos é um fator que merece muita atenção, pois as movimentações e deformações de adesivos no processo de formação e desempenho da ligação após a sua solidificação, depende diretamente de suas propriedades reológicas. As propriedades quanto ao comportamento de adesivos podem ser identificados em cinco conceitos fundamentais: propriedades líquidas, mecanismo, velocidade, grau e integridade da solidificação. Os adesivos podem ser classificados de forma intuitiva em ordem decrescente de durabilidade, baseada na resistência geral, sob efeitos de condições ambientais e de uso, como temperatura, umidade relativa, tensões e ações de microorganismos xilófagos. A performance da ligação é uma consequência da composição do adesivo, mediada pela madeira em ambos os lados da linha de cola. Quanto menos madeira e menor a sua densidade, menos tensões serão exigidas da linha de cola. 4. FATORES QUE INFLUENCIAM NA COLAGEM DE MADEIRAS A colagem adequada de madeiras está diretamente relacionada a um conjunto de fatores que podem ser agrupados de forma genérica em quatro grupos: Características físico-químicas do adesivo; Composição e características da madeira; Procedimentos empregados na colagem; Condições de uso do produto colado. 4.1 Características físico-químicas do adesivo 4.1.1 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. No caso do adesivo, ela pode ser utilizada como critério de “idade” devido ao aumento na sua viscosidade até o ponto máximo adequado para sua utilização. As diferenças na magnitude da viscosidade do adesivo resultam em diferentes inter- relações com as características de utilização. Adesivo com alta viscosidaderesultarão em situações a seguir: 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; Significa maior período de tempo em que o adesivo está armazenado, ou maior “idade” deste. Na condição de baixa viscosidade do adesivo, a situação será a seguinte: Maior penetração do adesivo e sua absorção pela madeira e em situação extrema poderá resultar em linha de cola “faminta”; Significa o efeito da maior temperatura ambiente. A viscosidade, segundo MARRA (1992), pode ser determinado através de vários métodos e aparelhos, destacando-se os seguintes: Viscosímetro Brookfield - mede a força necessária para girar um disco ou bobina submerso no líquido, a velocidade constante; Viscosímetro Stormer – utiliza mesmo princípio do Brookfield, exceto pelo mecanismo de rotação que é substituída por pesos e polias; Método “bubble-rise” ou “subida de bolha” – método restrito a líquidos de baixa viscosidade, pois consiste na medida de tempo de subida de bolha em um tubo padrão contendo o líquido; Método de copo graduado “cup-method” ou “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. 4.1.2 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 as adições de catalisador, extensores, etc., até o “ponto” de endurecimento, ou fase de gel, quando atinge a máxima elasticidade. A importância do “gel-time” está relacionada à vida útil do adesivo ou tempo de “panela”, 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. A sua determinação é realizada através de um aparelho dotado de uma haste metálica com disco, totalmente submerso no adesivo, que realiza um movimento vertical até a sua parada, em função do aumento na resistência do adesivo ao atingir a “fase de gel”. O teste deve ser realizado à temperatura padronizada, tendo em vista que, quanto maior a temperatura maior será a reatividade do adesivo reduzindo o tempo de gelatinização. 4.1.3 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. A determinação do teor de sólidos é realizada no laboratório de acordo com os seguintes procedimentos normatizados: Pesar 1,2g. da resina (P1); Secar na estufa à temperatura de 103ºC por 15 horas; Resfriar no dessecador e pesar (P2). O teor de sólidos é determinado pela fórmula: (P2 : P1) x 100 (%) 4.1.4 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 se tratando de colagem 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, um pH muito baixo pode provocar uma formação excessiva de espuma na mistura, prejudicando sensivelmente a aplicação do adesivo. As resinas mais utilizadas comercialmente, que são a uréia-formaldeído e o fenol- formaldeído, curam respectivamente nos meios ácido e alcalino. Portanto, uma madeira de alta acidez se torna mais difícil a colagem com a resina fenol-formaldeído. Por outro lado, a alta acidez da madeira pode provocar uma pré-cura da resina uréia-formaldeído na prensagem de chapas de madeira aglomerada. Tendo em vista estas situações, cada tipo de adesivo é produzido com pH específico e controlado, destinado a produzir uma certa solubilidade, velocidade e grau de solidificação. 4.2 Composição e características da madeira As principais propriedades da madeira que influenciam no processo de formação e performance da ligação são as seguintes: Propriedades anatômicas; Propriedades físicas; Propriedades químicas; Propriedades mecânicas 4.2.1 Propriedades anatômicas A influência da anatomia da madeira está relacionada principalmente à sua estrutura, no que tange às diferenças nas dimensões dos elementos celulares; tamanho, disposição e frequência das cavidades celulares; que por sua vez, estão relacionadas com a porosidade e permeabilidade da madeira. Desta forma, a relevância da anatomia da madeira na colagem, estão relacionados aos seus efeitos no movimento do adesivo para o interior da estrutura da madeira, para possibilitar uma adequada “ancoragem”. As principais características inerentes à anatomia da madeira que influenciam na colagem de madeiras, são apresentadas a seguir: a) Anéis de crescimento – lenhos inicial e tardio A estrutura diferenciada dos lenhos inicial e tardio em termos de densidade e porosidade da madeira, podem causar problemas em relação à penetração do adesivo, resultando em linha de cola “faminta” ou “espessa”. Este problema pode ser minimizado com a variação na formulação do adesivo, com aumento ou redução da viscosidade, no entanto, é de difícil praticidade, em função da grande variabilidade resultante de diferentes planos de corte para obtenção de elementos de madeira. b) Cerne e alburno Um dos grandes fatores de variabilidade da madeira são as mudanças físicas e químicas da madeira decorrentes do crescimento da árvore. Essas mudanças, produzem duas regiões distintas na árvore denominadas de cerne e alburno, afetando sensivelmente a mobilidade do adesivo. Na formação do cerne, as células que foram do alburno são lentamente preenchidas com materiais “estranhos”, como óleos, graxas e compostos fenólicos, derivados de processos metabólicos, os quais, alteram várias características físico-químicas da madeira, entre elas a permeabilidade. A proporção de cerne e alburno é dependente da espécie, idade, sítio, solo e clima, entre outros, e varia dentro da mesma árvore. O cerne, em relação ao alburno, é mais densa, menos permeável e apresenta maior concentração de extrativos. Estas características reduz a mobilidade do adesivo e podem prejudicar as reações químicas de cura do adesivo. c) Idade da árvore As árvores possuem estágios mais ou menos distintos em seus “ciclos de vida”, o que equivale às fases da infância, idade adulta e senilidade. O crescimento das árvores nestas fases, resultam na formação do chamado lenho juvenil e lenho adulto. O lenho juvenil se caracteriza por possuir anéis de crescimento largos, menor densidade, maior porosidade, e apresenta maior facilidade de colagem em relação ao lenho adulto com características opostas. No entanto, a madeira de lenho juvenil apresenta baixa resistência e alta instabilidade dimensional, e podem resultar em produto colado de qualidade inferior. d) Lenhos de reação O lenho de reação, quecorresponde ao lenho de compressão nas coníferas e lenho de tração nas folhosas, apresentam anormalidades em sua estrutura. Estes tipos de lenho apresenta alta instabilidade dimensional, que embora não dificulte a mobilidade do adesivo, geram tensões na linha de cola, comprometendo a performance da ligação. e) Grã A maioria das superfícies da madeira a serem coladas, não são perfeitamente radiais ou tangenciais, e sim, apresentam sob ângulos de corte intermediários. Todavia, o angulo relativo à direção real das fibras da madeira é o fator mais importante, e possui forte influência nas propriedades físicas e mecânicas da madeira e, por conseguinte, nas condições de colagem e performance dos produtos colados. O movimento da umidade, a estabilidade dimensional, a resistência e condições de acabamento superficial, são também diretamente relacionados com o ângulo da grã. Os efeitos da direção da grã na formação da ligação adesiva, está relacionada principalmente à porosidade, que ocorre em diferentes planos de corte. Em madeiras de grã cruzada, ocorre uma penetração excessiva do adesivo, podendo resultar em linha de cola “faminta”. Em madeiras com grã diagonal, embora não tenha influência direta quanto a formação da ligação adesiva, apresentam maiores alterações dimensionais difusas em função das tensões irregulares, comprometendo a performance do produto colado. f) Porosidade A porosidade da madeira está relacionada a estrutura da madeira e sua densidade, e influencia no grau de fluxo de líquidos através da estrutura lenhosa. Quanto mais porosa a madeira, maior será a penetração do adesivo na estrutura lenhosa e poderá resultar numa linha de cola “faminta”. Por outro lado, uma madeira menos porosa, terá baixa permeabilidade ao adesivo e, consequentemente, poderá resultar numa ligação adesiva mais “espessa” e superficial, e menos resistente. Portanto, é recomendável o controle da viscosidade do adesivo em função da sua porosidade, para otimizar o grau de penetração na madeira. 4.2.2 Propriedades físicas As propriedades físicas da madeira mais importantes em termos de colagem de madeiras são a densidade e conteúdo de umidade. Estes fatores, afetam de formas distintas a mobilidade do adesivo e tensões na linha de cola. a) Densidade da madeira Como foi discutido anteriormente, a densidade da madeira apresenta uma relação inversa com a porosidade e a ação de penetração de adesivos na estrutura lenhosa. Em madeiras de baixa densidade, ocorre maior penetração do adesivo e poderá resultar em linha de cola “faminta”. Outro efeito importante da densidade da madeira é no que se refere a sua alteração dimensional. Madeiras de alta densidade apresentam maiores alterações dimensionais com mudanças no conteúdo de umidade, gerando maiores tensões na linha de cola. b) Conteúdo de umidade O conteúdo de umidade e sua distribuição, dentro e entre as camadas individuais da madeira a ser colada, influenciam na formação e performance da ligação madeira – adesivo. Os efeitos do conteúdo de umidade da madeira na formação da ligação adesiva, inicia- se com a quantidade e o ritmo de absorção da parte líquida do adesivo. Portanto, quanto menor o conteúdo de umidade da madeira, maior será a taxa de absorção, velocidade de cura e solidificação do adesivo. A performance da ligação adesiva é influenciada pelas alterações dimensionais da madeira, devido a mudanças na umidade relativa do ambiente de uso e, consequente geração de tensões na linha de cola. Com a aplicação da pressão e temperatura no processo de prensagem, ocorrem várias interações entre a temperatura e umidade, que podem influenciar de forma positiva ou negativa na formação da ligação adesiva. As principais interações são apresentadas a seguir: a) Viscosidade reduzida: adesivo com menor viscosidade terá maior mobilidade e tendência para uma excessiva penetração na madeira, provocando uma linha de cola “faminta”. Com maior viscosidade, terá maior taxa de secagem do adesivo durante a prensagem a quente, resultando em maior velocidade na solidificação do adesivo. b) Migração da umidade: a umidade migra na direção oposta a fonte de calor (pratos da prensa quente), formando gradiente de umidade em que as linhas de cola de camadas mais internas ficam com maior conteúdo de umidade, aumentando a mobilidade do adesivo e, consequentemente, a sua penetração na madeira, podendo resultar em juntas famintas. c) Gradiente de temperatura: a diferença de temperatura entre a superfície e o centro da chapa, faz com que ocorra o consumo de calor e evaporação da água nesta direção. Durante este período de vaporização da água, a temperatura se mantém abaixo de 100ºC, aumentando excessivamente a mobilidade do adesivo, sendo um fator problemático na colagem fenólica, podendo resultar em linha de cola “faminta”. 4.2.3 Propriedades químicas A madeira é quimicamente constituída de componentes majoritários que compreende a celulose, polioses e lignina, e minoritários formados por extrativos e substâncias inorgânicas (cinzas). Estes constituintes estão presentes na madeira nas seguintes proporções médias: celulose – 60 a 75%, lignina – 20 a 30%, extrativos – 1 a 10% e cinzas – 0,1 a 0,5%. A influência de componentes químicos da madeira na formação e performance da ligação adesiva, está relacionada à exposição de áreas de maior ou menor concentração desses componentes na superfície da madeira a ser colada. As propriedades químicas da madeira mais importantes na colagem de madeiras são os extrativos, pH e teor de cinzas. a) Extrativos São considerados como extrativos, elementos estranhos ou impregnantes presentes no lúmen ou parede celular e são constituídos de materiais orgânicos como: graxas, óleos, gorduras, taninos, carboidratos, ácidos, gomas e resinas. Estes materiais são produzidos principalmente durante a formação do cerne e, seus efeitos predominantes estão relacionados à redução da higroscopicidade e da permeabilidade da madeira. De acordo com a espécie e condições de secagem da madeira, pode ocorrer a migração e concentração excessiva de extrativos na superfície, com a formação da chamada “superfície inativa ou contaminada”, prejudicando o contacto adesivo – madeira. A concentração de extrativos nas camadas superficiais da madeira, pode bloquear a passagem da água e retardar a sua taxa de evaporação, aumentando o tempo de prensagem. De uma maneira geral, os adesivos alcalinos toleram melhor superfícies “contaminadas” por extrativos do que os adesivos ácidos, e ainda, possuem a capacidade de desobstruir a superfície para melhor penetração em áreas não contaminadas. Um problema relevante a ser considerado, relaciona-se com a variabilidade na quantidade e distribuição de extrativos, que se diferenciam entre cerne e alburno, lenho outonal e primaveril, e podem resultar em áreas de delaminação dentro da mesma linha de cola. b) pH O pH da madeira varia conforme a espécie e situa-se normalmente na faixa de 3 a 6. 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 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 o 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 madeiraaglomerada de espécies com baixo pH, por acelerar a sua cura e, consequentemente, provocar a pré-cura do adesivo durante a fase de densificação. c) Cinzas O conteúdo de cinzas na madeira encontra-se geralmente abaixo de 0,5%, e não afeta diretamente a performance da ligação adesiva. No entanto, poderá afetar o pH ou as características de usinabilidade da madeira, devido a presença de minerais como a sílica e seu efeito quanto ao desgaste excessivo das peças cortantes, prejudicando a superfície para colagem. 4.2.4 Propriedades mecânicas As tensões geradas no sistema madeira – linha de cola, é de suma importância no balanço geral da resistência de um produto colado. Quanto maior a resistência da linha de cola em relação a resistência da madeira, maior será a percentagem de ruptura ou falhas na madeira na interface com a linha de cola. As tensões desenvolvidas na linha de cola se manifesta através de tensões de cizalhamento no plano da ligação adesiva e no sentido perpendicular à mesma. As tensões na linha de cola são resultantes de fontes internas e externas, e ambas estão relacionadas a resistência da madeira quanto a magnitude destas tensões distribuídas na linha de cola. a) Tensões internas As diferenças nas estruturas da madeira, grã, densidade, módulo de resistência e coeficiente de retratibilidade, irão gerar diferentes tensões nas interfaces madeira – adesivo, em função das alterações de temperatura e umidade do ambiente. b) Tensões externas As tensões externas são aquelas impostas através de cargas acumulativas ou dissipativas sobre a linha de cola, e regiões de baixa resistência da madeira podem ser visualizadas através de falhas na madeira. No entanto, a percentagem de falhas na madeira muitas vezes não é um fator determinante, devido a concentração de tensões e fragilidade natural da madeira em pontos críticos do sistema madeira – adesivo. 4.3 Procedimentos empregados na colagem Na preparação da madeira para a colagem, o aspecto concernente a topografia da superfície, como aspereza e imperfeições superficiais, reduz o grau de aproximação de duas peças a serem coladas, prejudicando as funções de movimento do adesivo. O processo de obtenção do material são diferentes no torno, faqueadeira e serras. As fendas superficiais geradas em laminas no momento do desenrolamento ou faqueamento, podem aumentar a penetração e consumo do adesivo, reduzindo a resistência da ligação. A sub-superfície da madeira, quando danificadas em função do processo inadequado de corte, tais como aplicação excessiva de pressão, podem também resultar em falhas na madeira na linha de cola. As seguintes variáveis são de importância fundamental no processo de colagem de madeiras: a) Formulação e quantidade de adesivo a ser aplicado em função da espécie, espessura da lâmina e área superficial específica das partículas de madeira; b) As variáveis do ciclo de prensagem, em relação a temperatura, pressão e tempo de prensagem, também influenciará na qualidade de colagem. 4.4 Condições de uso As condições ambientais dos locais de utilização do produto são fatores importantes, e os produtos são referenciados como de uso interno, intermediário e externo. Portanto, é de suma importância o emprego de adesivos adequados, conforme as condições ambientais do local de uso do produto, principalmente em situações que se caracterizam por variações cíclicas de alta e baixa umidade. De forma genérica, recomenda-se a utilização de adesivo uréia-formaldeído para uso interno, melamina-formaldeído para uso intermediário e, fenol e resorcina formaldeído para uso externo. 5 CARACTERÍSTICAS E PROPRIEDADES DE ADESIVOS PARA MADEIRA Os adesivos utilizados para a colagem de madeiras podem ser classificados da seguinte forma: a) Adesivos naturais Derivados protéicos de origem animal, tais como glutina (couro, pele e ossos), caseína (leite) e albumina do sangue; Derivados protéicos de origem vegetal (soja); Derivados do amido (batatas, trigo); Éter celulósico; Borracha natural. b) Adesivos sintéticos termoplásticos Polivinil/acetato; Polivinil/acrilato; Polietileno; Polistirol; Borracha sintética. c) Adesivos sintéticos termoendurecedores/termofixos Uréia-formaldeído; Melamina-formaldeído; Fenol-formaldeído; Resorcina-formaldeído; Tanino-formaldeído; Licor sulfito; Isocianato; Elastoméricas. Os adesivos sintéticos termoendurecedores comportam-se, quando sob aquecimento, com modificações químicas e físicas irreversíveis, que os tornam rígidos e insolúveis, através de reações de policondensação. 5.1 Resina uréia-formaldeído Desenvolvida no início da década de 30, a resina uréia-formaldeído possui uma ampla aplicação na indústria madeireira em todo o mundo, na colagem de madeira sólida, compostos laminados e particulados em geral. Mais de 90% dos produtos compostos de madeira utilizam esta resina, tendo em vista o seu baixo custo em relação às outras resinas. No entanto, uma das desvantagens, consiste na sua susceptibilidade a degradação hidrolítica na presença de umidade e/ou ácidos, especialmente em temperaturas moderadas a elevadas. Enquanto que a quebra da estrutura da resina é muito lenta em água fria, a deterioração se acelera acima de 40º C e torna-se muito rápida a temperatura acima de 60°C. Portanto, esta resina é classificada como de uso interno (INT). A composição desta resina é baseada, principalmente, na uréia e formaldeído. A uréia é produzida comercialmente pela reação de dióxido de carbono e amônia, numa faixa de temperatura entre 135 a 200°C e pressão de 70 a 130 atm. O formaldeído é obtido pela oxidação do metanol, preparado comercialmente a partir de monóxido de carbono e hidrogênio, ou de petróleo. 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 caracteriza por um maior tempo de gelatinização (vida útil), menor conteúdo de formaldeído livre, mas com viscosidade mais elevada, menor resistência a água (durabilidade), menor resistência e rigidez e um ritmo de cura mais lento do que as resinas com alta razão molar (1,8:1 a 2,0:1). Todavia, a razão molar mais empregada situa-se em torno de 1,4:1 a 1,6:1. As resinas uréia-formaldeído são produzidas em solução aquosa, com conteúdo de sólidos entre 60 a 70%, ou também na forma de pó. Apresenta coloração branca leitosa, o pH na faixa de 7,4 a 7,8, a viscosidade na faixa de 400 a 1000cp (25°C), e a cura se processa pela redução de pH, por meio de adição de um catalisador ácido. Os catalisadores empregados na cura a frio são os orgânicos, como ácidos cítrico, fórmico e tartárico, enquanto que, para cura a quente, normalmente à temperatura entre 90 a 120°C, são utilizados o cloreto de amônia ou sulfato de amônia. A vida útil em armazenagem à temperatura de 20°C, é em torno de 3 meses para resina líquida, e de cerca de um ano na forma de pó. 5.2 Resina melamina-formaldeído A melamina-formaldeído (MF), é uma resina classificada como de uso intermediário entre as uréia-formaldeído e fenol-formaldeído (MR – moisture resistent, BR – boil resistent). Apresenta coloração branca leitosa, e com as vantagens de ter maior resistência a umidade em relação a resina UF e cura mais rápida em relação a resina FF. Todavia, o seu custo é de 3 a 4 vezes maior que a UF, e de 20 a 25% maior que a FF. Desta forma, a resina MF pode ser utilizada como “fortificante”, em mistura com a resina UF, na proporçãode até 40:60 (M/U). Esta forma de utilização está disponível no mercado com a denominação de melaminia-uréia- formaldeído. No processo de fabricação do pré-condensado de melamina-formaldeído, o pH situa-se em torno de 9, com a finalidade de não acelerar demasiadamente 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 uso de catalisador. A vida útil em armazenagem é em torno de uma semana na forma líquida, à temperatura de 30 a 35°C, e de um ano, quando na forma de pó. 5.3 Resina fenol-formaldeído A resina fenol-formaldeído (FF), foi introduzido comercialmente na década de 30, e apresenta como característica principal a alta resistência a umidade, sendo classificada como de uso externo (BR – boil resistent, WBP – water and boil proof). O seu uso se destina principalmente à produção de compensados à prova d’água, chapas de aglomerados estruturais “waferboard” e “OSB”, vigas laminadas, construção de barcos, entre outros. As resinas fenólicas são obtidas por meio de reações químicas de diversos fenóis com o formaldeído, através de dois métodos: 1) O primeiro método envolve a reação de fenol, geralmente produzido por síntese do benzeno, com excesso de formaldeído e na presença de um catalisador ácido. A razão molar de formaldeído/fenol é na faixa de 1,8:1 a 2,2:1, e a resina é referenciada como “resol”. 2) O segundo método, utiliza a reação do fenol em excesso com formaldeído, na presença de um catalisador ácido. É produzida na forma sólida, com a razão molar de 0,8:1 a 1:1, sendo referenciada como "novolac”. O produto resultante é moído para obtenção de pó fino e adicionado 15% de hexamilenetetramina. Sob ação de calor na prensa, ocorre a liquefação com formação de amônia, a qual, atua como catalisador na reação com o formaldeído, produzindo uma resina termoestável. A resina FF apresenta as seguintes características: coloração marrom avermelhado; teor de sólidos na faixa de 47%; pH na faixa de 11 a 13; viscosidade entre 300 a 600cp; temperatura de cura na faixa de 130 a 150°C; vida útil em armazenagem de 4 a 5 meses à temperatura de 20°C. O seu custo é relativamente alto, sendo em torno de 2,5 vezes mais que a resina uréia-formaldeído. 5.4 Resina resorcina-formaldeído É uma resina de cura à frio, com catalisador, e utilizada na produção de vigas laminadas (glulam), em construções navais, na aviação, etc.. Apresenta coloração marrom, viscosidade na faixa de 500 a 800cp e vida útil em armazenagem em torno de um ano à temperatura de 25°C. O resorcinol é uma substância fenólica de reatividade muito mais elevada que o fenol, no entanto, devido ao alto custo de produção, geralmente é misturado em partes iguais com o fenol, com adição de paraformaldeído momentos antes da utilização. O tempo de prensagem é muito variável em função da temperatura ambiente, como mostra a tabela a seguir: Tabela 1. Relação entre a temperatura ambiente e tempo de prensagem Temperatura (°C) 20 24 28 32 Tempo prensagem (horas) 10-14 8-10 6-8 5-6 5.5 Resina tanino-formaldeído Em decorrência dos aumentos de custos dos produtos de origem petrolífera, principalmente com a crise do petróleo no início da década de 60, surgiu o interesse em substituir o constituinte sintético fenol, das resinas FF, por polifenóis naturais, provenientes de casca ou madeira de espécies como Acácia nigra, Acácia mollissima (África do Sul), Schinopsis sp. (quebracho, da Argentina) e, em menor extensão, da casca de Pinus radiata (na Austrália e Nova Zelândia). É uma resina muito utilizada na África do Sul e Nova Zelânidia, e em menor escala na Finlândia, Argentina, Brasil, Austrália, Rússia, Reino Unido e Índia. Apresenta algumas limitações, como a baixa resistência coesiva e à umidade, que podem ser minimizadas com a adição de pequenas quantidades de outras resinas como resorcinol, fenol sintético e uréia-formaldeído. É comercializada na forma de pó e a sua vida útil é relativamente longa. O tempo de panela pode ser estendido pela redução da viscosidade inicial e do pH, ou pela adição de endurecedores como hexametileno tetramina, que também aumenta a sua reatividade e acelera o tempo de cura. 5.6 Resinas licor sulfito É uma resina sintetizada do licor negro, proveniente das fábricas de celulose que utilizam o processo sulfito. Foi desenvolvido comercialmente na Dinamarca e Finlândia na década de 60, e destinado a produção de chapas de madeira aglomerada. Possui a vantagem de ter baixo custo, por ser proveniente do resíduo da indústria celulósica. As chapas possuem resistência mecânica moderada, mas com boa estabilidade dimensional e resistência a umidade. Entretanto, uma das principais limitações se refere ao alto tempo de prensagem (1,5min/mm de espessura), sob uma temperatura de 180°C, para polimerização parcial, e posterior autoclavagem à temperatura de 200°C e 10Pa de pressão, por pelo menos 60 minutos, para que ocorra a polimerização completa. Tendo em vista utilizar fontes provenientes de resíduos e boa qualidade de colagem, pesquisas tem sido desenvolvidas para melhorar a taxa de polimerização e redução do tempo de cura. Dentre as pesquisas, destaca-se a adição em pequenas quantidades de resina fenol- formaldeído ou ácido sulfúrico. 5.7 Resinas isocianato A química básica de isocianatos orgânicos foi desenvolvida na Alemanha no final da década de 30, e resinas baseadas em isocianatos foram utilizados pela primeira vez na década de 40. Recentes desenvolvimentos técnicos, e demanda por chapas de partículas de alta performance, além da total ausência de emissão de formaldeído livre, tem conduzido para produção comercial de resinas isocianato direcionados para a manufatura de chapas de madeira aglomerada. Uma das desvantagens se refere à sua habilidade de aderir em superfícies metálicas durante a prensagem, mas com os recentes desenvolvimentos, o uso antes limitado às camadas internas, tornou-se possível o seu emprego na chapa inteira. A resina 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, no entanto, recentes estudos têm demonstrado possibilidades de utilização de resíduos de lignina provenientes de processos de polpação, a fim de reduzir estes custos. 5.8 Resinas termoplásticas A resina termoplástica mais utilizada é a emulsão de poliacetato de vinila (PVA), desenvolvido no início da década de 50. A cura da resina PVA – termoplásticas se processa à temperatura ambiente, apresenta um baixo custo, e é utilizado na manufatura de móveis, colagem de lâminas e junções dos componentes em serviços de marcenaria e carpintaria em geral. Todavia, devido a sua baixa resistência à umidade, é restrito ao uso interior. Através de alterações no processo químico de fabricação, surgiu a resina PVA - termofixas, com polimerização e cura em prensas de alta freqüência. Esta resina apresenta alto desempenho na colagem, com excelente resistência a água e a temperatura. Por ser à base d’água, as resinas PVA apresentam vantagens como: facilidade e segurança no manuseio; inodoro; não inflamável; baixo custo; secagem rápida sob condições adequadas; fácil limpeza; estabilidade à estocagem. 5.9 Resinas elastoméricas São resinas a base de borrachas naturais ou sintéticas, com adição de pequenas quantidades de resina fenólica, materiais de enchimento e solventes orgânicos. São utilizadas
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