dissertação
Potencial de utilização de nanofibrilas de celulose em substituição ao adesivo ureia-formaldeído na produção de painéis aglomerados
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciências Florestais
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal
Agência de fomento
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
É crescente o uso da nanotecnologia no desenvolvimento de materiais sustentáveis, renováveis e biodegradáveis visando diferentes aplicações industriais. Neste sentido, a nanocelulose vem despertando o interesse devido às características excepcionais em escala nanométrica. Este nanomaterial abundante e produzido a partir da biomassa lignocelulósica, mostra-se como uma alternativa promissora na busca de substituir os adesivos sintéticos derivados de fontes não-renováveis. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da substituição (20, 40, 60 e 80%) do adesivo ureia-formadeído (UF) por nanofibrilas de celulose (NFC), além de um tratamento controle, composto por painéis de partículas encoladas com adesivo a base de UF. A NFC na concentração de 2,0 % em peso foi obtida via desfibrilação mecânica. Utilizou-se 10 % de adesivo UF, 2 % de suspensão de NFC e 1 % de parafina. Os painéis foram produzidos com uma densidade nominal de 0,79 g cm-3 e dimensões de 15 x 15 x 1 cm (comprimento, largura e espessura, respectivamente). Foram adotadas três repetições. Foi utilizada uma prensagem hidráulica a frio a 1 MPa por 10 minutos, em seguida, prensagem a quente de 4,0 MPa a 150 °C durante 15 minutos. Foram avaliadas as propriedades de densidade aparente, razão de compactação, teor de umidade, absorção de água e inchamento em espessura (2 e 24 horas), resistência a flexão estática módulo de elasticidade (MOE) e módulo de ruptura (MOR) e tração perpendicular (TP). Com base nos resultados, pode-se concluir que à medida que aumentou a proporção de NFC nos painéis ocorreu maior absorção de água e inchamento em espessura, bem como redução nas propriedades mecânicas (MOR, MOE e TP). As propriedades densidade aparente, teor de umidade, inchamento em espessura, flexão estática e tração perpendicular atenderam os requisitos mínimos determinados pela norma ANSI A208.1 (2009). Os resultados obtidos nesta pesquisa indicam a substituição de até 31% das nanofibrilas de celulose na produção de painéis aglomerados.
Abstract
The use of nanotechnology in the development of sustainable, renewable and biodegradable materials for different industrial applications is increasing. In this sense, nanocellulose has been arousing interest due to its exceptional characteristics at the nanoscale. This abundant nanomaterial, produced from lignocellulosic biomass, is a promising alternative in the quest to replace synthetic adhesives derived from non-renewable sources. In this context, the objective of this research was to evaluate the effect of replacing (20, 40, 60 and 80%) of the urea-formaldehyde (UF) adhesive by cellulose nanofibrils (NFC), in addition to a control treatment, consisting of particle boards glued with UF-based adhesive. NFC at a concentration of 2.0% by weight was obtained via mechanical defibrillation. 10% UF adhesive, 2% NFC suspension and 1% paraffin were used. The panels were produced with a nominal density of 0.79 g cm-3 and dimensions of 15 x 15 x 1 cm (length, width and thickness, respectively). Three repetitions were adopted. Hydraulic cold pressing at 1 MPa for 10 minutes was used, followed by hot pressing of 4.0 MPa at 150 °C for 15 minutes. The properties of bulk density, compaction ratio, moisture content, water absorption and swelling in thickness (2 and 24 hours), resistance to static bending modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR) and perpendicular traction were evaluated (TP). Based on the results, it can be concluded that as the proportion of NFC in the panels increased, there was greater water absorption and swelling in thickness, as well as a reduction in mechanical properties (MOR, MOE and TP). The apparent density, moisture content, swelling in thickness, static bending and perpendicular traction properties met the minimum requirements determined by the ANSI A208.1 (2009) standard. The results obtained in this research indicate the replacement of up to 31% of cellulose nanofibrils in the production of particleboard.
Descrição
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Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
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DOI
Citação
GARCIA, H. V. S. Potencial de utilização de nanofibrilas de celulose em substituição ao adesivo ureia-formaldeído na produção de painéis aglomerados. 2021. 70 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Biomateriais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.