dissertação

Desenvolvimento e avaliação de adesivos biobaseados a partir de taninos de Stryphnodendron adstringens e ácido cítrico para colagem de madeira

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Universidade Federal de Lavras

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Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)

Departamento

Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais

Agência de fomento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tipo de impacto

Sociais
Tecnológico
Econômicos

Áreas Temáticas da Extensão

Meio ambiente
Tecnologia e produção

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 3: Saúde e bem-estar
ODS 12: Consumo e produção responsáveis
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
ODS 15: Vida terrestre

Dados abertos

Resumo

Este estudo investigou o potencial tecnológico de bioadesivos à base de taninos de barbatimão (Stryphnodendron adstringens), reticulados com ácido cítrico e formaldeído, visando a redução parcial do uso de agentes sintéticos convencionais. A metodologia compreendeu a extração aquosa de taninos das cascas (70 °C/3h) com 3% de sulfito de sódio, resultando em um extrato com 59,56% de sólidos, 75% de índice de Stiasny e 44,72% de taninos condensados. Os adesivos foram formulados com 50% de sólidos e diferentes proporções de ácido cítrico/formaldeído, sendo caracterizados quanto ao pH, viscosidade e tempo de gel. Compensados de Pinus sp. foram produzidos (140 °C; 12 kgf/cm²) e submetidos a ensaios de resistência ao cisalhamento (NBR 9534/86) e análise por espectroscopia Raman. Os resultados mostraram que o tratamento T4 (10% de ácido cítrico e 90% de formaldeído) apresentou a maior reatividade, com tempo de gel de 55 segundos e viscosidade de 904,33 cP. No ensaio mecânico a seco, o T4 obteve resistência de 7.75 MPa, superando estatisticamente o tratamento 100% formaldeído 5.59 MPa). A análise Raman confirmou a formação de redes poliméricas estáveis via ligações éster, embora altas concentrações de ácido cítrico (T2 e T3) tenham comprometido a resistência à umidade. Conclui-se que a incorporação de ácido cítrico como agente reticulante parcial é tecnicamente viável, resultando em adesivos de alto desempenho e menor impacto ambiental, consolidando o barbatimão como matéria-prima estratégica para produção de adesivos de madeira sustentáveis.

Abstract

This study investigated the technological potential of bioadhesives based on barbatimão tannins (Stryphnodendron adstringens), crosslinked with citric acid and formaldehyde, resulting in a partial reduction in the use of synthetic adhesives. The methodology comprised aqueous extraction of tannins from the bark (70 °C/3 h) with 3% sodium sulfite, resulting in an extract with 59.56% solids, 75% Stiasny index, and 44.72% condensed tannins. The adhesives were formulated with 50% solids and different proportions of citric acid/formaldehyde, and were characterized in terms of pH, viscosity, and gel time. Pinus sp. plywood was produced (140 °C; 12 kgf/cm²) and subjected to shear strength tests (NBR 9534/86) and Raman spectroscopy analysis. The results showed that treatment T4 (10% citric acid and 90% formaldehyde) presented the highest reactivity, with a gel time of 55 seconds and viscosity of 904.33 cP. In the dry mechanical test, T4 obtained a resistance of 7.75 MPa, statistically surpassing the 100% formaldehyde treatment (5.59 MPa). Raman analysis confirmed the formation of stable polymer networks via ester bonds, although high concentrations of citric acid (T2 and T3) compromised moisture resistance. It is concluded that the incorporation of citric acid as a partial cross-linking agent is technically feasible, resulting in high-performance adhesives with lower environmental impact, consolidating barbatimão as a strategic raw material for the production of sustainable wood adhesives.

Descrição

Área de concentração

Compósitos lignocelulósicos

Linha de pesquisa

Engenharia de Biomateriais

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

Objetivo

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Resumen

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DOI

Citação

LEMKE, Bettina Pádua Nogueira Betzel. Desenvolvimento e avaliação de adesivos biobaseados a partir de taninos de Stryphnodendron adstringens e ácido cítrico para colagem de madeira. 2026. 50 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Biomateriais) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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