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Espumas fenólicas à base de taninos de Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville E Acacia mearnsii DE Willd. reforçadas com pó de cortiça de Quercus suber L.

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Arquivo retido a pedido da autoria, até junho de 2027.

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Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)

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Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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Tecnologia e produção

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 8: Trabalho decente e crescimento econômico
ODS 12: Consumo e produção responsáveis
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
ODS 15: Vida terrestre
ODS 17: Parcerias e meios de implementação

Dados abertos

Resumo

Entre os diversos usos possíveis para as cascas das árvores, a exploração de seus compostos químicos se destaca pelo elevado potencial de comercialização. Nesse contexto, os taninos sobressaem entre os demais compostos pela presença em maior quantidade e pelas inúmeras aplicações tecnológicas, que vão desde a utilização em fármacos e curtimento de couros até a produção de adesivos para painéis de madeira. As espumas fenólicas à base de taninos encontram-se entre essas aplicações e vêm sendo estudadas desde a década de 1990, apresentando características vantajosas em relação às espumas sintéticas convencionais, especialmente no que se refere à resistência ao fogo e à ausência de emissão de fumaça tóxica em combustão. O principal desafio no desenvolvimento desses materiais reside na obtenção de estruturas com propriedades mecânicas satisfatórias, uma vez que as espumas à base de taninos apresentam, de forma geral, comportamento frágil e elevada friabilidade. Diante disso, esta pesquisa teve como objetivo produzir espumas fenólicas à base de taninos de Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville (Barbatimão, Fabaceae), avaliando a influência da incorporação de pó de cortiça de Quercus suber L. (Sobreiro) como carga de reforço e de polisorbato 80 (Tween 80) como aditivo surfactante sobre suas propriedades. A título de comparação, todas as formulações foram reproduzidas nas mesmas condições utilizando taninos de Acacia mearnsii De Willd. (Acácia negra). Foram definidas oito formulações de espumas, sendo quatro à base de taninos de Barbatimão (BA1, BA2, BA3 e BA4) e quatro à base de taninos de Acácia negra (AN1, AN2, AN3 e AN4), variando a presença e a combinação de carga de reforço e aditivo surfactante. As espumas produzidas foram caracterizadas quanto à densidade aparente, densidade real e porosidade, resistência mecânica à compressão, durabilidade mecânica por meio do teste de friabilidade, absorção de água, ângulo de contato, morfologia celular e análise por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados demonstraram que a espécie S. adstringens produz taninos com características adequadas para a produção de espumas fenólicas rígidas, com desempenho mecânico superior ao das espumas produzidas com taninos de Acácia negra nas mesmas condições. A incorporação de pó de cortiça e polisorbato 80 contribuiu positivamente para as propriedades mecânicas e morfológicas das espumas, resultando em estruturas mais homogêneas, com menor friabilidade e maior durabilidade mecânica.

Abstract

Among the various possible uses of tree bark, the exploitation of its chemical compounds stands out for its high commercialization potential. In this context, tannins surpass other compounds due to their greater presence and numerous technological applications, ranging from pharmaceuticals and leather tanning to the production of adhesives for wood panels. Tannin-based phenolic foams are among these applications and have been studied since the 1990s, presenting advantageous characteristics over conventional synthetic foams, especially regarding fire resistance and the absence of toxic smoke emission during combustion. The main challenge in developing these materials lies in obtaining structures with satisfactory mechanical properties, since tannin-based foams generally exhibit brittle behavior and high friability. Therefore, this research aimed to produce tannin-based phenolic foams from Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville (Barbatimão, Fabaceae), evaluating the influence of incorporating cork powder from Quercus suber L. (Cork oak) as a reinforcing filler and polysorbate 80 (Tween 80) as a surfactant additive on their properties. For comparison purposes, all formulations were reproduced under the same conditions using tannins from Acacia mearnsii De Willd. (Black wattle). Eight foam formulations were defined, four based on Barbatimão tannins (BA1, BA2, BA3 and BA4) and four based on Black wattle tannins (AN1, AN2, AN3 and AN4), varying the presence and combination of reinforcing filler and surfactant additive. The produced foams were characterized regarding apparent density, true density and porosity, compressive mechanical strength, mechanical durability through the friability test, water absorption, contact angle, cellular morphology, and scanning electron microscopy analysis. The results demonstrated that S. adstringens produces tannins with suitable characteristics for the production of rigid phenolic foams, with mechanical performance superior to that of foams produced with Black wattle tannins under the same conditions. The incorporation of cork powder and polysorbate 80 contributed positively to the mechanical and morphological properties of the foams, resulting in more homogeneous structures with lower friability and greater mechanical durability.

Descrição

Área de concentração

Ciência e Tecnologia da Madeira

Linha de pesquisa

Processamento e Utilização de Materiais Lignocelulósicos e Derivados

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

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Resumen

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DOI

Citação

RESENDE, Dieimes Ribeiro. Espumas fenólicas à base de taninos de Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville E Acacia mearnsii DE Willd. reforçadas com pó de cortiça de Quercus suber L. 2026. 91 p. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.

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