Substituição parcial do adesivo fenol formaldeído por lignina kraft na produção de compensado

Abstract

Com o constante crescimento do setor moveleiro e da construção civil, os painéis de madeira tornaram-se fundamentais para suprir a grande demanda por madeira serrada, porém, enfrentar adequadamente a gestão dos resíduos gerados ao longo das fases de produção é um desafio significativo, inclusive no mercado de painéis de madeira, onde o adesivo utilizado na composição apresenta um impacto ambiental considerável. Com o intuito de minimizar esse impacto, este estudo concentrou-se na avaliação do desempenho tecnológico resultante da adição de lignina Kraft à resina fenol-formaldeído (FF) nas propriedades dos painéis de madeira compensada fabricados a partir de madeira de Pinus. Este trabalho foi realizado a partir de três métodos: 1° Método: Fenolação da Lignina + Fenol formaldeído (FF), 2° Método: Mistura da Lignina + Fenol-formaldeído sob ação de tempo e temperatura e 3° Método: Síntese fenólica + Lignina, buscando a melhor homogeneização entre a lignina e adesivo, além de melhores resultados de aplicação. A lignina foi substituída parcialmente em duas porcentagens (10% e 20%), para isso, 10% e 20% do fenol formaldeído foi retirado e acrescentado 10% e 20% de lignina. Após preparação das resinas para os três diferentes métodos, as mesmas foram submetidas ao teste termogravimétrico, a fim de analisar as mudanças no comportamento de cura e estrutura térmica, além da determinação do teor de sólidos, viscosidade e pH. Na sequência os painéis foram produzidos com lâminas de madeira de Pinus taeda, compactadas com as misturas anteriormente descritas, sob ação de pressão e temperatura. Os painéis foram seccionados para obtenção de corpos de prova para a realização dos ensaios físico-mecânicos segundo especificações normativas da ABNT. Os ensaios físico-mecânicos foram realizados para determinação da densidade, teor de umidade, inchamento em espessura, qualidade de colagem e para a determinação do módulo de elasticidade (MOE) e módulo de ruptura (MOR) na flexão estática nas direções paralela e perpendicular às fibras das lâminas externas. Os dados obtidos evidenciaram que a substituição parcial do adesivo fenol formaldeído pela lignina Kraft indica bom desempenho físico-mecânico dos painéis de madeira compensada. Para algumas propriedades as caracterizações apontaram valores superiores aos encontrados em painéis de compensado produzidos apenas com o fenol formaldeído. Dentre os métodos analisados, a que apresentou melhor desempenho para os painéis foi o Método 2, composto pela mistura da Lignina + Fenol Formaldeído sob ação de tempo e temperatura, além disso, pode-se concluir que a adição de lignina ao adesivo fenólico não afetou as propriedades dos painéis e garantiu maior resistência à água

With the constant growth of the furniture and civil construction sector, wooden panels have become fundamental pieces to meet the great demand, however, adequately addressing the management of waste generated throughout the production phases is a significant challenge, including in the market. of wooden panels, where the adhesive used in the composition has a considerable environmental impact. To minimize this impact, this study focused on evaluating the technological performance resulting from the addition of Kraft lignin to phenol-formaldehyde (FF) resin on the properties of plywood panels manufactured from Pine wood. This work was divided into three stages: 1st Stage: Phenolation of Lignin + Phenol formaldehyde (FF), 2nd Stage: Mixing of Lignin + Phenol-formaldehyde under the action of time and temperature and 3rd Stage: Phenolic synthesis + Lignin, seeking the best homogenization between lignin and adhesive, in addition to better application results. Lignin was partially replaced in two percentages (10% and 20%), for this, 10% and 20% of phenol formaldehyde were removed and 10% and 20% of lignin were added. After preparing the mixtures, they were subjected to thermogravimetric testing, in order to analyze changes in curing behavior and thermal structure, solids content and viscosity. Next, the panels were produced with sheets of Pinus taeda wood, compacted with the mixtures previously described, under the action of pressure and temperature. The panels were sectioned to obtain specimens for carrying out the physical-mechanical tests. The physical-mechanical tests were carried out following the guidelines of the ABNT normative documents to determine the density, moisture content, swelling in thickness, bonding quality and to determine the modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR) at static bending in directions parallel and perpendicular to the fibers of the outer laminae. The data obtained showed that the partial replacement of phenol formaldehyde adhesive by Kraft lignin indicates good physical- mechanical performance of plywood panels, with some properties showing values higher than those found in plywood panels produced only with phenol formaldehyde. Among the formulations tested, the one that performed best for the panels was Stage 2, composed of a mixture of Lignin + Phenol Formaldehyde under the influence of time and temperature