Em meio a um mercado globalizado, busca-se hoje o desenvolvimento de novos materiais, que possam com eficiência substituir os já existentes, explorando-se é claro as relações custo-benefício que possam vir a trazer.
O crescimento mundial da utilização dos materiais poliméricos, sejam eles termoplásticos ou termorrígidos, em substituição a outras classes, como metais, cerâmica e até mesmo a madeira, já é uma realidade. A mistura física destas diferentes classes, tem aberto novos mercados, onde busca-se materiais com propriedades melhoradas a cada dia.
A incorporação de cargas minerais em compostos poliméricos, é prática comum, pois estas, além de conferirem propriedades mecânicas, térmicas e elétricas, agem de maneira a diferenciar propriedades de rigidez, módulo de elasticidade, de temperatura de deflexão, resistência ao envelhecimento, tração, e influenciam ainda na processabilidade do material e acabamento superficial do produto.
Com o passar dos anos estas cargas minerais, tais como carbonatos de cálcio, talco, entre outras, encontraram nos materiais poliméricos uma ampla gama de aplicações e portanto já podemos encontrar escassez destes recursos, que passaram a ser aplicados sobremaneira nas indústrias de tintas e cremes dentais; que faz com que em determinadas épocas do ano, seu custo ser elevado e a oferta das mesmas diminuída.
Em contrapartida, novas cargas, podem ser aplicadas com eficiência vindo a suprir a demanda ora muito disputada por diferentes mercados. Assim, para aplicações especificas e diferenciadas, na criação de novos materiais e produtos de diferentes aplicabilidades podem ser desenvolvidos materiais poliméricos reforçados por meio de farinha de madeira, uma carga orgânica, que encontra hoje disponibilidade de recursos.
Poderia se dar um exemplo apenas, de todas as aplicações possíveis aqui visadas; o PVC, um material em que se partindo da resina vinílica, pode ser aditivado das mais diferentes formas, obtendo-se os mais variados tipos de produtos. É sabido que a incorporação da farinha de madeira neste polímero é extremamente viável, com propriedades que variam com relação a granulometria da carga empregada. Não muito distante deste material, esta a aplicação, hoje muito efetuada em países europeus, do PVC com madeira sendo utilizado para aplicações estruturais e também em substituição a madeira convencional, pela semelhança que apresenta com tal, quando aditivado com resíduos selecionados desta, além de apresentar características ainda mais vantajosas, principalmente quanto a leveza, se comparado a madeira.
Há décadas o uso de madeira e outras fibras celulósicas têm sido empregadas extensivamente como carga para compostos termoplásticos e termofixos. Até cerca de 15 anos atrás estes materiais eram utilizados em pequenas aplicações especiais ou produtos de baixo valor agregado como materiais absorvedores de ruídos em partes internas de carros.
Além do PVC ser o segundo termoplástico mais consumido no mundo, sendo superado somente pelas poliolefinas. A demanda mundial de resina de PVC foi, em 2000, igual a aproximadamente 25 milhões de toneladas [1].
Os polímeros termoplásticos aditivados com pó de madeira, encontram aplicações em perfis extrudados, nas mais diferentes áreas, sejam elas moveleira, automobilística, refrigeração, construção civil, podendo ser citados produtos como: rodapés, molduras, divisórias, laminados, forros, esquadrias, assoalhos, etc; em moldados por injeção podem ser confeccionados: solados, recipientes, tampas, etc..; entre outros processos e produtos.
Metodologia
Escolha da granulometria da farinha de madeira mais adequada (produto x processo);
Tratamento (revestimento) da farinha de madeira;
Formulação (seleção de aditivos e percentual de farinha de madeira a ser utilizado);
Compostagem (Misturador);
Processamento (pré-definido: moldagem por extrusão, injeção, etc...); e
Ensaios e avaliações no produto acabado (averiguação de propriedades, aspecto visual, etc...)
As propriedades devem ser avaliadas de acordo com o produto e aplicação, não deixando de se avaliar a performance do mesmo durante seu processamento, pois o emprego destes tipos de cargas pode causar uma série de problemas em processamento, associados com dispersão das partículas da carga e características de fluxo resultante da mistura do composto.
No processo de compostagem de plásticos com farinha de madeira há uma série de variáveis que influenciam diretamente o processamento e acabamento superficial do moldado, bem como suas propriedades mecânicas.
O pó de madeira tem uma significativa capacidade de absorver vários aditivos poliméricos, levando dessa forma a uma queda na processabilidade. A alta área superficial das cargas de madeira e sua capacidade de absorver auxiliares de processamento e outros aditivos levam a características negativas de fluxo do fundido, promovendo fenômenos reológicos como rugosidades na superfície do moldado e fratura do fundido.
Diversas são as variáveis que influenciam na processabilidade e no acabamento superficial, bem como as propriedades mecânicas do composto: tipo de madeira; granulometria do pó de madeira; tipo de tratamento da madeira (secagem, pré-mistura sem/com agente de acoplagem), teor de aditivos (lubrificante, auxiliar de fluxo e modificador de impacto), valor K das resinas de PVC, etc.
De acordo com testes realizados, a farinha de madeira no composto pode chegar a até 60% em peso do composto, onde valores acima deste intervalo, o composto pode estar mais sujeito à ação microbial e umidade. A concentração ideal de aplicação é cerca de 30 a 40% em peso.
Um outro quesito que o torna atraente como carga é seu preço que, no Brasil, está em cerca de R$ 250,00 a R$ 350,00 a tonelada, dependendo da granulometria requerida, o que dependendo da formulação e do produto onde é empregado, tem apresentado uma redução de custo/ Kg, da ordem de 10 a 16 %, quando comparado a compostos comuns de PVC.
Andressa Dutra Banks
Engenheira de Materiais, Consultora Técnica de Desenvolvimentos e Pós-Graduação (UFPR / Engenharia Florestal // UFSCar / Engenharia de Materiais.
Maio/2003 |
