Chapas de partículas de madeira aglomerada são produtos elaborados pela mistura de fragmentos de madeira ou de outros materiais lignocelulósicos, aglutinados com adesivos sintéticos ou outro aglomerante sendo o conjunto termo prensado por tempo suficiente para que ocorra a cura do adesivo.
A indústria de chapas de partículas teve sua origem na Alemanha, desenvolvendo-se após a 2a Guerra Mundial. Na década de 60, deu-se a grande expansão desta indústria nos EUA, e a partir daí, no resto do mundo. Atualmente, os principais países produtores de chapas aglomeradas são os Estados Unidos, com 25% da produção mundial, seguido pela Alemanha e Canadá, com 12% .
No Brasil, as chapas de partículas foram introduzidas no mercado consumidor em 1966, pela indústria de Placas do Paraná. Segundo o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social, em 1998 a produção de chapas de madeira aglomerada no Brasil, foi de 1.313 milhões de metros cúbicos e em 2002 este valor já chegava ao patamar de 2 milhões de metros cúbicos, o que corresponde a uma taxa de crescimento de 13% ao ano e com perspectivas de continuar crescendo 10% ao ano até 2005. As sete empresas fabricantes de aglomerado produziram aproximadamente 1,5 milhões de metros cúbicos de chapa aglomerada no ano de 2000, o que corresponde a cerca de 2% da produção mundial, colocando o Brasil como 9º maior produtor mundial.
Em princípio, todo e qualquer material lignocelulósico pode ser utilizado como matéria–prima para a fabricação de chapas de partículas. Entretanto, madeira é a principal fonte de matéria-prima para produção do produto. No Brasil algumas empresas produtoras de painéis aglomerados utilizam 100% de madeira de Eucalipto, outras utilizam 100% de Pinus, enquanto que outras combinam diferentes proporções de Eucalipto e Pinus. No mundo 50% das indústrias de chapas de partículas empregam madeira de coníferas como matéria prima principal e outras empregam mais de uma espécie de madeira em suas linhas de produção.
A julgar pela tendência mundial, em que se buscam outras matérias-primas e tecnologias para a produção de novos produtos, um dos materiais com grande potencialidade para ser associado à madeira, são as resinas termoplásticas.
No Brasil são produzidos mais de 3,5 milhões de toneladas de resinas termoplásticas por ano. Desse total, mais de 65% são destinados às indústrias de embalagens plásticas que depois de utilizadas são descartadas como resíduo pós-consumo e por não serem biodegradáveis ocasionam um sério problema ambiental. Contudo, este material poderia, pelo menos em parte poderia ser utilizado como matéria-prima para a produção de compósitos termoplásticos.
Sob um enfoque ambiental, a reciclagem de resíduos plásticos pós-consumo para a produção de compósitos a base de madeira/plástico é uma possível alternativa de reutilização destes produtos, evitando ou reduzindo, esta fonte de poluição.
Assim, com a finalidade de determinar algumas propriedades de compósitos termoplásticos fabricados por termocompressão foram fabricadas no Laboratório de Painéis e Energia do Departamento de Engenharia Florestal da UFV chapas de partículas de madeira de eucalipto, poliestireno (PS) e polietileno tereftalato (PET) utilizando resíduos plásticos pós-consumo. Foram avaliados a influência aplicação de diferentes teores de solução de poliestireno em tolueno (agente de ligação) nas propriedades dos compósitos além do efeito da sonificação seguido de aquecimento em forno de microondas das partículas de PET.
Material E Métodos
As partículas de madeira de Eucalyptus grandis foram fornecidas pela Eucatex/SP. As resinas termoplásticas (PET e PS), foram obtidas, respectivamente, da usina de reciclagem de lixo de Viçosa-MG e de um depósito de materiais recicláveis localizado no campus da Universidade Federal de Viçosa. O PS foi obtido, também, por coleta semi-seletiva em bares e lanchonetes, na forma de copos e pratos. O PET foi coletado apenas na forma de garrafas de refrigerantes de 2,0 litros. Para o processamento das partículas de PET retirou-se a parte superior das garrafas e o corpo foi foi fragmentado em um moinho de martelo dotado de uma peneira com orifícios de 10 mm de diâmetro, lavadas com sabão neutro e secas à temperatura ambiente. Para a produção da partículas de PS os copos e pratos foram lavados com sabão neutro secos à temperatura ambiente e transformados em partículas em um moinho de martelo equipado com peneira com orifícios de 4 mm de diâmetro.
O adesivo utilizado foi a uréia-formaldeído (Cascamite PL 117 da ALBA-Química). A quantidade de adesivo aplicado nas chapas foi de 8% de sólidos resinosos, com base na massa de partículas empregadas.
Foi utilizado também, uma solução de PS em tolueno, denominada de aditivo, aplicada em quatro diferentes proporções (2, 4, 6 e 8% da massa de partículas e 0,5% de parafina em emulsão em relação à massa de partículas de madeira. Além de todo tratamento descrito anteriormente, parte das partículas de PET foram sonicadas em um aparelho BRANSON, modelo 1210. Para tanto foi pesado aproximadamente 400g de partículas de PET que foram colocadas em um bequer de 1,0L completando-se o volume com uma solução de NaOH a 10% (p/p). O bequer, com as partículas embebidas na solução de NaOH, permaneceu 30 minutos no aparelho de ultra-som. Em seguida as partículas ainda embebidas em NaOH for inseridas em um forno de microondas que foi ligado na potência média e onde permaneceram durante 15 minutos. Posteriormente as partículas de PETS foram lavadas com água destilada para retirar o excesso de NaOH e secas a temperatura ambiente.
A solução de PS em tolueno (aditivo) foi preparada dissolvendo-se 10g de PS em 40g de tolueno e utilizando as partículas de PS de menor granulometria. Essa solução foi filtrada, para retirar qualquer partícula sólida da solução.
Tanto o adesivo quanto a solução de tolueno foi aplicada em um encolador dotado de uma pistola pneumática.
Os colchões foram formados manualmente, depositando-se a mistura de partículas sobre uma chapa de alumínio de 3,5 mm de espessura, colocada sob a seção formadora com dimensões internas de 40 x 40 cm, onde as partículas foram distribuídas uniformemente. Após a formação dos colchões, eles foram prensados a 32 kgf/cm2 durante 8 min e temperatura de 190 oC. Foram fabricadas 42 chapas correspondente a 21 tratamentos em duplicada conforme mostra o Quadro 1.
Ao término da prensagem as chapas foram acondicionadas à temperatura ambiente e em seguida, suas bordas foram aparadas para 35,4 x 35,4 mm, e suas superfícies foram lixadas. Após o esquadrejamento e lixamento foram retidas amostradas para determinação das propriedades seguindo a norma ASTM-D-1037. As propriedades dos panéis foram comparadas com os valores estabelecidos na norma ANSI/A-93 para classe M-2.
As densidades das chapas (g/cm3) são mostradas na Figura 1. Teve-se como meta uma densidade final de 0,65 g/cm3 e por isso não houve diferença estatística entre elas.
Resumo e conclusões
Este trabalho teve como objetivo determinar as propriedades de compósitos de madeira/plástico fabricados com partículas de madeira de eucalipto, poliestireno (PS) e polietileno tereftalato (PET) que teve uma fração tratada com ultra-som e aquecida em microondas em uma solução de NaOH.
As propriedades de quatorze entre os vinte tratamentos, sem considerar a testemunha, foram superiores ao valor mínimo estabelecido pela norma ANSI/A 1993.
Os painéis fabricados com 25 ou 50% de plástico onde o PET não foi sonicado, apresentaram melhores resultados, sendo inclusive superior à qualidade dos compósitos 100% madeira para algumas propriedades, como menor absorção de água, menor inchamento em espessura, etc.
O tratamento das partículas de PET com ultra-som e aquecimento com microondas (PETS) afetou de forma negativa em algumas propriedades, principalmente no tocante à adsorção de água e estabilidade dimensional.
A adição de uma solução de PS em tolueno, usada como agente de ligação, objetivando melhorar a qualidade da adesão e consequentemente do compósito, também, não influenciou de forma significativa a qualidade dos compósitos. Além disso, os melhores e os piores valores encontrados, para todos os testes, não tiveram correlação positiva com a concentração deste aditivo.
Os resultados indicam que a produção de compósitos a partir de uma mistura de madeira e plástico é uma alternativa tecnicamente viável para destinação de resíduos de plástico pós-consumo.
Fernando Vitor de Oliveira
Engenheiro Florestal
Mestrando em Ciência Florestal
Departamento de Engenharia Florestal
Universidade Federal de Viçosa
Viçosa – MG
Benedito Rocha Vital
Prof. Titular – Departamento de Engenharia Florestal
Universidade Federal de Viçosa
Viçosa - MG
E-mail: bvital@ufv.br |
