Cinzas de caldeira como redutor da emissão de formaldeído em painéis de fibras de média densidade

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Mello, Débora Caline de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Painéis; Formaldeído; Resíduos vegetais; Adesivos; Caldeiras
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/16189

O objetivo do estudo foi determinar a viabilidade da utilização de cinzas de caldeira industrial no adesivo a base de uréia formaldeído para a produção de painéis de fibras de média densidade (MDF), com intuito de promover a redução da emissão de formaldeído sem prejudicar as propriedades tecnológicas. A matéria-prima utilizada foi composta por fibras de Pinus spp retiradas do processo industrial de uma empresa de MDF, resina uréia formaldeído, emulsão de parafina, sulfato de amônio (catalisador) e cinzas de caldeira coletadas em uma unidade de cogeração de energia elétrica que realiza a combustão de biomassa florestal de Pinus spp. O plano experimental, composto por 8 tratamentos, foi inteiramente casualizado com arranjo bifatorial, sendo adicionado ao adesivo 0% 1%, 3% e 5% de cinzas com e sem a aplicação de catalisador. Em cada tratamento foram produzidos 3 painéis com as seguintes características: densidade de 750 kg.m-³, dimensões de 40 x 40 x 1,5 cm, 12% de resina ureia formaldeído, 1% de emulsão de parafina, pré prensagem a frio por 5 minutos, e prensagem a quente com temperatura de 180ºC, pressão de 40 kgf.cm² por um tempo de 10 minutos. As resinas dos diferentes tratamentos foram caracterizadas em viscosidade, pH, gel time e teor de sólidos pela ASTM D1582/98 (2017), as propriedades tecnológicas dos painéis pela NBR 15316 (ABNT, 2019) e pelo densitômetro de raios-X IMAL DPX300; e a emissão de formaldeído pelo método perforator, descrito na EN120 (1992). Na caracterização das resinas, como esperado, o emprego do catalisador reduziu o pH de forma significativa que por consequência aumentou a velocidade de reação da resina diminuindo o gel time. Além disso, reduziu também o teor de sólidos, viscosidade e densidade por conta da diluição do catalisador em água. A incorporação de cinzas ao adesivo com e sem catalisador promoveu a redução ainda mais acentuada do pH. Em contrapartida, conforme adicionou-se cinzas obteve se um aumento da viscosidade, gel time, teor de sólidos, e a densidade se manteve constante. Para propriedades físicas dos painéis, os valores médios das variáveis de densidade, razão de compactação e espessura foram equivalentes e de acordo com a norma de referência, enquanto que o teor de umidade foi reduzido de forma significativa com o emprego do catalisador, mas sem influência do percentual de cinzas. O perfil de densidade para todos os tratamentos foi característico de painéis MDF, com superfícies mais compactadas e densas (876 kg.m³), quando comparado com a camada central (582 kg.m-³) e com a média (784 kg.m-³), formando um gráfico em formato de “M”. Na estabilidade dimensional, a aplicação de 5% de cinzas, independentemente do uso do catalisador reduziu as propriedades de inchamento e absorção, mas todos os tratamentos ficaram dentro dos parâmetros normalizados. Para propriedades mecânicas, a influência das cinzas no adesivo foi observada de forma negativa no módulo de ruptura a flexão estática a partir de 1%, e no ensaio de tração perpendicular a partir de 3%, no entanto, somente esta última propriedade, nos percentuais de 3% e 5% ficaram abaixo do limite mínimo da NBR 15316 (ABNT, 2019). O emprego de catalisador e cinzas com percentuais de 3% e 5% reduziram significativamente a emissão de formaldeído dos painéis, entretanto, somente os painéis que utilizaram adesivo com catalisador apresentaram emissões abaixo de 8mg de formaldeído / 100g de painel. Sendo assim, de acordo com o exposto, a aplicação de cinzas na quantidade de 3% e 5% com o uso do catalisador se demonstraram bastante efetivos para redução da emissão de formaldeído, podendo ser futuramente uma excelente alternativa como aditivo natural. Através de mais estudos será possível adaptar processo de ciclo de prensagem de modo a reduzir a influência sobre as propriedades mecânicas de tração perpendicular e rigidez a flexão estática.