Compósitos de partículas de madeira de Eucalyptus grandis, polietileno e embalagens cartonadas

Abstract

Os objetivos deste trabalho foram produzir e avaliar as propriedades de compósitos de partículas de madeira de Eucalyptus grandis, acetiladas e não- acetiladas, combinadas com partículas de polietileno de baixa densidade (PEBD), polietileno de alta densidade (PEAD) e embalagens cartonadas, pelo método de termocompressão. Os compósitos foram produzidos no Laboratório de Painéis e Energia da Madeira – LPEM/UFV, nas dimensões de 40 x 40 x 1 cm e com densidade de 0,70 g cm-3. A massa de partículas recebeu 0,5% de parafina e 8% de adesivo fenol-formaldeído, por meio de uma pistola pneumática inserida em um tambor rotatório. Após a aplicação da parafina e do adesivo prepara-se manualmente, o colchão (distribuição das partículas) e, em seguida, os compósitos foram prensados por 8 minutos a 170 oC. O experimento constituiu-se de 14 tratamentos, sendo sete composições de partículas (100% madeira e madeira combinada com 20 e 40% de PEBD, PEAD e embalagens cartonadas), dois tipos de partículas: acetiladas, que passaram por tratamento com anidrido acético, e não-acetiladas, que não passaram por tratamento algum, com quatro repetições, constituindo um total de 56 chapas. Todos os corpos-de-prova foram condicionados em câmara climática (65% UR e temperatura de 20 oC), para realização dos testes físicos e mecânicos, conforme norma American Society for Testing and Materials - ASTM 1037-91. Foram determinados: densidade, umidade de equilíbrio, módulo de ruptura - MOR, módulo de elasticidade - MOE, tração perpendicular, arrancamento de parafuso, dureza janka, compressão longitudinal, absorção de água (AA90%, AA2h, e AA24h), inchamento em espessura (IE90%, IE2h e IE24h) e expansão linear (EL90%, EL2h e EL24h), em três condições: alteração da umidade relativa de 65 para 90%, 2 e 24 horas de imersão em água. Todos os tratamentos foram submetidos à análise estatística, pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. A adição de embalagens cartonadas reduziu todas as propriedades mecânicas e promoveu maior absorção de água, inchamento em espessura e expansão linear, independentemente de as partículas serem acetiladas ou não, resultando em compósitos com baixa estabilidade dimensional. A adição de plástico reduziu as propriedades mecânicas, em especial a flexão estática (MOR e MOE). Em relação aos testes físicos, a adição de plástico, principalmente PEAD na maior proporção (40%), apresentou compósitos mais estáveis, independentemente do tipo de partícula. O tratamento de acetilação promoveu significativa estabilização dos painéis na maioria dos testes de estabilidade dimensional, entretanto verificou-se também que a acetilação reduziu algumas propriedades mecânicas. O PEAD apresentou-se como a melhor matéria-prima, dentre as estudadas, para produção de compósitos de madeira e plástico, enquanto a utilização de embalagens cartonadas resultou nas menores médias. Entretanto, é importante ressaltar que apesar de apresentar baixa resistência mecânica e elevada instabilidade, os compósitos contendo embalagens cartonadas devem ser mais estudados.

The objective of this work was to produce and to evaluate the properties of composites of particles of wood of Eucalyptus grandis, acetilated and non acetilated, combined with particles of polyethylene of low density (PEBD), polyethylene of high density (PEAD) and paperboard, by the thermal compression method. The composites were produced in the Laboratory of Panels and Energy of Wood - LPEM/UFV, in the dimensions of 40 x 40 x 1 cm and with density of 0,70 g cm-3. The mass of particles received 0,5% of paraffin and 8% of phenol-formaldehyde adhesive, by means of pneumatic pistol inserted in a tumbling barrel. After these treatments, the particle distribution is manually done and the composites were pressed for 8 minutes at 170 oC. The experiment was constituted of 14 treatments and 7 compositions of particles (100% wood, and wood combined with 20% and 40% of PEBD, PEAD and paperboard), two types of particles, acetylated, that was treated with acetic anhydride, and non acetylated, that were not treated, with 4 repetitions, constituting a total of 56 particleboards. All the particleboards were conditioned in a climatic chamber (65% RU and temperature of 20 oC) for the accomplishment of the physical and mechanical tests, according to the rules of the American Society for Testing and Materials - ASTM 1037-91. The following parameters were determined: Density, moisture of balance, modulus of rupture- MOR, modulus of elasticity-MOE, perpendicular traction (TP), screw pulling (AP), Janka hardness (DJ), longitudinal compression (CL), water absorption (AA90%, AA2h, and AA25h), thickness swelling (IE90%, IE2h, and IE24h) and lineal expansion (EL90%, EL2h, and EL24h), in three conditions: change of relative moisture from 65 to 90%, 2 and 24 hours of immersion in water. All the treatments were submitted to statistical analyses, by the Tukey test at 5% probability. The addition of paperboard reduced all the mechanical properties and promoted a greater absorption of water, thickness swelling and linear expansion, wether or not acetylated, resulting in composites with low dimensional stability. The addition of plastic reduced the mechanical properties, specially the static bending (MOR and MOE). In relation to the physical tests the addition of plastic, mainly PEAD in the greater amount (40%), showed most stabile composites, not depending of the particle type. The acetylation treatment promoted a significant stabilization of the particleboards in the majority of the tests of dimensional stability but it also was verified that the acetylation resuced some mechanical properties. The PEAD showed to be the best raw material among the studied ones, for the production of composites of wood and plastic, while the use of paperboard packs resulted in the smaller averages. But it is important to point out that, in spite of showing a low mechanical resistance and a high instability, the composites containing paperboard packs should be further studied.