UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ JACQUELINE COLUCCI STELLA

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ JACQUELINE COLUCCI STELLA A INFLUÊNCIA DE VARIÁVEIS DO CICLO DE PRENSAGEM E GRAMATURA DE COLA NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE COMPENSADOS DE PARICÁ (Schizolobium amazonicum) Curitiba 2009

2 JACQUELINE COLUCCI STELLA A INFLUÊNCIA DE VARIÁVEIS DO CICLO DE PRENSAGEM E GRAMATURA DE COLA NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE COMPENSADOS DE PARICÁ (Schizolobium amazonicum) Monografia apresentada ao Curso de Graduação em Engenharia Industrial Madeireira, do Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Paraná, para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Industrial Madeireira. Orientador: Prof. Sidon Keinert Jr Co-Orientadora: Érika da Silva Ferreira Curitiba 2009

3 Comissão Julgadora: Prof. (a) Dr. (a) Prof. (a) Dr. (a) Prof. (a) Dr. (a) Prof. (a) Dr. (a) Prof. Dr. Sidon Keinert Jr. Orientador

4 DEDICATÓRIA A Deus, por me conceder força e sabedoria para buscar os meus ideais, permitindo assim, crescer profissionalmente e pessoalmente; Aos meus pais Nelson Stella e Cecília Colucci Stella, por todo amor, tempo, dedicação e pelos bons exemplos de vida que contribuíram para a formação do meu caráter e dos meus valores, sempre estarão presentes em meu coração, e ao meu eterno amor Filipe Pais Lenfers, por todo seu carinho, paciência, compreensão, incentivos e incansável companheirismo. DEDICO

5 AGRADECIMENTOS Ao meu orientador Prof. Sidon Keinert Jr. pela sua sabedoria, gentileza e exemplo de grande homem de princípios e grande pesquisador que é. Pelas horas de conversas e ensinamentos valiosos, pela sua dedicação e apoio ao meu trabalho. Muito obrigada! À empresa SELECTAS S.A., na pessoa do Sr. Richard, pela constante instrução, pelo interesse, disposição, sugestões e prontidão no fornecimento das lâminas de Paricá e da resina e apoio incondicional à este trabalho. À Prof.ª Érika Ferreira da Silva, pelo apoio ao meu trabalho, estímulo, ensinamentos com tanto carinho e dedicação. Aos Professores Setsuo Iwakiri e Jorge Matos, pelo apoio, atenção, gentileza, sabedoria e também por ceder acesso aos laboratórios. Aos técnicos de laboratório Ademir Cavali e Victor por me ajudarem com os equipamentos do laboratório e por zelar pelo bom funcionamento do nosso local de trabalho. Às minha amigas que sempre me ajudaram muito e sempre contribuíram decisivamente, seja com alegria e bom humor nos momentos mais tensos ou com excepcional talento técnico e profissionalismo. Em especial a Clarice de Andrade, Rosilani Trianoski, Janice Bernardo, Marcela Py.

6 A madeira, como material heterogêneo que é, está disponível na natureza nas mais belas e variadas formas. Desafiando a engenharia, possibilita ao homem a sua utilização incondicional, nos fornece matéria prima, ambientes saudáveis, áreas da mais diversa biodiversidade, inspiradora arte... Sendo versátil, devido às suas várias formas, texturas, densidades.., caprichos da natureza, que aliados ao saber do homem, transforma esta rica matéria prima em obra de arte das mais variadas formas e utilidades, versátil também pela possibilidade de poder ser reconstituída, transformando-se assim em materiais para as mais diversas finalidades, sendo capaz de suprir grande parte das necessidades do homem... Fonte inesgotável de conforto segurança e beleza. Conforto sim, pelo calor gerado nos dias frio de inverno, por proporcionar a possibilidade de preparação de alimentos por eras. E por que não comentar da sua capacidade de gerar energia elétrica (fundamental para a sobrevivência do homem moderno), além do conforto térmico e acústico que sua nobre composição estrutural pode nos oferecer na forma de bons e aconchegantes lares... Estes, considerados seguros o suficiente para serem usados amplamente pelos povos mais prósperos do planeta! Além de sua beleza sem limites, seja viva, na forma de florestas, bosques, ou até mesmo em um bonsai, ou como material, servindo adequadamente para a construção de grandes, ousadas e criativas obras da engenharia. Sabedoria... Falta ao homem, para poder saber aproveitar melhor este recurso tão digno que a natureza ainda é capaz de nos oferecer.

7 RESUMO O paricá foi escolhido por ser uma espécie nativa que vem sendo implantado em plantios florestais como espécie alternativa cujo a madeira é comercialmente utilizada na indústria de compensado. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o efeito da quantidade da cola, tempo e temperatura de prensagem no âmbito da qualidade da linha de cola no compensado e resistência à flexão dos painéis produzidos com madeira da espécie Paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke) e adesivo de uréia formaldeído. O compensado foi confeccionado com cinco lâminas de 2,5 mm de espessura, em laboratório, usando resina de ureiaformaldeído, com a seguinte formulação (em partes por peso): resina - 100, farinha de trigo - 75, água - 80 e catalisador - 7. Os tratamentos analisados foram: T1 = quantidade de adesivos de 160 g / m² (linha simples), tempo de prensagem de 10 minutos e temperatura de 100 ºC; o segundo tratamento refere-se a quantidade de adesivos de 160 g / m² (linha simples), tempo de prensagem de 7 minutos e temperatura de 120 ºC; o terceiro tratamento com a quantidade de adesivos de 190 g / m² (linha simples), tempo de prensagem de 10 minutos e temperatura de 100 ºC; o quarto tratamento com a quantidade de adesivos de 190 g / m² (único linha), tempo de prensagem de 7 minutos e temperatura de 120 º C. Foram avaliadas as seguintes propriedades: cisalhamento na linha de cola teste seco e úmido e porcentagem de falha madeira (EN 314-1: 1993 e EN 314-2: 1993). Os resultados do teste de cisalhamento da linha de cola, secos e úmidos, que utilizaram o tratamento 4, tiveram redução estatística significativa destes valores. Os valores médios de cisalhamento na linha de cola tiveram variação de 1,12 a 1,33 MPa para o teste seco, e de 0,64 a 0,92 MPa para o teste úmido. Os valores médios da percentagem de madeira fracasso, tinha variou de 59,25% a 81,11% para o teste seco, e variou de 24,07% a 42,63% para o teste molhado. Em relação aos valores médios obtidos para Módulo de Ruptura (MOR) no sentido paralelo e perpendicular ao sentido da grã das lâminas externas do painel e ao Módulo de Elasticidade (MOE) no sentido perpendicular a grã das lâminas externas do painel as diferenças nas gramaturas e os parâmetros de prensagem não influenciaram de forma expressiva os resultados. Entretanto, o tratamento (3) de maior gramatura e tempo de prensagem, porém de menor temperatura, apresentou melhor desempenho dentre os tratamentos realizados em relação ao Módulo de Elasticidade (MOE). Palavras chaves: Painéis compensados, Paricá, uréia-formoldeído

8 ABSTRACT The Paricá was selected by being a native species that is being planted in artificial forest as an alternative species commercially used by plywood industries. This study was developed with the objective of evaluating the effect of the amount of glue, pressing time and temperature of press on quality of the glue line and bending strength of plywood produced with wood of Paricá species (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke) using urea formaldehyde adhesive. Plywood were manufactured with five veneers of 2,5 mm of thickness in laboratory, using urea formaldehyde resin, with the following formulation (in parts by weight): resin - 100, flour of wheat - 75, water - 80 and catalyser - 7. The described treatments were analyzed in different treatments: T1 = amount of adhesive of 160 g/m² (single line), pressing time of 10 minutes and temperature of 100ºC; T2 = amount of adhesive of 160 g/m² (single line), pressing time of 7 minutes and temperature of 120ºC; T3 = amount of adhesive of 190 g/m ² (single line), pressing time of 10 minutes and temperature of 100ºC; T4 = amount of adhesive of 190 g/m² (single line), pressing time of 7 minutes and temperature of 120ºC. The following properties were evaluated: for glue line shear - dry and wet test and percentage of test failure (EN 314-1: 1993 and EN 314-2: 1993). The results of the glue line shear, dry and wet, indicated that treatment 4 came to be statistically lower than the other 3 treatments. The average values of glue line shear varied of 1,12 to 1,33 MPa for the dry test, and of 0,64 to 0,92 MPa for the wet test. The average values of wood failure of percentage, varied of 59,25% to 81.11% for the dry test, and varied of 24,07% to 42.63% for the wet test. For the average values for modulus of rupture (MOR) to parallel and perpendicular to the direction of the grain (face) and the modulus of elasticity (MOE) no differences were found, for amount of adhesive and the parameters of pressing. However, treatment (3) of greater amount of adhesive and time of pressing, but with lower temperature, showed the best performance among treatments for the parameter modulus of elasticity (MOE). Key words: Plywood, Paricá, Urea-formaldehyde.

9 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 PARICÁ (Schizolobium amazonicum)... FIGURA 2 LAY OUT DA CHAPA PARA RETIRADA DOS CORPOS-DE- 17 PROVA PARA OS ENSAIOS FÍSICOS E MECÂNICOS... FIGURA 3 CORTE DA CHAPA PARA RETIRADA DOS CORPOS-DE-PROVA 35 DE FLEXÃO E DE CISALHAMENTO... FIGURA 4 CORPOS DE PROVA DE FLEXÃO CLIMATIZANDO FIGURA 5 MEDIDA DAS DIMENSÕES DOS CORPOS-DE-PROVA PARA OS ENSAIOS DE TRAÇÃO E RESISTÊNCIA NA LINHA DE COLA FIGURA 6 ENSAIO DE TRAÇÃO E RESISTÊNCIA NA LINHA DE COLA FIGURA 7 GRÁFICO DE COMPARAÇÃO ENTRE OS TRATAMENTOS PARA O TESTE DE CISALHAMENTO... 43

10 LISTA DE TABELAS TABELA 1 QUADRO DE DELINEAMENTO TABELA 2 FORMULAÇÃO USADA PARA O ADESIVO TABELA 3 VALORES MÉDIOS ENCONTRADOS PARA OS TESTES REALIZADOS COM A RESINA URÉIA-FORMALDEÍDO... TABELA 4 VALORES MÉDIOS OBTIDOS PARA RESISTÊNCIA AO 39 CISALHAMENTO NA LINHA DE COLA E PERCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA - F % (teste seco) TABELA 5 VALORES MÉDIOS OBTIDOS PARA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO NA LINHA DE COLA E PERCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA - F % (teste úmido)... TABELA 6 VALORES MÉDIOS OBTIDOS PARA MÓDULO DE RUPTURA 42 (MOR) E MÓDULO DE ELASTICIDADE (MOE) NO SENTIDO PARALELO A GRÃ DAS LÂMINAS EXTERNAS DOS PAINÉIS... TABELA 7 VALORES MÉDIOS OBTIDOS PARA MÓDULO DE RUPTURA 44 (MOR) E MÓDULO DE ELASTICIDADE (MOE) NO SENTIDO PERPENDICULAR A GRÃ DAS LÂMINAS EXTERNA... 45

11 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVOS GERAIS OBJETIVOS ESPECÍFICOS REVISÃO DE LITERATURA A ESPÉCIE FLORESTAL, SUA IMPORTÂNCIA E ALGUMAS PROPRIEDADES DE INTERESSE COMPENSADOS Adesivo Extensores Características Físico-Químicas do Adesivo a) Tempo de formação de gel ou gel time b) Teor de substância sólidas c) Viscosidade d) ph Resina uréia-formaldeído Parâmetros de confecção do painel e Prensagem MATERIAL E MÉTODOS DELINEAMENTO DO ESTUDO CONFECÇÃO DOS PAINÉIS Determinação das Propriedades do Adesivo Formulação e Batida de Cola Processo de Colagem Condições de Prensagem ENSAIOS Dimensões dos Corpos de Prova Ensaio de Tração e Resistência em Linha de Cola Ensaios Mecânicos de Flexão Estática Análise Estatística RESULTADOS E DISCUSSÃO PROPRIEDADES DO ADESIVO TESTES E ENSAIOS REALIZADOS Resistência da Linha de Cola em Cisalhamento por Tração Módulo de Elasticidade e Ruptura CONCLUSÃO...47 REFERÊNCIAS...48

12 12 1. INTRODUÇÃO Os produtos feitos a partir de madeira reconstituída podem contribuir beneficamente para a qualidade de vida da sociedade, pois possibilita o aumento da oferta de produtos de madeira, melhorando também as propriedades dos produtos de madeira, aumentando assim a sua utilização, podendo também servir de produtos alternativos a outros materiais como metálicos e poliméricos (Iwakiri, 2005). Um fator de suma importância na elaboração de painéis compensados é a sua colagem, esperando-se assim que suas características físicas e mecânicas, sejam no mínimo próximas quando comparado as propriedades da madeira sólida. A busca por fontes alternativas de matéria-prima para a produção de compensado e as características favoráveis encontradas na madeira da espécie paricá (Schizolobium amazonicum) torna este material de grande importância e interessante para a realização de pesquisas que busquem conhecer o seu potencial técnico e econômico. Este estudo analisou os efeitos causados pela variação dos parâmetros de prensagem como o tempo e a temperatura e também a variação da gramatura em painéis compensados. Propõe-se, nesta investigação, a formulação de uma metodologia de análise e diagnóstico que vise à ampliação do conhecimento sobre a madeira de paricá como matéria prima para a manufatura de painéis compensados. 1.1 OBJETIVOS GERAIS Avaliar a influência de diferentes gramaturas de cola, tempo e temperatura de prensagem nas propriedades mecânicas de compensados cinco camadas de Paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke).

13 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Testar compensados confeccionados no Laboratório de Painéis da Universidade Federal do Paraná, em ensaio de flexão estática paralela como também no sentido perpendicular as fibras da lâmina de capa; Verificar a resistência ao cisalhamento por tração na linha de cola em amostras secas e úmidas de compensados de paricá; Comparar as propriedades obtidas com outras pesquisas realizadas; Verificar a influencia dos tratamentos realizados nas propriedades dos compensados.

14 14 2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1 A ESPÉCIE FLORESTAL, SUA IMPORTÂNCIA E ALGUMAS PROPRIEDADES DE INTERESSE A diversidade biológica que a floresta tropical amazônica sustenta, é vasta, devido as condições de temperatura e umidade da região, podem ser encontradas mais de 230 espécies lenhosas por hectare (Ruivo, et al., 2007) VERÍSSIMO et al. (2002) descreve que no Estado do Pará, assim como nos demais estados mais populosos da região amazônica onde a exploração madeireira é intensa, a maior parte da produção madeireira (78%) é destinada ao mercado doméstico, onde as principais regiões consumidoras são o nordeste e o sudeste do Brasil, enquanto que o restante (22%) é exportado principalmente para os países Europeus e EUA. Segundo COLLI (2007) a região Amazônica apresenta inúmeras espécies nativas de grande importância econômica para o segmento industrial florestal. Para garantia de abastecimento continuado e face a grande demanda, algumas espécies já estão sendo comercializadas intensivamente em programas de reflorestamento, especialmente em áreas de recuperação. Dentre estas espécies destaca-se o Paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke) que vem despertando interesse devido ao seu rápido crescimento. Segundo GALEÃO (2000) cerca de 38% dos projetos de reposição florestal da região tem utilizado o Paricá, devido a facilidade de aquisição de sementes e o rápido crescimento e estabelecimento no campo. O Paricá tem sido muito explorado, tanto em áreas de vegetação natural quanto em áreas abandonadas, como matéria prima para a indústria de compensados. Sua exploração na capoeira é possível, graças às suas altas taxas de regeneração e seu crescimento rápido (Alvino, et al., 2005). Os resultados encontrados por RUIVO, et al. (2007) indicam que um plantio de Paricá com quatro anos de idade, atinge em média valores de 15 cm de DAP (diâmetro à altura do peito, medido a 1,30 metros do solo) em solos não tratados, e valores médios de 21 cm de DAP em solos que recebem tratamentos silviculturais, chegando a atingir até 27 cm de DAP.

15 15 Na década de 50, na região da Amazônia Oriental, tem-se os primeiros registros com o plantio de paricá no estado do Pará (Marques et al., 2006). Com o sentido de preservar a característica da floresta amazônica em espaços públicos e de fomentar estudos sobre seu comportamento e características desta espécie plantadas. Na década de 70, nesta mesma região, o paricá começou a ter sua silvicultura testada por interesse de pesquisas e por iniciativa de colonos japoneses em busca de diversificação de sua áreas. Foram desenvolvidas também, pesquisas no sentido de buscar alternativa para o sombreamento do cacau. A participação representações no efetiva Estado de do empresas Pará privadas também tem instaladas sido ou determinante com no desenvolvimento do conhecimento sobre o Paricá, registrando-se desde a década de Nos dias atuais, vem crescendo esse interesse por parte de outros segmentos do setor madeireiro como o Centro de Pesquisa do Paricá (CPP), que congrega cerca de dez empresas madeireiras e que está instalado no Município de Dom Eliseu, PA, desde março de A grande variedade e quantidade de pesquisas realizadas com o Paricá, por mais de três décadas, confirmam a viabilidade de utilização da espécie em programas de reflorestamento no Estado do Pará. A estimativa de área plantada de Paricá, em 2006 estava em torno de hectares plantados no Pará, em sua maioria nos municípios de Dom Eliseu e Paragominas, com possibilidades de ampliação para áreas já desmatadas existentes no Estado, que se encontravam em índices de cerca de 18%, segundo LENTINI (2005) apud MARQUES et al. ( 2006). A utilização do Paricá apresenta grande potencial para o processamento de sua madeira, uma vez que, segundo SIVIERO (2006), possui facilidades quanto à retirada da casca, laminação, secagem, prensagem e excelente acabamento. Além disso, o rendimento é positivo, obtendo-se no processo de laminação 80% de aproveitamento da madeira contra 55%, em média, para diversas outras espécies da floresta natural. A inovação na tecnologia de equipamentos, para o processamento da madeira, contribuiu sobremaneira para o uso de árvores com menor diâmetro e o aproveitamento quase total das toras. A adoção de tornos com tração nos rolos

16 16 diferentemente dos tradicionais, que possuem tração nos fusos, possibilitou a laminação da madeira em até 4 cm rolos restos que, anteriormente, findavam entre cm, gerando deste modo um melhor rendimento lâmina/tora. O custo médio para implantação e condução do Paricá pode variar conforme a região e com as técnicas de preparo de solo e os tratos silviculturais adotados. De acordo com informações do CPP, durante os 4 primeiros anos de 1 ha de Paricá, no espaçamento de 4 x 4 m, no Município de Dom Eliseu, o custo é cerca de R$ 3,30 por planta, correspondente a R$ 2.062,505 por hectare. Segundo relatório da Embrapa (2003) o custo médio de implementação e condução, durante 4 anos de 1 hectare de Paricá no espaçamento 3,5 x 3,5, na microrregião Guamá, PA, foi de R$ 3.191,156. O potencial silvicultural e tecnológico apresentado pelo Paricá, ao longo dos anos, vêm demonstrando a sua viabilidade para o reflorestamento no Pará. As características da madeira, apropriadas para a indústria de lâminas e compensados, e a possibilidade de produção mais rápida que de outras espécies, se faz notar por madeireiros e produtores, tornando o Paricá a espécie nativa atualmente mais plantada no Estado (Marques, et al., 2006). Nos estados da Região Amazônica, o Paricá é uma das espécies que obteve melhor desempenho, sendo considerada muito promissora para projetos de reflorestamento. Para o Estado de Roraima, segundo TONINI, et al. (2006) citado por COLLI (2007), nas equações para o crescimento do Paricá, foi observado um incremento médio anual em diâmetro de 3,3 cm e volume comercial de 31,3 m³/ha/ano, considerados muito promissores para a região. Já TEREZO (2005) encontrou uma produtividade variando de 13 a 25 m³/ha/ano. O Paricá se desenvolve rapidamente, sua madeira é de cor clara e de excelente qualidade para a indústria moveleira e de compensados. Devido a estas características naturais e a forte pressão legal, que abriga as empresas madeireiras na amazônia a reflorestar as áreas exploradas, esta espécie vem se constituindo dentre as mais promissoras daquela região (Colli, 2007). A árvore é de grande porte e assemelha-se bastante ao schizolobium parahyba (Vell.) Blake, conhecida popularmente como guapuruvu, principalmente no que se refere ao crescimento e ao emprego de sua madeira (Carvalho, 1994). Segundo MARQUES et al. (2006) quanto à forma do fuste da árvore de paricá, estes são retos e desprovidos de ramificações persistentes, na maioria dos

17 17 povoamentos, o que facilita o seu uso como matéria-prima para a indústria de lâminas e compensados. A árvore do Paricá, segundo SOUSA et al. (2005) apud COLLI (2007), pode alcançar de 15 a 40 metros de altura e de 50 a 100 cm de DAP e seu tronco cilíndrico pode apresentar sapopemas. FIGURA 1 PARICÁ (Schizolobium amazonicum). FONTE: GRUPO ROSA Industria Madeireira No sistema de classificação de Cronquist, a posição taxonômica de Schizolobium amazonicum se enquadra na divisão Magnoliophyta (Angiospermae) da Classe Magnoliopsida (Dicotyledonae) da Ordem Fabales da família Caesalpiniaceae (Leguminosae: Caesalpinioideae) do gênero: Schizolobium, e por fim da espécie Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke. Conhecida popularmente no Brasil como canafista, canafísula e fava-canafistula, no Acre; guarupuru-da-amazônia, no Distrito Federal; paricá-da-amazônia, paricá-da-terra e pinho-cuiabano, em Mato Grosso; faveira, paricá e paricá-grande, no Pará; bandarra, em Rondônia. No exterior como Cerebó, tambor, gavilán, pachaco, palo de judío e palo de picho, pashaco e quamwood ROJAS et al. (1996) apud CARVALHO (1994). Ocorre naturalmente desde o México até a região de Mato Grosso no Brasil. em altitudes entre 20 à 200 metros em território brasileiro, sendo uma espécie pioneira. De acordo com MATSUBARA (2003), o paricá apresenta tronco geralmente cilíndrico, revestido por grossa casca, com ritidoma liso ou granular, de cor cinza-

18 18 esverdeada a quase negra. Suas folhas são compostas, de filotaxia alternada, podendo alcançar mais de um metro de comprimento. A madeira é muito leve, apresentando massa específica aparente anidra (0% de umidade) média de 0,39 g/cm³; a massa específica aparente a 12% de umidade é de 0,42 g/cm³ e a massa específica básica média é de 0,36 g/cm³; o gosto e o cheiro são indistintos; e é de fácil trabalhabilidade. A madeira da paricá é leve a moderadamente densa (0,30 a 0,62 g/cm³), segundo PAULA et al. (1980). O alburno é diferenciado do cerne pela cor devido a uma zona de transição gradual, sendo aquele de cor creme amarelada e este de cor marrom-claro. Também apresenta lustre ou brilho mediano. A grã é entrecruzada. Sua textura é de média a grossa e de aparência pouco definida com linhas verticais. Conforme SOUZA et al. (2005), a madeira é macia, leve, com textura grossa, grã direita e irregular, de cor cerne creme-avermelhado e alburno creme-claro. Apresenta processamento fácil e recebe bom acabamento, mas possui baixa durabilidade natural. MELO et al., (1989) observaram que a madeira de paricá apresenta fácil trabalhabilidade, textura média (diâmetro dos poros de 110 a 100 μm) e grã entrecruzada. Constam, ainda, a inexistência de informações sobre a durabilidade natural da madeira, em relação à resistência ao ataque de fungos e insetos, fazendo-se necessária a utilização de tratamentos preservativos experimentais da madeira. A madeira de paricá é empregada na fabricação de palitos de fósforo, brinquedos, maquetes, embalagens leves, canoas, forros, miolos de painéis e portas, formas de concreto, laminados, compensados, portas. Produz celulose de boa qualidade e de fácil branqueamento permitindo a fabricação de papel branqueado com excelente resistência (Pereira et al., 1982). De acordo com CARVALHO (1994) a madeira desta espécie é bastante utilizada na produção de lâminas para compensados. Segundo informações obtidas por este autor, junto às principais empresas produtoras de compensados localizadas na região de Dom Eliseu, no Estado do Pará, a madeira do paricá permite uma redução significativa dos custos de produção do compensado pois reduz extremamente as despesas de colheita e transporte, pela homogeneidade e boa localização dos reflorestamentos e pelas reduções dos custos durante a industrialização da madeira. Segundo este autor, as empresas que produzem

19 19 compensado co madeira de paricá conseguem lançar seu produto nos mercados interno e externo a um custo altamente competitivo. No Pará, são produzidas chapas de compensados de alta qualidade e uniformidade, para exportação, principalmente para os Estados Unidos, conquistando a preferência dos importadores, devido as suas características de rápido crescimento, boa forma de fuste, desrama natural, boa trabalhabilidade, fácil secagem, aceita tratamento, boa colagem, bom acabamento. Estudando a ecologia reprodutiva, VENTURIERI (2000) concluiu que o paricá é uma árvore de grande potencial para a silvicultura. Seu crescimento é rápido, sua madeira é de cor clara e de excelente qualidade para a indústria moveleira e de compensados. Devido a estas características naturais e a forte pressão legal, que obriga as empresas madeireiras na amazônia a reflorestar as áreas exploradas, esta espécie vem se constituindo dentre as mais promissoras daquela região. 2.2 COMPENSADOS Segundo IWAKIRI et al. (2005), a partir do momento que surgiu a possibilidade de colagem de diferentes elementos geométricos originados da medeira, usado juntamente com outros recursos e processos, houve também a possibilidade de infinitos usos a partir de seu material, viabilizando a sua utilização técnica e econômica. As propriedades anatômicas, propriedades físicas, propriedades químicas e mecânicas da madeira influencia na performance da ligação adesiva e também nas características do painel. A estrutura anatômica da madeira tem influência direta sobre as propriedades da madeira e por consequencia do compensado, principalmente na colagem com os efeitos de movimento do adesivo para o interior da estrutura da madeira. Os elementos celulares, como dimensão, disposição e frequencia das cavidades celulares que estão diretamente relacionadas com a porosidade densidade e permeabilidade da madeira. Madeiras de baixa densidade e de alta porosidade tendem a absorver o adesivo com maior facilidade. Sendo assim, recomenda-se o controle de viscosidade do adesivo em função da porosidade da madeira usada para que haja penetração adequada do adesivo na estrutura lenhosa do material.

20 20 Por outro lado em madeiras de baixa densidade, as alterações dimensionais devido a variação de umidade são menores em relação às madeiras de alta densidade. Devido a este fato, as madeiras de baixa densidade geram menores tensões na linha de cola. A umidade do material também afeta diretamente a ligação adesiva, pois quanto menor o conteúdo de umidade da madeira, maior será a taxa de absorção, velocidade de cura e solidificação do adesivo. Segundo ARCHER (1948) apud ALMEIDA (2002) as principais vantagens do painel compensado é a sua estabilidade dimensional, as possibilidades de obtenção de painéis de grandes dimensões e aplicação de preservativos durante a produção do painel, com a seleção das lâminas de maior qualidade para capa (podendo assim melhorar as características mecânicas do painel) e a possibilidade de mesclar espécies de diferentes madeiras em um mesmo painel, permitem a redução do custo de produção. A qualidade do painel compensado relaciona-se com a qualidade das lâminas utilizadas e com as variáveis envolvidas no processamento, principalmente a espécie de madeira, o adesivo (tipo, qualidade e formulação), e tempo de montagem da chapa (Jankosky, 1980). A fabricação de compensado no Brasil tem cerca de 80 anos. No início, utilizou-se como matéria-prima a madeira de Pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifolia) de florestas nativas do Sul, principalmente do estado do Paraná. Na década de sessenta, a fabricação transferiu-se para a região amazônica e passouse a empregar a madeira de folhosas oriunda de florestas nativas. Nos anos noventa, novas mudanças ocorreram, e as plantações de pinus no Sul do país tornaram-se uma fonte importante de matéria-prima para a indústria do compensado (Prata, 2006). Alguns autores acreditam na diversificação e introdução de novas espécies para a produção de painéis. Os compensados são classificados basicamente em três tipos. Conforme sua utilização e tipo de resina empregada, o painel pode ser destinado a uso interior, produzido com a resina uréia-formaldeído, uso intermediário, produzidos com resina melamina-formaldeído, e uso exterior, produzido com a resina fenol-formaldeído.

21 21 São encontrados no mercado sete tipos principais de compensado: laminados, sarrafeados, decorativos, industrial, naval, resinado e plastificado (Iwakiri et al., 2005). O processo de produção do compensado se inicia com a seleção de árvores na floresta, em termos de diâmetro e forma do fuste. Elas são transformadas em toras, descascadas, aquecidas e laminadas ou faqueadas (de acordo com o tipo de compensado). Então, as lâminas são submetidas à secagem. Para a formação do compensado, as lâminas são coladas sobrepostas, formando ângulo de 90 entre as fibras das diferentes lâminas e pré-prensadas a frio. Esta pré-prensagem visa facilitar as operações de carregamento e melhorar a distribuição do adesivo nas lâminas, antes da prensagem final, a quente. Os painéis seguem uma seqüência de operações de acabamento depois da prensagem a quente: acondicionamento, esquadrejamento, calibração e lixamento, para posterior classificação e armazenamento (ABIMCI, 2003). O compensado é extensamente utilizado na indústria de móveis e construção civil. O seu preço varia conforme a espécie e o adesivo utilizados, a qualidade das faces e o número de lâminas que o compõe. Os compensados apresentam vantagens sobre os demais painéis industrializados, pois são maleáveis e podem ser encurvados. Segundo MEDINA (1986), citando LUTZ: As principais características das lâminas utilizadas para a fabricação de compensados de qualidade devem ser uniformidade da espessura, rugosidade não maior que a de sua própria estrutura, não possuir fenda, ser plana e de cor e figura agradável Adesivo É um material com propriedades aderentes, ou seja, que tenha a capacidade de manter unidos outros materiais em suas superfícies (Iwakiri et al., 2005). No Egito as lâminas de madeira começaram a ser produzidas por volta de 300 A. C., sendo empregadas em peças de mobiliário e sarcófagos. Algumas dessas peças possuem certas características essenciais de um painel compensado e acredita-se que adesivos a base de albumina eram empregados em sua manufatura.

22 22 A evolução foi lenta, e segundo TSOUMIS (1991) apud IWAKIRI et al. (2005), a primeira fabrica de adesivos de origem animal foi fundada na Holanda em posteriormente, fábricas similares foram instaladas na Grã Bretanha em 1700, e nos Estados Unidos da América em A resina uréia-formaldeído surgiu em 1931 e a colagem da madeira através desta, contribuiu de forma direta na conservação de recursos florestais, tendo em vista a possibilidade de aproveitamento integral da madeira, através da utilização de pequenos elementos de madeira de forma e dimensões variadas e posterior constituição em diversos tipos de produtos reconstituídos de madeira.(iwakiri, 2005) A colagem de madeiras envolve o conhecimento de três conceitos iniciais, a saber (ABIMCI, 2003): Adesão fenômeno físico-químico que provê um mecanismo de interação entre superfícies sólidas; Adesivo material com propriedades aderentes, isto é, uma substância capaz de manter unidos outros materiais em suas superfícies; Aderente termo usado para sólidos (madeira) unidos por adesivos. Muitos adesivos podem ser utilizados na união de peças de madeira, mas o desempenho satisfatório depende da consideração cuidadosa destes fatores: compatibilidade física e química do adesivo e do substrato, requisitos de processamento, propriedades mecânicas, durabilidade, facilidade de uso, cor e custo (VICK, 1987) Extensores A utilização de extensores gera algumas desvantagens como maior tempo de cura da cola devido ao excesso de água e farinha na formulação do adesivo, assim como também a possibilidade e ataque de agentes xilófagos na linha de cola devido ao amido do extensor. Além de diminuir a resistência da linha de cola em condições úmidas. Sendo assim devido a estas condições, restringe-se o uso de extensores à painéis de uso interior.(archer, et al., 1971 apud Jankowsky, 1980).

23 23 O extensor deve ser de fácil dispersão em resinas líquidas, deve melhorar a coesividade e a capacidade de ligamento do adesivo, além de auxiliar no espalhamento evitando desperdícios De acordo com BALDWIN (1981) e MARRA (1992) apud IWAKIRI et al. (2000), são as principais exigências para um material ser utilizado como extensor: Fácil dispersão em resinas líquidas, resultando numa mistura uniforme e mantendo sua viscosidade durante a aplicação; Melhorar a coesividade e capacidade de ligamento do adesivo, aumentando a sua vida útil; Auxiliar no espalhamento, evitando a ultrapassagem do adesivo pela superfície da lâmina externa e derramamento excessivo pelas bordas. A farinha de trigo (Triticum sp.) é consumida em quantidades muito maiores que qualquer outra farinha de cereal. Isto se deve ao fato de o trigo poder ser cultivado debaixo de condições climáticas amplamente variáveis e por sua aceitação quase universal como um artigo de alimentação básico. Quando a farinha de trigo é misturada com água, forma-se uma massa viscosa e elástica (Compton s, 1996). Na indústria de compensados, a colagem das lâminas de madeira para a fabricação de chapas requer um produto ligante usado como extensor da cola,como a farinha de trigo, por exemplo. Somente no Pará existem mais de 20 indústrias que exportam compensados para os mercados nacional e internacional. A farinha de trigo utilizada é importada do Sul do país e da Argentina. Em 1994 foram compradas 18 mil toneladas do produto (EMBRAPA, 2007). O uso do extensor deve se restringir a casos onde o painel não precise ser muito resistente à umidade, pois segundo SELBO (1975) e ARCHER (1971) apud JANKOSKY (1980), sua principal desvantagem é diminuir a resistência da linha de cola em condições úmidas. Assim como nos adesivos à base de uréia-formaldeído, sendo de grande exigência técnica e econômica a utilização de extensores, como por exemplo a farinha de trigo.

24 Características Físico-Químicas do Adesivo a) Tempo de formação de gel ou gel time O tempo de formação de gel é a velocidade com que um adesivo se converte de um líquido a um sólido. Esta velocidade depende dos mecanismos químicos do adesivo e das condições físicas presentes na linha de cola (Marra, 1992). A importância da velocidade está relacionada à vida útil do adesivo, quando se atinge o ponto de máxima viscosidade admissível para a sua aplicação. Está também relacionada à reatividade do adesivo, que por sua vez, influenciará no tempo de prensagem (Iwakiri, et al., 2005). O teste gel time é de extrema importância para a qualidade da resina pois está relacionado a vida útil do adesivo ou tempo de panela, que é quando se atinge o ponto de máxima viscosidade admissível para sua aplicação. Está também relacionada a reatividade do adesivo, que por sua vez influenciará no tempo de prensagem. O teste de gel time ou tempo de gelatinização corresponde ao período transcorrido desde a preparação do adesivo para a aplicação (que inclui as adições de catalizador, extensores, etc.) até até o ponto de endurecimento ou fase de gel, quando atinge máxima elasticidade. Determina-se o tempo de gelatinização do adesivo através de um aparelho dotado de uma haste metálica com disco, totalmente submersa no adesivo, que realiza um movimento vertical vibratório, mexendo assim a substância até o ponto de parada da haste em função do aumento da resistência do líquido ao atingir a fase de gel. O teste deve ser realizado a temperatura padronizada, tendo em vista que quanto maior a temperatura, maior será a reatividade a reatividade do adesivo, reduzindo o tempo de gelatinização b) Teor de substância sólidas O teor de sólidos é definido como a quantidade de sólido contido na resina. A resina é composta por sólidos e líquidos voláteis constituídos de solventes orgânicos. Com a prensagem a quente, ocorre a evaporação dos componente

25 25 líquidos e a solidificação da resina, ocorrendo assim a cura do adesivo formando a linha de cola, que é responsável pela ligação entre os substratos e transferência de tensões geradas no sistema madeira linha de cola madeira. Este teste é importante pois é através dele que sabemos quanto do adesivo efetivamente fica para formar a linha de cola (Iwakiri, et al., 2005). É determinado através de uma quantidade conhecida de resina, posta para secar em estufa até sobrar apenas os sólidos. Mede-se então esta quantidade de sólidos e compara-se proporcionalmente com a quantidade inicial de resina que gerou estes sólidos. O calor afeta a taxa de transição de líquido para sólido, reduzindo assim o tempo de prensagem. Após a solidificação do adesivo, os sólidos adquirem propriedades diferentes e assumem um novo papel. Durante a colagem, eles devem desenvolver a coesão. Ao fazer isso, eles se tornam mecanismos de união entre duas superfícies a serem juntadas, adquirindo então resistência e durabilidade (MARRA, 1992) c) Viscosidade A viscosidade de um líquido pode ser definida como a resistência ao fluxo livre entre as camadas de uma matéria, ou ainda, a grandeza que caracteriza a existência de atrito entre as moléculas de um fluído e que se manifesta através do escoamento. Portanto, a fluidez de um líquido está relacionada com a sua viscosidade. No caso do adesivo, ela pode ser utilizada também como critério de idade devido ao aumento de sua viscosidade, em função do tempo, até o ponto máximo adequado para sua utilização (Iwakiri, et al., 2005). As diferenças na viscosidade do adesivo resultam em diferentes interações com as características de utilização. Adesivos com alta viscosidade geram maior dificuldade de espalhamento do adesivo à baixa fluidez. Também gera condições de umectação desfavoráveis, menor penetração do adesivo na estrutura capilar da madeira, com a formação da linha de cola mais espessa, ocasionando ligação insuficiente no sistema madeira adesivo e qualidade de colagem inferior, além do maior

26 26 período de tempo em que o adesivo esteve armazenado, já que sua viscosidade aumenta com o tempo. Já adesivos com alta viscosidade apresentam maior penetração e sua absorção pela madeira também é maior, sendo que em situações extremas pode resultar em linha de cola faminta ou de absorção excessiva pela madeira. MARRA (1992) citado por IWAKIRI (2005) descreve como pode ser determinada a viscosidade, sendo que dentre os aparelhos utilizados os mais indicados para resina uréica devido a sua viscosidade é o Viscosímetro Brookfild (aparelho que mede a força necessária para girar um disco ou bobina submerso no líquido à velocidade constante) e o método de copo graduado cup-method ou Ford (onde emprega-se um copo cônico graduado e padronizado, de determinado volume, com um orifício no fundo, funcionando com a medição do tempo de passagem do líquido pelo orifício. A viscosidade é um termo comumente conhecido, que descreve as propriedades de escoamento de um fluido, ou seja, o atrito das camadas internas do fluido que impõe a resistência a fluir (BRASEQ, 2005). De acordo com IWAKIRI, et al. (2005) as diferenças na viscosidade do adesivo resultam em diferentes interações com as características de utilização. Adesivos com alta viscosidade resultarão nas seguintes situações: Maior dificuldade de espalhamento, devido à baixa fluidez; Condições desfavoráveis de umectação; Menor penetração do adesivo na estrutura capilar da madeira, com a formação da linha de cola mais espessa, ocasionando ligação insuficiente no sistema madeira-adesivo e qualidade inferior da colagem; De maneira geral, maior viscosidade significa que o adesivo está armazenado por um período de tempo maior. Na condição de baixa viscosidade do adesivo, ocorrerá maior penetração do adesivo e sua adsorção pela madeira e também pode significar o efeito da maior temperatura do ambiente.

27 d) ph O ph de uma solução aquosa é definido como sendo a concentração de íons dissociados de H+ e OH. Sua determinação é feita pela leitura direta em aparelho conhecido como phmetro. É importante considerar a influencia do ph tanto na madeira quanto na resina. A resina não deve ultrapassar os limites no mínimo 2,5 e de no máximo 11, pois podem resultar de degradação das fibras da madeira. Além disso um ph muito baixo pode provocar uma formação excessiva de espuma na mistura prejudicando a aplicação do adesivo segundo MARRA (1992) apud IWAKIRI, et al., (2005). A resina uréica tem sua cura em meio ácido, assim madeiras de alta acidez facilitam a cura deste tipo de resina, podendo inclusive provocar pré-cura da resina durante a prensagem dos painéis. Tratando-se de colagem de madeiras, é importante considerar a influência do ph tanto da madeira quando da resina. Um ph muito baixo pode provocar uma formação excessiva de espuma na mistura, prejudicando sensivelmente a aplicação do adesivo. Já madeiras de alta acidez podem provocar uma pré-cura da resina uréia-formaldeído durante a prensagem Resina uréia-formaldeído Desenvolvida no início da década de 30, essa resina possui uma ampla aplicação na industria madeireira em todo o mundo, na colagem de madeira sólida e compostos laminados e particulados em geral. Em mais de 90% dos painéis é utilizado este tipo de resina teno em vista o seu baixo custo (Iwakiri et al., 2005). No entanto, sua principal desvantagem é a susceptibilidade a degradação hidrolítica na presença de umidade e/ou ácidos, especialmente em temperaturas moderadas a elevadas. Enquanto que a quebra da estrutura da resina é muito lenta em água fria, a deteriorização se acelera acima de 40ºC e torna-se muito rápida à temperaturas acima de 60ºC. Sendo assim classificada como de uso interno. A composição desta resina é baseada principalmente na uréia-formoldeído. A uréia é produzida comercialmente pela reação do dióxido de carbono e amônia em uma faixa de temperatura de 135 à 200ºC e pressão de 70 à 130 atm. O formaldeído

28 28 é obtido pela oxidação do metanol preparado comercialmente a partir de monóxido de carbono e hidrogênio ou de petróleo. Esta resina foi desenvolvida no início da década de 30 e possui uma ampla aplicação na indústria madeireira em todo o mundo, na colagem de madeira sólida e compostos laminados e particulados em geral. Em mais de 90% dos painéis de madeira é utilizado este tipo de resina, tendo em vista o seu baixo custo em relação às outras resinas. Resinas uréicas são notavelmente versáteis. Elas podem ser formuladas para curar à temperatura ambiente ou a temperaturas elevadas; podem ser altamente diluídas com extensores ou enriquecida com outras resinas; elas podem ser utilizadas para colar todos os elementos da madeira (Marra, 1992). Segundo KOLLMANN et al. (1975), a adesão é feita pela reação da uréia com formol, sob condições ácidas e em proporções variáveis de molaridade, ph e calor, até atingir uma viscosidade esperada. É usada tipicamente para colagem em madeira de compensado e mobiliário de uso interior Parâmetros de confecção do painel e Prensagem A secagem das lâminas visa oferecer condições adequadas para sua colagem na confecção dos painéis. O teor de umidade varia em função da resina utilizada. Para colagens com resina uréica, as lâminas devem apresentar teor de umidade na faixa de 10 a 12%. Em relação a madeira, a secagem depende da densidade, espessura da lâmina, teor de umidade inicial e final (Iwakiri et al., 2005). O tempo de montagem, isto é, o período de tempo decorrido entre a aplicação do adesivo e o momento em que a prensa é fechada, também afeta a qualidade do painel. O tempo de montagem ou assemblagem deve ser tal que permita a transferência do adesivo da lâmina com cola para a lâmina sem cola, a penetração do adesivo nas células superficiais das lâminas e o umedecimento dessas lâminas (JANKOSKY, 1980). O tempo de assemblagem, segundo IWAKIRI et al. (2005). Serve para que ocorra a transferência adequada do adesivo para as lâminas adjacentes e que ocorra a absorção do adesivo pelas lâminas e a pré-prensagem reduz os defeitos de

29 29 fabricação e aumenta a qualidade do compensado, tendo o objetivo de auxiliar na transferência e distribuição do adesivo entre as lâminas e de facilitar o carregamento da prensa. O tempo destinado para esta etapa é curto e não exige pressões elevadas. Segundo IWAKIRI et al. (2005), a temperatura de prensagem está relacionada a taxa de transferência de calor através da umidade existente no painel. E também com a temperatura necessária para curar a resina (entre 95 à 120 C para resina uréica). Ainda os citados autores, comentam que o tempo de prensagem do painel está relacionado ao tempo necessário para que a linha de cola mais interna do painel atinja temperatura adequada e permaneça o suficiente para que ocorra a cura da resina, os principais fatores que influenciam o tempo de prensagem são, além da distância da linha de cola mais interna, o catalisador, a gramatura, a área do painel, o tempo de assemblagem, pressão aplicada, densidade, temperatura inicial da madeira, porosidade e teor de umidade da madeira. A gramatura refere-se à quantidade de resina (em gramas) aplicada uniformemente à uma determinada área (em m²), e para adesivos à base de uréiaformaldeído, recomenda-se uma gramatura na faixa de 320 a 380 g/m² em linha dupla. O tempo de assemblagem é referente ao tempo transcorrido entre a montagem dos painéis e o carregamento dos mesmos até a prensa quente, e é necessário para que ocorra a transferência adequada do adesivo para as lâminas, ocorrendo assim a absorção do adesivo. A pré-prensagem aumenta a qualidade de colagem, da produtividade e reduz os defeitos de fabricação. Esta etapa do processo tem como objetivo auxiliar na transferência e distribuição do adesivo entre as lâminas e facilitar as operações de carregamento da prensa. A pressão aplicada não deve ser muito alta e o tempo de prensagem pode variar de 3 a 5 minutos, podendo ser aumentado no inverno e diminuído no verão. A pressão aplicada ao painel no processo de prensagem tem o objetivo de transferir o adesivo entre as lâminas e garantir com que o calor da prensa seja transferido para o painel de forma satisfatória. O valor de pressão aplicado se deu em função da densidade, da superfície da lâmina e da gramatura. A pressão recomendada para prensagem de painéis feitos a partir de lâminas de madeira de baixa densidade é de no máximo 10kgf/cm².

30 30 3. MATERIAL E MÉTODOS Para a consecução deste estudo foram utilizadas lâminas de Paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke) cedidas pela empresa SELECTAS S/A. A matéria prima já laminada provém, segundo a empresa, do Estado do Pará e foram transportadas para a região de Curitiba para a finalização do processo de manufatura dos painéis. A empresa cedeu setenta e cinco (75) lâminas com dimensões de 53 x 53 cm (de largura e comprimento) e espessura média de 2,5 mm, já previamente secas, a um teor de umidade de aproximadamente 4%. A resina empregada na confecção dos painéis, também cedida pela empresa, foi a uréia-formaldeído (UF) e para o formação do adesivo foram usados os componentes farinha de trigo como extensor, água para ajuste de viscosidade e como catalisador uma solução de sulfato de amônia. 3.1 DELINEAMENTO DO ESTUDO Das setenta e cinco lâminas gentilmente cedidas pesa empresa SELECTAS S/A, foram selecionadas visualmente sessenta, sendo que as vinte e quatro melhores foram destinadas para as capas e contracapas dos painéis. Foram feitos doze painéis de 500 mm largura por 500 mm de comprimento e 12,5mm de espessura, utilizado cinco lâminas de paricá com 2,5mm de espessura cada. A partir das 60 lâminas forma elaborados 12 painéis compostos de 5 lâminas cada, sendo que as melhores foram destinadas para a capa e contracapa. Foram então aplicados 4 tratamentos diferenciados com três repetições cada tratamento. Cada painel gerou 26 corpos de prova, 312 no total. Ensaios mecânicos foram aplicados aos corpos de prova e conclusões puderam ser obtidas por meio das analises estatísticas realizadas. A pré-prensagem foi de aproximadamente sete minutos devido a baixa temperatura ambiente (por volta de 18 ºC).

31 31 Foi usada uma diferença de vinte graus dentre a faixa de temperatura adequada para a cura da resina utilizada, e também para que a diferença entre os tratamentos fosse significante. O tempo de prensagem foi determinado em relação às temperaturas de prensagem e a distância da superfície do painel até a linha de cola mais interna que foi de 5 mm. Para a temperatura de 100 ºC foi usado um tempo de aquecimento de 2 min/mm e para temperatura de 120 ºC foi usado o tempo de 1,5 min/mm (arredondado para menos). A pressão usada foi de 0.98 MPa (10kgf/cm²) devido as propriedades do painel e da matéria prima que o constituiu. Para efeito de teste, a gramatura foi definida em relação a faixa recomendada para a resina uréica, utilizando-se a máxima e a mínima recomendada pela literatura. A tabela abaixo mostra as gramaturas, tempo de prensagem, temperaturas e pressão específica utilizadas para cada um dos quatro tratamentos realizados. TABELA 1 QUADRO DE DELINEAMENTO PARÂMETROS Tratamentos Gramatura Tempo de prensagem Temperatura Pressão Específica (g/cm²) (minutos) (ºC) (MPa) , , , ,98 *O valor da gramatura é referente a linha dupla. O tempo de prensagem refere-se ao tempo total de prensagem a quente. 3.2 CONFECÇÃO DOS PAINÉIS Por análise visual sessenta lâminas foram selecionadas, entre elas vinte e quatro com melhores características anatômicas foram destinadas para as capas e contracapas dos painéis. Ao total foram elaborados doze painéis de 500 mm largura

32 32 por 500 mm de comprimento e 12,5 mm de espessura, utilizado cinco lâminas de paricá com 2,5 mm de espessura cada. Para a confecção dos painéis foram utilizadas 5 lâminas sobrepostas entre si de modo que a direção das fibras das lâminas ficassem perpendicularmente alinhadas com a camada adjacente. Foi utilizado adesivo a base de uréiaformaldeído e o espalhamento da cola foi manual com auxílio de uma espátula. As gramaturas de adesivo testadas foram de 320 g/m² e 380 g/m², ou seja, 40 g/linha de cola e 47,5 g/linha de cola por lâmina respectivamente. O período de pré prensagem foi em torno de 7 minutos Determinação das Propriedades do Adesivo Foram determinados os seguintes parâmetros de qualidade da resina uréiaformaldeído: viscosidade, tempo de formação de gel, teor de sólidos e ph. Todas as determinações foram realizadas em três repetições. A viscosidade foi realizada a temperatura ambiente e determinada através do viscosímetro tipo Brookfield. Foi utilizado a haste ou spin 3 do equipamento mergulhada em 100 gramas de resina uréia-formaldeído dentro de um Becker. Os valores foram obtidos através da escala do equipamento nas velocidades 2, 4 e 10 e convertidos para centipoises (cp) através do fator de conversão da haste utilizada. O tempo de formação de gel foi determinado com aproximadamente 10,0 g de resina em um tubo de ensaio, em seguida adicionou-se uma solução de sulfato de amônia a 24% na razão de 2% em cima do teor de sólidos da resina. Posteriormente o tubo de ensaio foi submerso em banho-maria a temperatura de 90 C, onde a resina foi agitada com auxílio de uma haste metálica com a extremidade curva até chegar ao ponto de formação de gel. O teor de sólidos foi determinado com a pesagem de aproximadamente um grama de resina sendo levada a uma estufa a 103 ± 2 C durante um período de 24 horas, posteriormente retirou-se a amostra sendo colocada em um dessecador para resfriamento e pesagem. A medição do ph foi realizada através da leitura direta em phmetro digital de bancada marca Quimis à temperatura ambiente.

33 Formulação e Batida de Cola A formulação usada é apropriada para compensados destinados ao mercado interno, segundo IWAKIRI et al. (2005). A batida de cola foi feita através da mistura da resina, farinha, água e sulfato de amônia a 24%, segundo as proporções indicadas na tabela 2. TABELA 2 FORMULAÇÃO USADA PARA O ADESIVO ADESIVO Quantidade Formulação Proporção (g) (partes/peso) (%) Total Resina UF 572, ,17 Farinha de trigo 429, ,63 Água ,53 Catalizador (NH4)2SO4 40,1 7 2,67 Formulação Quantidade = quantidade de ingredientes usados para fazer o adesivo. % = referente à porcentagem de cada componente usado para a formulação do adesivo. A resina utilizada foi uréia-formaldeído, foi usado a farinha de trigo como extensor e para ajustar a viscosidade foi utilizada a água. Foi utilizado como catalisador a solução de sulfato de amônia (NH4)2SO4 a 24% a 2% sobre o teor de sólidos da resina para acelerar o processo de cura da resina. Os ingredientes foram misturados com o auxílio de uma batedeira elétrica por aproximadamente 6 minutos. Para a verificação dos parâmetros de qualidade da batida de cola foram realizados testes com o viscosímetro Brookfield com haste nº 3 à temperatura ambiente utilizando-se os devidos fatores de conversão e escala sugerida pelo fabricante do aparelho. A medição do ph da cola foi realizada através da leitura direta em phmetro digital de bancada marca Quimis à temperatura ambiente.

34 Processo de Colagem Foi utilizado adesivo a base de uréia-formaldeído e o espalhamento da cola foi manual com o auxílio de uma espátula. As gramaturas de adesivo testadas foram de 320 g/m² e 380 g/m², ou seja, 40 g/linha de cola e 47,5 g/linha de cola por lâmina respectivamente. O período de pré prensagem foi em torno de 7 minutos. Para efeito de teste a gramatura foi definida em relação a faixa recomendada para a resina uréica, utilizando-se a máxima e a mínima recomendada pela literatura Condições de Prensagem Foi usada uma diferença de vinte graus dentre a faixa de temperatura adequada para a cura da resina utilizada, e também para que a diferença entre os tratamentos fosse significante. O tempo de prensagem foi determinado em relação às temperaturas de prensagem e a distância da superfície do painel até a linha de cola mais interna que foi de 5mm. Para a temperatura de 100 ºC foi usado um tempo de aquecimento de 2min/mm e para temperatura de 120 ºC foi usado o tempo de 1,5 min/mm (arredondado para menos). A pressão usada foi de 0.98 MPa (10kgf/cm²) devido as propriedades do painel e da matéria prima que o constituiu. 3.3 ENSAIOS Após a etapa de prensagem as chapas foram esquadrejadas e encaminhadas para o Laboratório de Tecnologia da Madeira da UFPR para serem climatizadas conforme norma NBR 9489 de 1986 afim de estabilizar suas dimensões. Depois de climatizados os painéis foram esquadrejados, em seguida foram climatizados novamente conforme a mesma norma.

35 Dimensões dos Corpos de Prova Após a climatização os painéis foram encaminhados novamente à serraria, desta vez, para retirada dos corpos de prova que, ao final do processo, foram climatizados conforme norma NBR 9489 de 1986 para que fossem realizados os ensaios. Para que a quantidade de corpos de prova para a realização dos ensaios fossem significativas, foi elaborado um lay out específico para melhor aproveitamento das chapas, tendo em vista que estas são de tamanhos experimentais e o espaço disponível para retirada de amostras eram justos, foram consideradas as dimensões dos corpos de prova, a quantidade e o sentido da grã da lâmina de capa em relação a cada elemento a fim de encontrar o melhor posicionamento dos corpos de prova na chapa, como mostra a figura 2. FIGURA 2 LAY OUT DA CHAPA PARA RETIRADA DOS CORPOS-DE-PROVA PARA OS ENSAIOS FÍSICOS E MECÂNICOS O processo de confecção dos corpos de prova demandou um pouco a mais de trabalho em relação ao lay out usado normalmente, isso devido ao corte inicial efetuado pela serra fita para melhor aproveitamento do painel. Esse primeiro corte no formato de L, serviu para retirar da chapa o espaço referente a área de dois

36 36 corpos de prova para ensaio de flexão, e assim que retirado esse pedaço da chapa, deu-se continuidade ao processo de forma tradicional, ou seja, foi efetuado os cortes retos para a retirada dos demais corpos de prova de flexão margeando o painel e, da área interna foram retirado os corpos de prova de resistência à tração na linha de cola. FIGURA 3 CORTE DA CHAPA PARA RETIRADA DOS CORPOS DE PROVA DE FLEXÃO E DE CISALHAMENTO Após o dimensionamento na serraria, os corpos de prova foram encaminhados câmara de climatização, e posicionados de modo a entrar em equilíbrio com as condições de temperatura e umidade da câmara, os espaços pequenos entre os corpos de prova foram necessários para que o ar pudesse circular com maior eficiência, e os espaços maiores serviram para separar um tratamento do outro, como mostra a figura a baixo. FIGURA 4 CORPOS DE PROVA DE FLEXÃO CLIMATIZANDO

37 Ensaio de Tração e Resistência em Linha de Cola Os ensaios de tração e resistência em linha de cola foram realizados conforme a Norma Européia EN 314 de 1993 ( European Committee for standardization) e conforme a NBR 9534 de 1986, em condição de amostra seca e úmida. Depois de dimensionados e climatizados, os corpos de prova de tração e resistência na linha de cola, tiveram suas suas dimensões medidas por um paquímetro para que fossem realizados posteriormente os cálculos do experimento, conforme a imagem a baixo. Este processo foi realizado para amostras secas e úmidas. FIGURA 4 MEDIDA DAS DIMENSÕES DOS CORPOS DE PROVA PARA OS ENSAIOS DE TRAÇÃO E RESISTÊNCIA NA LINHA DE COLA Em seguida os corpos de prova foram submetidos ao ensaio de resistência à tração segundo a figura a baixo. FIGURA 5 ENSAIO DE TRAÇÃO E RESISTÊNCIA NA LINHA DE COLA