AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA PRODUÇÃO DE CHAPAS DE PARTÍCULAS ORIENTADAS OSB
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- Milena Lencastre Mangueira
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1 VLIÇÃO DE LTERNTIVS TECNOLÓGICS PR PRODUÇÃO DE CHPS DE PRTÍCULS ORIENTDS OSB Orientador: Prof. Dr. Setsuo Iwakiri Co-orientadores: Prof. Dr. Jorge L. M. Matos Prof. Dr. Carlos. E. C. lbuquerque
2 INTRODUÇÃO OSB - Oriented Strand Board - Chapas de Partículas Orientadas Chapa estrutural, derivado direto do waferboard ; Usos: paredes, forro, pisos, componentes de vigas I, embalagens
3 INTRODUÇÃO
4 INTRODUÇÃO Sua utilização tem crescido devido: (1) redução qualidade das toras; (2) produzido - toras de qualidade inferior e espécies de baixo valor; (3) largura e comprimento das chapas é determinada pela tecnologia de produção e não pelo comprimento das toras. Em 2000 a produção americana de OSB superou a produção de compensado. Para 2004 estima-se que a produção de OSB = 60% do mercado americano.
5 INTRODUÇÃO tualmente existem 82 fabricas no Mundo; Local US Canadá Europa Ásia Oceania mérica do Sul Unidades O Brasil possui uma unidade industrial; Grandes perspectivas para novas fabricas; lto potencial, gêneros Pinus e Eucalyptus.
6 INTRODUÇÃO tecnologia atual é do pacote tecnológico, variáveis de processamento pré-ajustadas. EU, Canadá e lemanha - principais produtores de insumos; Relevância sobre estudos para as condições brasileiras;
7 Processo Produtivo das chapas OSB Manejo de toras condicionamento Descascamento Obtenção de partículas strands Formação do colchão plicação de resina e aditivos Secagem Silo úmido Prensagem cabamento Expedição
8 OBJETIVOS Geral: Esta pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de avaliar alguns parâmetros de processamento, na manufatura do OSB, buscando alternativas tecnológicas para produção de chapas em Pinus taeda.
9 Específicos: OBJETIVOS valiar a influência da espessura das partículas nas propriedades das chapas; valiar as propriedades das chapas de alta densificação; valiar a influência da pressão específica nas propriedades das chapas; valiar as propriedades das chapas com resinas alternativas ao fenol-formaldeído: Fenol-Melamina-Uréia-Formaldeído (PMUF) e Melamina-Uréia-Formaldeído (MUF) valiar a inclusão laminar superficial na qualidade e propriedades das chapas.
10 MTERIIS E MÉTODOS Matéria-prima Madeira para partículas Pinus taeda L., 30 anos, povoamento Estação Experimental do Cangüiri da UFPR; Madeira para lâmina Pinus taeda L. 30 anos, Floresta Nacional de Irati-Pr. Resinas Fenol-Formaldeído (FF); Melamina-Uréia-Formaldeído (MUF); Fenol Melamina-Uréia-Formaldeído (PMUF).
11 Madeira para partículas MTERIIS E MÉTODOS Coleta do material 3 toras com 2.5m, serradas na Estação Experimental Cangüiri em tábuas com 36 mm de espessura; Madeira para lâminas Origem: laminadoras da região de Irati- Pr, espessura média de 1,6 mm.
12 MTERIIS E MÉTODOS Plano Experimental VRIÁVEIS PDRÃO Geometria Densidade Pressão Resina ,7mm 0,65 g/cm³ 40 kgf/cm² cm²; FF (T=180ºC; 8 min) 0,4 mm 1,0 mm 0,90 g/cm³ 60 kgf/cm² 80 kgf/cm² PMUF MUF Inclusão laminar superficial Pinus taeda Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4 Fase 5 4 chapas, gerando um total de 36 chapas.
13 MTERIIS E MÉTODOS Obtenção das partículas e lâminas Tábuas peças de mm. Partículas strand - esp. 0,7 mm Fase 1-0,4 e 1 mm. Lâminas redução para mm
14 MTERIIS E MÉTODOS Secagem das partículas Estufa experimental 1m³. U=± 3%
15 MTERIIS E MÉTODOS Secagem das partículas Retirada dos finos, T= 103 ± 2ºC por 48 h. U= ± 3%. Lâminas U= ±3%
16 MTERIIS E MÉTODOS plicação da resina
17 MTERIIS E MÉTODOS Formação do colchão Caixa orientadora Fase 5 Caixa formadora
18 MTERIIS E MÉTODOS Prensagem T=180 ºC ; 8 min.; 40 kgf/cm² exceto Fase 3.
19 MTERIIS E MÉTODOS Prensagem
20 MTERIIS E MÉTODOS condicionamento Retirada das bordas mm. T= 20 ± 3 ºC UR= ± 65% UE= 12%.
21 MTERIIS E MÉTODOS valiação das propriedades das chapas 1-PROPRIEDDES MECÂNICS: Flexão estática (MOE): DIN 52362, 1982; Flexão estática (MOR): DIN 52362, 1982; Ligação interna (LI): STM D , PROPRIEDDES FÍSICS: bsorção de água (): STM D , 1980; Inchamento em espessura (IE): STM D , 1980; Taxa de não retorno em espessura (TNRE)
22 MTERIIS E MÉTODOS Esquema de amostragem e corte dos corpos-de-prova Flexão Estática (50x250) Flexão Estática (50x250) L I (50x50) L I (50x50) L I (50x50) L I (50x50) L I (50x50) bsorção de Água Inchamento em Espessura (150x150) bsorção de Água Inchamento em Espessura (150x150) Flexão Estática (50x250) Flexão Estática (50x250)
23 MTERIIS E MÉTODOS MTERIIS E MÉTODOS valiação das propriedades das chapas
24 MTERIIS E MÉTODOS nálise estatística Ensaios físico-mecânicos, os valores analisados por análise de variância e teste de médias (Tukey 95%).
25 RESULTDOS E DISCUSSÕES Massa Específica da madeira massa específica aparente média = 0,475 g/cm 3, coeficiente de variação médio = 11,29 % e uma amplitude = 0,38 a 0,57 g/cm 3 Os valores da massa específica aparente da espécie Pinus taeda estão de acordo com a literatura.
26 RESULTDOS E DISCUSSÕES Densidade das chapas Densidades médias obtidas, apenas Fase 2, diferiu estatisticamente das demais. Não ocorreram diferenças estatísticas significativa dentro e entre os tratamentos para chapas de mesma densidade. Eliminado a necessidade de análises de covariância.
27 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS Propriedades mecânicas
28 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS Propriedades mecânicas MOE (kgf/cm²) B B ,4 0,7 1 ESPESSUR (mm) PRLELO PERPENDICULR
29 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS Propriedades mecânicas 500 B MO R (kgf/cm²) B B 0 0,4 0,7 1 ESPESSUR (mm) PRLELO PERPENDICULR
30 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS Propriedades mecânicas ,5 % C LI (kgf/cm²) B 1 0 0,4 0,7 1 ESPESSUR (mm)
31 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS Propriedades físicas
32 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS Propriedades físicas BS (%) B B B B 0 0,4 0,7 1 ESPESSUR (mm) 2H 24H
33 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS Propriedades físicas IE (%) B 0,4 0,7 1 ESPESSUR (mm) 2H 24H
34 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS Propriedades físicas TNRE (%) ,4 0,7 1 ESPESSUR (mm)
35 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP Propriedades mecânicas
36 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP Propriedades mecânicas 18,3% B MO E (kgf/cm²) ,65 0,9 g/cm³ Paralelo Perpendicular
37 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP Propriedades mecânicas 23,5 % MO R (kgf/cm²) B 0,65 0,9 g/cm³ Paralelo Perpendicular
38 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP Propriedades mecânicas 44 % 6 B LI (kgf/cm²) ,65 0,9 g/cm³
39 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP Propriedades físicas
40 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP Propriedades físicas 80 B BS (%) B ,65 0,9 g/cm³ 2H 24H
41 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP Propriedades físicas B IE (%) ,65 0,9 g/cm³ 2H 24H
42 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP Propriedades físicas TNRE (%) B 0,65 0,9 g/cm³
43 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC Propriedades mecânicas
44 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC Propriedades mecânicas MO E (kgf/cm²) kgf/cm² Paralelo Perpendicular
45 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC Propriedades mecânicas 500 MO R (kgf/cm²) kgf/cm² Paralelo Perpendicular
46 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC Propriedades mecânicas 47,4 % LI (kgf/cm²) ,6 % B B kgf/cm²
47 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC Propriedades físicas
48 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC Propriedades físicas BS (%) kgf/cm² 2H 24H
49 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC Propriedades físicas IE (%) B B B B kgf/cm² 2H 24H
50 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC Propriedades físicas TNRE (%) B B kgf/cm²
51 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN Propriedades mecânicas
52 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN Propriedades mecânicas MO E (kgf/cm²) B B FF PMUF MUF RESIN Paralelo Perpendicular
53 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN Propriedades mecânicas 600 MO R (kgf/cm²) B 0 FF PMUF MUF RESIN Paralelo Perpendicular
54 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN Propriedades mecânicas 5 4 B LI (kgf/cm²) FF PMUF MUF RESIN
55 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN Propriedades físicas
56 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN Propriedades físicas B C B BS (%) FF PMUF MUF RESIN 2H 24H
57 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN Propriedades físicas B B IE (%) FF PMUF MUF RESIN 2H 24H
58 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN Propriedades físicas TNRE (%) B FF PMUF MUF RESIN
59 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Propriedades mecânicas
60 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Propriedades mecânicas ,04 1,12 MO E (kgf/cm²) B 0 SEM COM INCLUSÃO LMINR Paralelo Perpendicular
61 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Propriedades mecânicas 600 1,78 1,08 MO R (kgf/cm²) B 0 SEM COM INCLUSÃO LMINR Paralelo Perpendicular
62 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Propriedades mecânicas 5 4 LI (kgf/cm²) SEM COM INCLUSÃO LMINR
63 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Propriedades físicas
64 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Propriedades físicas BS (%) SEM COM INCLUSÃO LMINR 2H 24H
65 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Propriedades físicas 40 IE (%) SEM COM INCLUSÃO LMINR 2H 24H
66 RESULTDOS E DISCUSSÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Propriedades físicas TNRE (%) SEM COM INCLUSÃO LMINR
67 CONCLUSÕES E RECOMENDÇÕES FSE 1 - INFLUÊNCI D ESPESSUR DS PRTÍCULS 0,4 e 1,0 mm não influenciaram MOE e MOR ambos os sentidos. 1,0 mm melhorou LI. 0,4 e 1,0 mm não influenciaram,ie,tnre. FSE 2 - INFLUÊNCI D DENSIDDE NOMINL D CHP 0,90 g/cm³ - maiores MOE e MOR paralelo e LI, redução, aumento IE e TNRE. lternativa para usos especiais (elevados valores de resistência)
68 CONCLUSÕES E RECOMENDÇÕES FSE 3 - INFLUÊNCI D PRESSÃO ESPECÍFIC O aumento da pressão especifica não influenciou as propriedades físico-mecânicas. FSE 4 - INFLUÊNCI DO TIPO DE RESIN PMUF e MUF não influenciaram no MOE e MOR, e LI. Estabilidade dimensional, PMUF similar a FF.
69 CONCLUSÕES E RECOMENDÇÕES FSE 5 - INFLUÊNCI D INCLUSÃO LMINR Inclusão laminar não influenciou MOE e MOR paralelo e LI. Melhor balanço estrutural entre paralelo e perpendicular. Inclusão laminar não influenciou, IE TNRE. Médias absolutas, tendências de redução. Qualidade da superfície. Geral: Flexão estática, apenas um caso, inferior ao mínimo CS 0437
70 CONCLUSÕES E RECOMENDÇÕES. Recomendações: Espessuras de Partículas: Diferentes espessuras numa mesma chapa Variações de proporções na composição das camadas.. Tipo De Resina: Interações entre diferentes tipos e quantidades (estabilidade dimensional) Inclusão Laminar: Interações de diferentes espécies e espessuras de lâminas, Com diferentes tipos e composições de miolos.
71 . GRDECIMENTOS: BORDEN QUÍMIC S/ DYNE BRSIL S/ CNPq
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