Regras para uma boa colagem

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1 Regras para uma boa colagem Fabricio Gomes Gonçalves Informações gerais: 1) Propiciar condições para um íntimo contato entre o adesivo líquido e a superfície sólida ao longo da interface. usar superfície limpa, líquido com adequada fluidez e aplicar pressão. 1

2 Informações gerais: 2) Assegurar que líquidos de baixa energia livre de superfície (baixa tensão superficial) sejam usados com sólidos de maior energia livre de superfície. isso assegura a espontaneidade do processo de colagem Informações gerais: 3) Características da matéria-prima 4) Características do processo 2

3 Tensão superficial Madeira 40,8 60 dina/cm FF 78 UF 71 RF 48 Logo... Tensão superficial do adesivo < que a do substrato - Ângulo de contato igual a zero: adesão certa Tensão superficial do adesivo > que a do substrato - Ângulo de contato: 0 < Ɵ < 90 : adesão possível Tensão superficial do adesivo > que a do substrato - Ângulo de contato > 90 : adesão improvável 3

4 Informações gerais: 3) Usar superfícies ásperas. A maior parte da colagem é atribuída à adesão mecânica e se deve ao melhor espalhamento obtido em superfícies sólidas rugosas. Quanto ao adesivo: Boa umectação do aderente polaridade igual ou semelhante entre si O adesivo não deve desenvolver altas tensões mecânicas durante seu endurecimento rompimento da ligação entre adesivo e aderente Baixa tensão superficial Viscosidade adequada (esparramento) - Um adesivo líquido demais não fornece uma ligação segura entre as partes O adesivo e o aderente devem possuir resistência mecânica compatíveis 4

5 GONÇALVES; LELIS; OLIVEIRA (2008) 25/04/2018 HSE; GEIMER; HSU; TANG (1994) 5

6 Quanto à superfície - Compensados Limpa, física e quimicamente intacta Umidade entre 2-8% Sem defeitos Fraqueza mecânica na superfície Áspera (> área disponível) e porosa (>adesão mecânica) As superfícies devem ser ásperas (maior área disponível), e porosa (maior adesão mecânica)!!!!!! Densidade adequada para cada tipo de cola Os principais fatores que devem ser considerados no tempo de montagem do material a ser colado são: Temperatura ambiente; Quanto maior a umidade relativa do ambiente melhor é a colagem Temperatura da lâmina; Teor de umidade do aderente; Viscosidade do adesivo. Valores baixos de umidade: - 2-8% colagem a quente % colagem a frio 6

7 Quanto à inter-relação superfície-adesivo: Linha de cola tensão formada durante a cura ultrapassa a resistência mecânica da adesão Entrelaçamento do adesivo nos poros (AM) Redução da quantidade de cola endurecida e submetida a tensões de contração Superfície irregular pode aumentar a plasticidade, formando possíveis tensão na linha de cola Espessura da linha de cola] Linha de cola pouco espessa e uniforme melhora a resistência mecânica da junta de colagem Tsoumis (1991) 7

8 (Maloney, 1993) Condições de prensagem Tempo, temperatura e pressão Tempo principais fatores a) distância da superfície do painel até a linha de cola mais interna; b) catalisador; c) gramatura; d) grau de extensão; e) tempo de assemblagem; f) pressão aplicada; g) temperatura inicial do aderente; h) densidade; i) porosidade. O tempo de prensagem é função do tipo de resina, catalisador, umidade da madeira, tipo e grau do extensor, temperatura de prensagem, condições locais de trabalho e espessura do painel. 8

9 RELAÇÃO ENTRE O TEMPO BÁSICO DE PRENSAGEM PARA AQUECIMENTO DA PRENSA - UF Espessura do painel (mm) Nº de Lâminas Distância (mm) da superfície do painel até a linha de cola Tempo de prensagem (min) Gramatura do adesivo (g/cm²) 3,5 3 1,2 2, ,5 3 1,5 2, ,0 3 2,1 3, ,5 5 5,0 5, ,5 5 6,3 6, ,0 5 7,6 8, Efeito do tempo de prensagem e tipo de resina nas propriedades físicas e mecânicas de aglomerados ASHORIA & NOURBAKHSHB (2008) 9

10 Mendes et al (2012) Mendes et al (2012) 10

11 Ferreira et al (2012) Temperatura principais interações : a) Quanto maior a temperatura, menor será o tempo de prensagem; b) Há uma relação diretamente proporcional entre o tempo de prensagem com a espessura do painel; c) Para paineis de mesma espessura, quanto maior o número de lâminas na sua composição, maior será a distância da superfície até a linha de cola mais interna; d) Um aumento de 10 C, provoca uma aceleração na velocidade de reação química, tornando-a de 2 a 7 vezes mais rápida 11

12 Temperatura ( C) 25/04/2018 Aumento da temperatura em prensa quente ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 Superfície Centro Tempo de prensagem (min.) Mudança durante a prensagem a quente TEMPERATURA UMIDADE DENSIDADE 12

13 Tsoumis (1991) Pressão principais fatores em função da pressão exercida na prensa a quente a) Densidade da madeira; b) Superfície; c) Junta; d) Miolo; e) Gramatura do adesivo. Pressão recomendada painéis de lâminas de madeira de baixa densidade 06 a 10 kgf cm -2 Para lâminas de madeira de maior densidade 10 a 15 kgf cm -2 Para paineis com lâminas de várias espécies regulagem com base na espécie de menor densidade. 13

14 Boa et al (2014) Boa et al (2014) 14

15 Propriedades dos adesivos Adesivos mais duros (elevada viscosidade) coesão alta linha de cola fraca com um aderente macio Uma grande diferença no módulo de elasticidade de dois materiais provoca uma distribuição de elasticidade muito desigual de tensões na junta de cola (Lei de Hooke) Viscosidade Definição resistência ao fluxo entre camadas de uma matéria - quanto mais densa esta matéria, maior é a resistência (sólido: cisalhamento) - viscosidade de um líquido proporcional a pressão e inversamente proporcional a temperatura aumenta com o peso molecular - quanto mais líquida, menor é a viscosidade 15

16 VISCOSIDADE 25/04/ TEMPO (min) Tempo de gelatinização Definição corresponde ao tempo (min., seg., horas) desde a preparação da cola, incluindo as adições de catalisador, água, extensor e carga, até a fase de gelatinização, quando atinge a máxima elasticidade, em temperatura pré-estabelecida - a reatividade e o tempo de gelatinização, também dependem da temperatura e do grau de extensão do adesivo. 16

17 Teor de substâncias sólidas Definição corresponde a quantidade de sólidos contidos na resina; ou a parte do adesivo que forma a linha de cola. - Durante a prensagem, a água e outros materiais voláteis evaporam. - Um baixo teor de sólidos pode prejudicar a colagem, não só pela escassez do material sólido, mas, pelo excesso de voláteis que ele liberará durante a prensagem, podendo provocar delaminação ou estouro. - A cura de adesivos sintéticos ocorre por reações químicas, formando na maioria das vezes, mais água Método de determinação TS = massa Resina seca x 100 massa Resina líquida 17

18 ph Definição concentração de íons dissociados de H + e OH - - o ph do adesivo não deve ultrapassar a faixa de 2,5 a 11, evitando assim a degradação da madeira - os adesivos mais utilizados (UF e FF) curam em meio ácido e alcalino. Logo, uma madeira com alta acidez é mais difícil colar com FF. Por outro lado, a alta acidez da madeira pode provocar uma pré-cura dos adesivos à base de uréiaformaldeído, durante a prensagem dos painéis - colas sintéticas seu endurecimento ocorre por reações químicas, formando na maioria das vezes, mais água!!!! - quanto menor o ph, menor e o tempo de gel (logo, maior a reatividade do adesivo) ph das resinas 18

19 Boa et al (2014) 19

20 Fatores que afetam as propriedades dos painéis particulados 20