Síntese de adesivo lignina-fenol-formaldeído para painéis de madeira
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2020 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ |
| Texto Completo: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/11249 |
Resumo: | A lignina é um subproduto gerado em larga escala no processo de polpação da madeira e atualmente tem sido utilizada para geração de energia na própria fábrica. Devido a sua estrutura fenólica, ela vem sendo estudada para diversos fins de aplicação em diferentes produtos no mercado. Uma alternativa para utilização dessa lignina tem sido a de usos em adesivos fenólicos para painéis de madeira. Porém, devido a baixa reatividade da lignina kraft de eucalipto com o formaldeído durante o processo de síntese do adesivo, muitos estudos vêm sendo realizados para melhorar essa característica da lignina e assim obter um adesivo com propriedades comparativas aos atuais adesivos para madeiras encontrados no mercado. A fenolação tem sido uma metodologia promissora para aumentar a reatividade da lignina. A partir dessa premissa, esse trabalho objetivou-se em fenolar a lignina kraft de eucalipto para síntese e caracterização de adesivos fenólicos. Foram sintetizados seis adesivos lignina-fenol-formaldeído usando lignina fenolada e não fenolada em proporções de substituição de 30%, 40% e 50% do fenol, e adicionalmente foi preparado uma amostra controle, em que não houve substituição do fenol por lignina. Utilizou-se também uma amostra de adesivo comercial a fim de comparação dos resultados, totalizando oito tratamentos. Para cada tratamento foram confeccionados um painel compensado sob mesmas condições (tempo, temperatura e pressão) e produzidos oito corpos de prova para realização do teste de resistência da linha de cola ao esforço de cisalhamento. O processo de fenolação aumentou em 14,7% a reatividade da lignina kraft, havendo incremento de componentes fenólicos nas estruturas da lignina. A utilização de lignina teve efeitos nas propriedades dos adesivos sintetizados, tanto para os de lignina não fenolada, quanto para os de lignina fenolada. De acordo com os resultados encontrados, não houve diferença estatística, ao nível de 95% de probabilidade pelo teste de Scott-Knott, entre os tratamentos para o teste de resistência da linha de cola ao esforço de cisalhamento, exceto pelos tratamentos com 30% de substituição por lignina fenolada e não fenolada, atendendo os requisitos mínimos de resistência ao cisalhamento especificado pela norma europeia EN 314-2 (1993). Foi possível a utilização da lignina kraft para síntese dos adesivos fenol formaldeído em substituição parcial ao fenol. O adesivo considerado melhor foi o de 50% de substituição de lignina fenolada devido a maior taxa de substituição e melhor tempo de formação de gel. |
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Souza, Rafael Eloy deGomes, Fernando José Borges064.999.456-81http://lattes.cnpq.br/0502504979310236Brito, Edvá Oliveira208.400.981-20Lelis, Roberto Carlos Costa497.049.906-34Gomes, Fernando José BorgesSantos, Fernando AlmeidaLongue Júnior, DaltonBatalha, Larisse Aparecida Ribas086.921.466-76http://lattes.cnpq.br/06482506036207692023-12-22T01:49:20Z2023-12-22T01:49:20Z2020-02-18SOUZA, Rafael Eloy de. Síntese de adesivo lignina-fenol-formaldeído para painéis de madeira. 2020. 40 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais e Florestais) - Instituto de Florestas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2020.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/11249A lignina é um subproduto gerado em larga escala no processo de polpação da madeira e atualmente tem sido utilizada para geração de energia na própria fábrica. Devido a sua estrutura fenólica, ela vem sendo estudada para diversos fins de aplicação em diferentes produtos no mercado. Uma alternativa para utilização dessa lignina tem sido a de usos em adesivos fenólicos para painéis de madeira. Porém, devido a baixa reatividade da lignina kraft de eucalipto com o formaldeído durante o processo de síntese do adesivo, muitos estudos vêm sendo realizados para melhorar essa característica da lignina e assim obter um adesivo com propriedades comparativas aos atuais adesivos para madeiras encontrados no mercado. A fenolação tem sido uma metodologia promissora para aumentar a reatividade da lignina. A partir dessa premissa, esse trabalho objetivou-se em fenolar a lignina kraft de eucalipto para síntese e caracterização de adesivos fenólicos. Foram sintetizados seis adesivos lignina-fenol-formaldeído usando lignina fenolada e não fenolada em proporções de substituição de 30%, 40% e 50% do fenol, e adicionalmente foi preparado uma amostra controle, em que não houve substituição do fenol por lignina. Utilizou-se também uma amostra de adesivo comercial a fim de comparação dos resultados, totalizando oito tratamentos. Para cada tratamento foram confeccionados um painel compensado sob mesmas condições (tempo, temperatura e pressão) e produzidos oito corpos de prova para realização do teste de resistência da linha de cola ao esforço de cisalhamento. O processo de fenolação aumentou em 14,7% a reatividade da lignina kraft, havendo incremento de componentes fenólicos nas estruturas da lignina. A utilização de lignina teve efeitos nas propriedades dos adesivos sintetizados, tanto para os de lignina não fenolada, quanto para os de lignina fenolada. De acordo com os resultados encontrados, não houve diferença estatística, ao nível de 95% de probabilidade pelo teste de Scott-Knott, entre os tratamentos para o teste de resistência da linha de cola ao esforço de cisalhamento, exceto pelos tratamentos com 30% de substituição por lignina fenolada e não fenolada, atendendo os requisitos mínimos de resistência ao cisalhamento especificado pela norma europeia EN 314-2 (1993). Foi possível a utilização da lignina kraft para síntese dos adesivos fenol formaldeído em substituição parcial ao fenol. O adesivo considerado melhor foi o de 50% de substituição de lignina fenolada devido a maior taxa de substituição e melhor tempo de formação de gel.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorLignin is a by-product generated on a large scale in the wood pulping process and has currently been used to generate energy in the pulp mill itself. Due to its phenolic structure, it has been studied for several application purposes in different products on the market. An alternative to the use of this lignin has been to use phenolic adhesives for wood boards. However, due to the low reactivity of eucalypt kraft lignin with formaldehyde during the adhesive synthesis process, many studies have been carried out to improve this characteristic of lignin and thus obtain an adhesive with properties comparable to the current wood adhesives found on the market. Phenolation has been a promising methodology for increasing the reactivity of lignin. Based on this premise, this work aimed to phenolate an eucalypt kraft lignin for the synthesis and characterization of phenolic adhesives. Six lignin-phenol-formaldehyde adhesives samples were synthesized using phenolated and non-phenolated lignin in substitution proportions of 30%, 40% and 50% of the phenol, in addition it was prepared a control sample, in which there was no substitution of phenol by lignin. A commercial adhesive sample was also used in order to compare the results, totalizing eight treatments. For each treatment, a plywood was made under the same conditions (time, temperature, and pressure), and eight specimens were produced to perform the test of resistance of the glue line to shear strength. The phenolation process increased the reactivity of lignin kraft by 14.7%, with an increase in phenolic components in the lignin structure. The use of lignin had effects on the properties of the synthesized adhesives, both for non-phenolated lignin and for phenolated lignin. According to the results found, there was no statistical difference, at the 95% probability level in the Scott-Knott test, among the treatments for the test of resistance of the glue line to shear strength, except for the treatments with 30% substitution by phenolated lignin and non-phenolated. The other treatments met the minimum requirements for shear strength specified by the European standard EN 314-2 (1993). Kraft lignin has shown promise in the production of lignin-based bioproducts. It was possible to use kraft lignin to synthesize phenol formaldehyde adhesives in partial replacement to phenol. The adhesive with 50% of replacement with phenolated lignin was considered the best from the adhesives synthesized due to higher percentage of replacement and faster gel time.application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Ciências Ambientais e FlorestaisUFRRJBrasilInstituto de Florestaslignina kraftsubprodutoeucaliptofenolaçãofenol formaldeídobyproducteucalyptusphenolationphenol formaldehydekraft ligninRecursos Florestais e Engenharia FlorestalSíntese de adesivo lignina-fenol-formaldeído para painéis de madeiraSynthesis of lignin-phenol-formaldehyde adhesive for wood panelsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), 1986. ABNT. NBR ISO 12466-1: Madeira Compensada - Qualidade de colagem parte 1: métodos de ensaio. Rio de Janeiro, Brazil. ASTM (AMerican Society for Testing and Materials), 1994. Annual book of ASTM standards: Adhesives. 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A lignina é um subproduto gerado em larga escala no processo de polpação da madeira e atualmente tem sido utilizada para geração de energia na própria fábrica. Devido a sua estrutura fenólica, ela vem sendo estudada para diversos fins de aplicação em diferentes produtos no mercado. Uma alternativa para utilização dessa lignina tem sido a de usos em adesivos fenólicos para painéis de madeira. Porém, devido a baixa reatividade da lignina kraft de eucalipto com o formaldeído durante o processo de síntese do adesivo, muitos estudos vêm sendo realizados para melhorar essa característica da lignina e assim obter um adesivo com propriedades comparativas aos atuais adesivos para madeiras encontrados no mercado. A fenolação tem sido uma metodologia promissora para aumentar a reatividade da lignina. A partir dessa premissa, esse trabalho objetivou-se em fenolar a lignina kraft de eucalipto para síntese e caracterização de adesivos fenólicos. Foram sintetizados seis adesivos lignina-fenol-formaldeído usando lignina fenolada e não fenolada em proporções de substituição de 30%, 40% e 50% do fenol, e adicionalmente foi preparado uma amostra controle, em que não houve substituição do fenol por lignina. Utilizou-se também uma amostra de adesivo comercial a fim de comparação dos resultados, totalizando oito tratamentos. Para cada tratamento foram confeccionados um painel compensado sob mesmas condições (tempo, temperatura e pressão) e produzidos oito corpos de prova para realização do teste de resistência da linha de cola ao esforço de cisalhamento. O processo de fenolação aumentou em 14,7% a reatividade da lignina kraft, havendo incremento de componentes fenólicos nas estruturas da lignina. A utilização de lignina teve efeitos nas propriedades dos adesivos sintetizados, tanto para os de lignina não fenolada, quanto para os de lignina fenolada. De acordo com os resultados encontrados, não houve diferença estatística, ao nível de 95% de probabilidade pelo teste de Scott-Knott, entre os tratamentos para o teste de resistência da linha de cola ao esforço de cisalhamento, exceto pelos tratamentos com 30% de substituição por lignina fenolada e não fenolada, atendendo os requisitos mínimos de resistência ao cisalhamento especificado pela norma europeia EN 314-2 (1993). Foi possível a utilização da lignina kraft para síntese dos adesivos fenol formaldeído em substituição parcial ao fenol. O adesivo considerado melhor foi o de 50% de substituição de lignina fenolada devido a maior taxa de substituição e melhor tempo de formação de gel. |
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SOUZA, Rafael Eloy de. Síntese de adesivo lignina-fenol-formaldeído para painéis de madeira. 2020. 40 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais e Florestais) - Instituto de Florestas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2020. |
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