Performance of zinc oxide and titanium dioxide on wood protection

• Autor(a) principal: Borges, Cilene Cristina
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4626
• topic: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::TECNOLOGIA E UTILIZACAO DE PRODUTOS FLORESTAIS; Madeira; Nanotecnologia; Intemperismo; Wood; Nanotechnology; Weathering; CIÊNCIAS AGRARIAS

O uso da madeira apresenta inúmeras vantagens em relação a polímeros sintéticos, sendo o material preferido para diversas aplicações decorativas e de engenharia. Algumas madeiras, no entanto, apresentam baixa resistência natural a deterioração biológica e requerem tratamento. Através dos tempos, diversos tratamentos preservativos foram desenvolvidos, mas a busca por novas tecnologias de alta eficiência, baixa toxidade ao ambiente e à saúde humana continua sendo um desafio para pesquisadores. O uso de nanopartículas na proteção da madeira ainda é incipiente, mas a nanotecnologia tem avançado consideravelmente nos últimos anos, abrindo portas para novos experimentos e aplicações do conhecimento dentro da área de preservação de madeiras. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o desempenho de tratamentos à base de nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) e dióxido de titânio (TiO2) na proteção da madeira. Amostras de madeira provenientes de árvores de ~7 anos de idade foram tratadas à vácuo (45 min de vácuo a 550 mmHg) com seis tratamentos contendo diferentes concentrações de nanopartículas de ZnO e TiO2 em dispersão aquosa, i.e., a) 1 (2% ZnO); b) 2 (1,5% ZnO, 0,5% TiO2); c) 3 (1% ZnO; 1% TiO2); d) 4 (0,5% ZnO; 1,5% TiO2); e) 5 (2% TiO2); f) 6 (não tratado). Após o tratamento, os corpos de prova foram submetidos a ensaios de apodrecimento acelerado, resistência à cupins subterrâneos e intemperismo. A retenção química foi avaliada por meio de espectroscopia de emissão com plasma indutivamente acoplado (ICP-AES) e a penetração na madeira foi qualitativamente avaliada por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (SEM/EDS). O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado. Resultados mostraram que a retenção de ZnO decaiu com a diminuição da concentração de óxido das soluções. A retenção de TiO2 nos tratamentos foi pouco detectável. A penetração do ZnO e TiO2 pôde ser observada em todos os tratamentos. A perda de massa das amostras de madeira tratada expostos ao ensaio de apodrecimento acelerado diferiu de acordo com o fungo utilizado e tratamento aplicado. O ensaio com cupins subterrâneos permitiu detectar sinergia das soluções para o tratamento 2. Além deste, os tratamentos 1 e 3, considerados estatisticamente iguais, resultaram em perda de massa de 2,4% e 4,1%, respectivamente, valores considerados como baixos. A taxa de mortalidade média dos cupins foi avaliada após quatro semanas de ensaio, tendo como resultado três tratamentos ranqueados com 100% de mortalidade: tratamentos 1, 2, e 3. Em relação aos ensaios de intemperismo, o tratamento 5 resultou em madeira mais brilhante na face exposta enquanto os corpos de prova não tratados apresentaram menos brilho e tonalidade mais acinzentada em comparação aos tratados. Na face não exposta, o tratamento 1 resultou em madeira menos cinzenta e mais brilhante do que todos os outros tratamentos, incluindo amostras não tratadas. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que tanto o óxido de zinco como o dióxido de titânio apresentam potencial para desempenhar um papel importante no futuro da proteção da madeira e podem ser incluídos como multicomponentes de uma nova geração de preservativos de madeira à base de nanopartículas.