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Tipo: Tese
Título: Efeito do tratamento hidrotérmico de partículas “strands” nas propriedades de painéis OSB
Effect of hydrothermal treatment in strand board particles in the OSB panels properties
Autor(es): Carvalho, Amélia Guimarães
Abstract: O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tratamento hidrotérmico de flocos (partículas do tipo strand) de pinus e eucalipto, nas propriedades físico-mecânicas de painéis OSB. Partículas strands de pinus e eucalipto, com 23 x 90 x 0,30 mm de largura, comprimento e espessura, respectivamente; foram pré-hidrolisadas a 130, 150 e 170oC por 7 e 21 minutos. Foram determinados os teores de extrativos, de lignina e de carboidratos dos flocos, assim como o pH, a umidade de equilíbrio, o ângulo de contato dos flocos com o adesivo fenol formaldeído e as propriedades colorimétricas. Em seguida foram confeccionados painéis do tipo OSB, com uma densidade nominal de 0,7 g/cm3 e um ciclo de prensagem com a temperatura de 170°C, pressão de 32 kgf/cm2 por 8 minutos. O adesivo utilizado foi o fenol-formaldeído no teor de 8% (base massa seca das partículas). Posteriormente os painéis foram mantidos em câmara climática a temperatura de 20 ± 2oC e umidade relativa de 65 ± 3%, até estabilização e em seguida determinou-se as propriedades físicas e mecânicas. A temperatura foi mais efetiva para alterar a composição química da madeira que o tempo de exposição ao tratamento. A temperatura do tratamento hidrotérmico de 170°C provocou maiores modificações químicas. O comportamento colorimétrico da madeira com a pré-hidrólise variou com o tratamento, sendo que a madeira de pinus foi mais resistente ao escurecimento que a de eucalipto. Os tratamentos hidrotérmicos a 170°C foram os mais eficientes na redução da umidade de equilíbrio higroscópico dos flocos de pinus e consequentemente aumentou a estabilidade dimensional dos painéis. O ângulo de contato do adesivo fenol-formaldeído com as superfícies dos flocos de pinus tratados apresentou uma leve diminuição, favorecendo a adesão do adesivo com a madeira, contudo a ligação interna dos painéis não foi afetada. Para a madeira de pinus o tratamento hidrotérmico causou degradação de alguns constituintes químicos principalmente de mananas, xilanas e arabinanas, o que causou uma acidificação e também perda de massa nos flocos, isso consequentemente diminuiu o inchamento em espessura e não influenciou negativamente nas propriedades mecânicas dos painéis OSB. O tratamento hidrotérmico a 170°C durante 7 minutos permitiu que o painel OSB de pinus, além da categoria 1, também se enquadre na categoria 2 da norma européia, ampliando sua gama de utilização. Para os flocos de eucalipto o tratamento hidrotérmico, principalmente com a temperatura de 170°C, causou degradação de alguns constituintes químicos principalmente galactanas, xilanas e arabinanas e diminuiu a umidade de equilíbrio higroscópico e também causou uma acidificação e perda de massa dos flocos. Os tratamentos hidrotérmicos com a temperatura de 170°C foram os mais eficientes para melhorar a estabilidade dimensional dos painéis OSB de eucalipto, uma vez que reduziu os valores de UEH (umidade de equilíbrio higroscópico), AA24h (absorção de água) e IE24h (inchamento em espessura). O tratamento hidrotérmico a 170°C durante 7 minutos, assim como a 130°C por 7 minutos e a 150°C por 21 minutos, permitiu que o painel OSB de eucalipto além da categoria 1, também se enquadre na categoria 2 da norma européia, ampliando sua gama de utilização. Além de indicados para uso geral, ou seja, quando não são submetidos a suporte de carga e painéis para uso interior em condições de ambiente seco ele passa a ser indicado também para utilização que suporte cargas. Os painéis de eucalipto apresentaram menores valores de inchamento em espessura e absorção de água quando comparados com os painéis de pinus, devido a menor taxa de compactação desses painéis. Os valores do módulo de elasticidade e de ruptura, dos painéis de pinus e eucalipto, foram próximos, contudo os painéis de pinus apresentaram maiores valores de ligação interna.
The aim of this study was to evaluate the effect of hydrothermal treatment in strands particles of pine and eucalyptus, on physical and mechanical properties of OSB. Eucalyptus and pine strands particles with 23 x 90 x 0.30 mm width, length and thickness, respectively; it was pre-hydrolysed at 130, 150 and 170°C for 7 and 21 minutes. The contents of extractives, lignin and carbohydrates of strands particles, as well as pH, moisture balance, the contact angle of the particles with phenol formaldehyde adhesive and colorimetric properties were detemined. OSB panels were prepared with a nominal density of 0.7 g/cm3, with a temperature of 170°C, pressure of 32 kgf/cm2 for 8 minutes. The phenol-formaldehyde adhesive was uded in 8% content (based on dry weight of the particles). Subsequently the panels were exposed to conditioning under ambient conditions of 20 ± 2°C and 65 ± 3% relative humidity, and then were determined physical and mechanical properties. The temperature was more effective to change the chemical composition of wood than the time. The prehydrolysis temperature of 170°C resulted in higher chemical modifications. The colorimetric behavior with the prehydrolysis varied with the treatment. Pine wood was more resistant to darkening than eucalyptus. The hydrothermal treatment at 170 ° C was the most efficient in reducing the moisture equilibrium moisture content of pine strand particles and consequently improving dimensional stability of the panels. The contact angle of the adhesive phenol formaldehyde with the surfaces of the treated pine strand particles showed a slight decrease in this case favoring the adhesion of the adhesive with the wood, however, the internal connection of the panels was not affected. For pinus wood the hydrothermal treatment caused degradation of some chemical constituents mainly mannans, xylans and arabinans, causing acidification as well as mass loss in the strand particles, this consequently decreased swelling in thickness and not showed negative effect on the mechanical properties of OSB. The hydrothermal treatment at 170°C for 7 minutes allowed the pine OSB panel beyond Category 1 and also met the requirements in Category 2 of the European standard, expanding its range of use. For eucalyptus strand particles the hydrothermal treatment, especially the temperature of 170°C caused degradation of some chemical constituents mainly galactans, xylans and arabinans, it decreased moisture equilibrium moisture content and also resulted in acidification as well as the loss of mass of the strand particles. The hydrothermal treatment at a temperature of 170°C was the most efficient in improving the dimensional stability of OSB from eucalyptus particles, since reduced amounts of EMC (equilibrium moisture content), and WA24h (water absorption), TS24h (thickness swelling). The hydrothermal treatment at 170°C for 7 minutes, at 150°C for 21 minutes and at 130°C for 7 minutes allowed eucalyptus OSB beyond category 1 also fits the category 2 of European standard, expanding its range of use. Besides indicated for non load-bearing boards, general purpose boards and boards for the interior fitments for use in dry conditions it is now also indicated load-bearing boards. The eucalyptus panels showed lower values of thickness swelling and water absorption when compared with pine panels, it was because of lower compression ratio of such panels. The values of elastic and rupture modulus of pine and eucalyptus panels were close, however pine panel showed higher internal bond values.
Palavras-chave: Madeira - Produtos
Madeira - Propriedades físicos-mecânicas
Madeira - Efeitos da temperatura
Madeira - Efeitos da umidade
Chapa de madeira aglomerados
CNPq: Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: CARVALHO, Amélia Guimarães. Efeito do tratamento hidrotérmico de partículas “strands” nas propriedades de painéis OSB. 2015. 61f. Tese (Doutorado em Ciência Florestal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/6975
Data do documento: 8-Out-2015
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