Estudo da interação adesivo-partícula em painéis OSB (Oriented Strand Board)

Abstract

O painel OSB vem ganhando mercado e sua produção com qualidade passa pela necessidade de uma adesão satisfatória. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a interação que existe entre as partículas “strand” e o adesivo fenol-formaldeído, relacionando esta interação com a qualidade final da colagem no painel. Foram utilizadas árvores de Pinus oocarpa e Eucalyptus grandis, as quais tiveram sua densidade básica, constituição química e características anatômicas avaliadas. Partículas do tipo “strand” foram geradas em moinho de disco. Estas partículas foram tratadas com hidróxido de sódio a 1,5%, ácido acético a 1,5% e água destilada, em todos os casos, por um período de 24 horas. Adicionalmente, partículas não tratadas foram avaliadas como testemunha. Realizou-se a medição do ângulo de contato do adesivo fenol-formaldeído com a superfície das partículas, selecionando-se partículas oriundas do cerne e alburno para Eucalyptus grandis e dos lenhos inicial e tardio para Pinus oocarpa. Realizou-se também a mensuração da quantidade de adesivo aplicado nas partículas pela medição das suas dimensões e massa, antes e após o processo de encolamento. Para tanto, as partículas foram divididas em grupos referentes à proporção de adesivo recebido. Produziram-se painéis OSB com fenol-formaldeído nas proporções de 6%, 9% e 12%, para as duas espécies em estudo. As variáveis do ciclo de prensagem foram pressão de 3,92 MPa e temperatura de 150°C, durante 8 minutos. Após a confecção, os painéis produzidos foram reduzidos a corpos de prova que foram climatizados até massa constante para a realização do teste de tração perpendicular. Os teores de adesivo não influenciaram significativamente a quantidade efetiva de adesivo aplicado, mas foram significativos para gramatura. Já os grupos de aplicação do adesivo foram significativos para ambas as variáveis. Para a espécie Pinus oocarpa, o lenho inicial apresentou menor ângulo de contato com o adesivo, enquanto, para a espécie Eucalyptus grandis, menores ângulos foram encontrados para o alburno. Os tratamentos químicos realizados nas partículas, para ambas as espécies estudadas, causaram modificações na superfície das partículas e reduziram o ângulo de contato, possivelmente pela retirada de parte dos extrativos presentes. Os tratamentos com ácido acético e hidróxido de sódio foram os que apresentaram maior eficiência de redução do ângulo de contato. No teste de tração perpendicular, se adequaram à norma CSA 0437-0 (CANADIAN STANDARDAS ASSOCIATION - CSA, 1993) os painéis produzidos com a espécie Eucalyptus grandis, com os teores de adesivo de 9% e 12% e, para Pinus oocarpa, teor de 12%. A interação entre a partícula e o adesivo mostrou-se complexa, principalmente devido à necessidade de controle na homogeneidade da aplicação do adesivo. É necessário um maior detalhamento das modificações sofridas pelos extrativos, devido ao tratamento químico das partículas.

The market of OSB panels has enhanced and the production of high quality products requires satisfactory adhesion. This work aimed to evaluate the interaction between strand particles and phenol-formaldehyde adhesive in order to relate this interaction with the final quality of the panel. Pinus oocarpa and Eucalyptus grandis trees were used and had their basic density, chemical composition and anatomical properties determined. Strand particles were obtained in disc mill and. The following chemical treatments were applied to the particles: sodium hydroxide at 1,5%, acetic acid at 1,5% distilled water during 24 hours. Moreover, non-treated particles were evaluated as control. Contact angles measurements with particle surfaces were preceded by selecting particles from heartwood and sapwood for Eucalyptus oocarpa and spring wood and late wood for Pinus oocarpa. The adhesive amount per particles values were obtained by measuring dimensions and mass before and after gluing. To allow the analyses, the particles were divided into groups which corresponded to adhesive proportion. OSB panels were produced with phenol-formaldehyde adhesive at 6, 9 and 12% for both species. The pressing cycle variables were: pressure of 3,92 MPa and temperature of 150°C during 8 minutes. After the production, the panels were transformed in samples which were acclimatized until constant mass for perpendicular traction. Average results for basic density were 0,456 g/cm3 for Pinus oocarpa and 0,510 g/cm3 for Eucalyptus grandis. Adhesive contents did not significantly influenced effective amount of adhesive applied, but they were significant for glue amount. Adhesive application groups were significant for both variables. For Pinus oocarpa species, spring wood presented lower contact angle, while lower angles were observed for sapwood of Eucalyptus grandis. Chemical treatments applied to the particles of both species caused changed in the particle surfaces and decreased the contact angle possibly due to extraction of a portion of extractives. Acetic acid and sodium hydroxide were more efficient in reducing contact angle. Panels made from Eucalyptus grandis and adhesive at 9 and 12% and panels made from Pinus oocarpa and adhesive at 12% presented perpendicular traction values that met CSA 0437-0 (CANADIAN STANDARDAS ASSOCIATION - CSA, 1993) standard requirement. Pinus oocarpa had lower basic density and lower perpendicular traction. The interaction between particle and adhesive was very complex, mostly due to need to control homogeneity of adhesive application. More details about the modifications suffered by the extractives due to chemical treatment of the particles are needed.