Obtenção de nanossílica de Equisetum arvenses L. e a sua utilização na modificação de lâminas de madeira de Schizolobium amazonicum (Huber ex Ducke) Barneby

Abstract

Este trabalho apresenta a obtenção e caracterização de nanopartículas de sílica a partir do Equisetum arvenses e a sua impregnação em lâminas de madeira de Schizolobium parahyba var. amazonicum (Paricá). O objetivo da utilização das nanopartículas é para melhorar as propriedades desta espécie. O processo de obtenção da nanossílica baseou-se em diferentes combinações de ciclos de lixiviações ácidas seguidas por calcinações. Dentre os materiais produzidos, o tratamento que apresentou melhores resultados foi o submetido a dois ciclos de lixiviação ácida e temperatura de calcinação de 500ºC, gerando um material com área específica superficial de 330,63 m²/g, diâmetro de 8,21 nm, composto de 93,5% de silício e de natureza amorfa, resultados avaliados pela técnica de espectroscopia no infravermelho próximo (NIR), que se mostrou eficaz e capaz de predizer as propriedades das nanopartículas de sílica. Os tratamentos para a modificação das lâminas de Paricá foram à impregnação com álcool furfurílico, estireno e as nanopartículas de sílica em diferentes combinações. As lâminas utilizadas nesta pesquisa provêm da indústria, e em condições de laboratório foram confeccionados os corpos-de-prova que sofreram as modificações e posteriormente caracterizados pelo percentual de ganho em massa, macro e microscopicamente, por espectroscopia no infravermelho, pela resistência à flexão estática, pela exposição ao intemperismo natural e ao comportamento a degradação térmica. Os tratamentos com álcool furfurílico proporcionaram a madeira uma coloração escura e mostraramse superiores quando avaliados na exposição ao intemperismo natural e para a resistência a degradação térmica. O estireno deu um aspecto lustroso e melhorou a resistência a flexão estática. No geral, as nanopartículas de sílica proporcionaram aos tratamentos uma melhora na resistência a flexão e na degradação térmica. As lâminas modificadas foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho próximo, técnica que se mostrou capaz de discriminar os tratamentos e os modelos desenvolvidos apresentaram-se eficientes e com a capacidade de predição das propriedades avaliadas independente do tratamento. As modificações propostas melhoraram distintas propriedades e identificando interessantes aprimoramentos na qualidade tecnológica de lâminas de Paricá.

This work presents the synthesis and characterization of nanoparticles of silica from Equisetum arvenses and its impregnation of wood veneer Schizolobium parahyba var. amazonicum (Quanwood). The aim is the use of nanoparticles to improve the properties of this species. The process for obtaining nanossílica was based on different combinations of cycles of acid leaching followed by calcinations. Among the materials produced, the treatment which showed the best results was subjected to two cycles of acid leaching and calcination temperature of 500 °C, yielding a material with specific surface area of 330.63 m²/g, average diameter of 8.21 nm, compound 93.5% silicon and amorphous nature, results evaluated by the technique of near infrared spectroscopy (NIR), which proved effective and able to predict the properties of the silica nanoparticles. Treatments for modifying the sheets of were Quanwood to impregnation with furfuryl alcohol (FA), styrene and silica nanoparticles in different combinations. The laminate used in this research come from the industry and in laboratory conditions were made the body of test that suffered changes and subsequently characterized by weight per cent gain, macro and microscopic, infrared spectroscopy, the resistance to bending by exposure to natural weathering and thermal degradation behavior. Treatment with FA gave the wood a dark color and proved superior when assessed exposure to natural weathering and resistance to thermal degradation. The styrene gave a glossy appearance and improved resistance to bending. Overall the silica nanoparticles treatments provided an improvement in flexural strength and thermal degradation. The modified sheets were characterized by near infrared spectroscopy, a technique that has been shown to discriminate treatments and developed models presented up and efficient with the ability to predict the properties evaluated independent of treatment. The proposed changes have improved properties distinct and identifying interesting technological enhancements in the quality of sheets of Quanwood.