Adesivo natural à base de cardanol modificado com nanopartículas de sílicas para produção de painéis MDP

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Furtini, Ana Carolina Corrêa lattes
Orientador(a): Guimarães Júnior, José Benedito
Banca de defesa: Guimarães Júnior, José Benedito, Oliveira, Bárbara Maria Ribeiro Guimarães de, Arantes, Lorran de Sousa, Guimarães Neto, Rosalvo Maciel, Sousa, Thaís Brito
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais
Departamento: Escola de Ciências Agrárias – ESAL
País: brasil
Palavras-chave em Português:
Adesivo nanomodificado
Casca do caju
Fonte renovável
Emissão de formaldeído
Nanomodified adhesive
Cashew shell
Renewable source
Formaldehyde emission
Área do conhecimento CNPq:
Biomateriais e Materiais Biocompatíveis
Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/59785
Resumo: Arquivo retido, a pedido do autor, até janeiro de 2026.
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spelling 2025-01-23T19:01:20Z2025-01-23T19:01:20Z2025-01-232024-11-29FURTINI, Ana Carolina Corrêa. Adesivo natural à base de cardanol modificado com nanopartículas de sílicas para produção de painéis MDP. 2024. 88 p. Tese (Doutorado em Engenharia de Biomateriais) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2024.https://repositorio.ufla.br/handle/1/59785Arquivo retido, a pedido do autor, até janeiro de 2026.Os painéis de partículas de média densidade (MDP), são amplamente utilizados em todo o mundo para confecções de móveis e pisos. A ureia formaldeído (UF) é o adesivo sintético, comumente utilizado para a confecção destes painéis, devido seu baixo custo, incolor e tempo de cura rápido. Apesar destas propriedades favoráveis, uma das principais desvantagens do adesivo UF é a emissão de formaldeído livre nos painéis de madeira, que causam riscos à saúde, como, sintomas respiratórios alérgicos, não alérgicos e de mucosas, bem como o câncer. Para a redução de emissão de formaldeído, estudos indicam que a inserção de nanopartículas de sílica em adesivos à base de formaldeído tem demonstrado resultados significantes para a sua redução. Além disso, levando em consideração as questões ambientais e a sustentabilidade da matéria-prima, à busca por substituição do adesivo UF, de origem petrolífera, impulsiona o desenvolvimento de adesivos que tenham base em recursos renováveis ou biológicos, e que apresentem menores taxas de emissão de formaldeído. Sendo assim, o cardanol obtido a partir do líquido da casca de castanha de caju, proveniente do cajueiro, é considerada uma fonte renovável aromática promissora dos fenóis derivados do petróleo, devido sua alta reatividade com formaldeído tanto pela via resol quanto novalac. Neste contexto, o objetivo deste estudo é avaliar o potencial de utilização do adesivo cardanol-formaldeído, modificado com diferentes porcentagens de nanopartículas de sílica e teores de adesivo, para a produção de painéis MDP. Para a produção dos painéis foi utilizado à madeira de Pinus oocarpa, com dimensões de 30 x 30 x 1,5 cm (comprimento x largura x espessura), densidade nominal de 0,70 g/cm3 e os parâmetros do ciclo de prensagem foram de 15 minutos, pressão de 4 MPa e temperatura de 160ºC. A síntese do adesivo cardanol-formaldeído ocorreu via resol. Ao final, foram adicionados nanopartículas de sílica nas seguintes proporções em massa, com base no teor de sólidos do adesivo: 0, 1 e 2%. Os painéis foram produzidos com teores de adesivos em proporções de 8, 10, 12 e 14% em relação a massa seca das partículas. Foram avaliadas as propriedades físicas, químicas e térmicas dos adesivos, e as propriedades físicas, mecânicas, interface madeira-adesivo, emissão de formaldeído, isolamento térmico e a combustibilidade dos painéis. A análise das propriedades dos painéis mostrou que a adição de 2% de SiO2NPs ao adesivo com 8% de teor influenciou a absorção de água após 2 horas (AA2h), inchamento em espessura (IE) e taxa de não retorno de espessura (TNRE). Nas propriedades mecânicas, a adição de nanopartículas impactou negativamente, exceto na Dureza Janka. Todos os painéis atenderam à classe E1 de baixa emissão de formaldeído. A partir das análises conjuntas dos resultados, conclui-se que a adição das SiO2NPs não foi favorável ao adesivo cardanol-formaldeído diante as propriedades mecânicas, e o teor de adesivo a partir de 11% atingem as normas estabelecidas para a comercialização das placas.Medium Density Particle Boards (MDP) are widely used around the world for furniture and flooring. Urea formaldehyde (UF) is the synthetic adhesive commonly used for making these panels, due to its low cost, colorlessness and fast curing time. Despite these favorable properties, one of the main disadvantages of UF adhesive is the emission of free formaldehyde in wood panels, which causes health risks such as allergic, non-allergic and mucosal respiratory symptoms, as well as cancer. For the reduction of formaldehyde emissions, studies indicate that the insertion of silica nanoparticles in formaldehyde-based adhesives has shown significant results for its reduction. However, taking into account environmental issues and the sustainability of the raw material, the search for replacing the UF adhesive, which is of petroleum origin, drives the development of adhesives that are based on renewable or biological resources, and that present lower emission rates of formaldehyde. Therefore, the cardanol obtained from the cashew nut shell liquid, from the cashew tree, is considered a promising aromatic renewable source of petroleum-derived phenols, due to its high reactivity with formaldehyde both via resol and novalac. In this context, the objective of this study is to evaluate the potential use of cardanol-formaldehyde adhesive, modified with different percentages of silica nanoparticles and adhesive contents, for the production of MDP panels. For the production of the panels, Pinus oocarpa wood was used, with dimensions of 30 x 30 x 1.5 cm (length x width x thickness), nominal density of 0.70 g/cm3 and the parameters of the pressing cycle were 15 minutes, pressure of 4 MPa and temperature of 160ºC. The synthesis of the cardanol-formaldehyde adhesive occurred via resol. At the end, silica nanoparticles were added in the following mass proportions, based on the solids content of the adhesive: 0, 1 and 2%. The panels were produced with adhesive contents in proportions of 8, 10, 12 and 14% in relation to the dry mass of the particles. The physical, chemical and thermal properties of the adhesives, and the physical, mechanical properties, wood-adhesive interface, formaldehyde emission, thermal insulation and combustibility of the panels were evaluated. The analysis of the panel properties showed that the addition of 2% SiO2NPs to the adhesive with 8% content influenced the water absorption after 2 hours (WA2h), thickness swelling (TS) and thickness non-return rate (NTS). In the mechanical properties, the addition of nanoparticles had a negative impact, except for Janka hardness. All panels met the E1 class of low formaldehyde emission. From the joint analysis of the results, it is concluded that the addition of SiO2NPs was not favorable to the cardanol-formaldehyde adhesive in terms of mechanical properties, and the adhesive content from 11% reaches the standards established for the commercialization of the panels.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de BiomateriaisUFLAbrasilEscola de Ciências Agrárias – ESALAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessBiomateriais e Materiais BiocompatíveisAdesivo nanomodificadoCasca do cajuFonte renovávelEmissão de formaldeídoNanomodified adhesiveCashew shellRenewable sourceFormaldehyde emissionAdesivo natural à base de cardanol modificado com nanopartículas de sílicas para produção de painéis MDPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisGuimarães Júnior, José BeneditoMori, Fábio AkiraBrito, Flávia Maria SilvaGuimarães Júnior, José BeneditoOliveira, Bárbara Maria Ribeiro Guimarães deArantes, Lorran de SousaGuimarães Neto, Rosalvo MacielSousa, Thaís BritoFurtini, Josy Anteveli Osajimahttp://lattes.cnpq.br/1568478500169460Furtini, Ana Carolina Corrêaporreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLACC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8804https://repositorio.ufla.br/bitstreams/9ad02996-f9f7-42fa-897d-ab942e42efb5/downloadc1efe8e24d7281448e873be30ea326ffMD51falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8956https://repositorio.ufla.br/bitstreams/af7ec381-9a04-4141-bf40-0e1430b60a30/download5ea4a165b7202cbf475be400d2e16893MD52falseAnonymousREAD1/597852025-08-06 11:04:06.855http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalmetadata.onlyoai:repositorio.ufla.br:1/59785https://repositorio.ufla.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufla.br/server/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2025-08-06T14:04:06Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)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