Produção sustentável de poliuretano à base de óleo de mamona e potenciais aplicações na colagem e impermeabilização de madeiras de reflorestamento

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Cerchiari, Aline Maria Faria
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Absorção de água; Additive; Aditivo; Cold extraction; Extração a frio; Mechanical properties; Nuclear magnetic resonance; Propriedades mecânicas; Ressonância magnética nuclear; Seed technology; Tecnologia de sementes; Water absorption
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11150/tde-12122019-162647/

A busca por produtos de alta performance, juntamente com a necessidade de desenvolver produtos com baixo impacto ambiental e de processos relativamente pouco sofisticados desencadeou o desenvolvimento dessa pesquisa, onde objetivou-se melhorar o processo de produção do poliuretano à base de óleo de mamona, em laboratório piloto. Iniciou-se com a produção/coleta/seleção das sementes de mamona, passando pelo processo de extração a frio de seus óleos, até a utilização benéfica dos aditivos produzidos, de melhor composição química para uso em madeira lamelada colada (MLC). Caracterizou-se morfologicamente as sementes provenientes da variedade Guarani e de várias outras desconhecidas e intituladas, no conjunto, como variedade selvagem. O peso e volume da semente selvagem foi maior do que da semente Guarani, mas foi observado, em análises de ressonância magnética nuclear, o mesmo teor de óleos para os dois tipos de sementes. A temperatura ideal para extração de óleo das sementes de mamona foi de 103±2°C. Após extraídos, os óleos de ambas as variedades foram caracterizados quanto ao índice de acidez, índice de hidroxila, densidade e perfil cromatográfico. O óleo proveniente da semente selvagem apresentou maior índice de acidez que o valor observado no óleo comercial. Para o poliuretano na função adesivo, a variável analisada foi a resistência ao cisalhamento paralelo (fvg0). O tempo mínimo de prensagem quando utilizado poliuretano de mamona produzido em escala laboratorial foi de 48 h para máxima resistência mecânica das juntas coladas. A máxima gramatura aplicada do poliuretano na união de duas peças de madeira foi de 200g.m-2. Realizou-se um estudo exploratório com 15 tipos de aditivos nas sínteses de poliuretanos com óleo comercial e aditivos como fibras de madeira, goma-laca, glicerina e solução com KOH, selecionados para serem utilizados na composição do poliuretano produzido com óleos extraídos no laboratório. Foi possível produzir poliuretano de mamona a partir de sementes selvagens e Guarani, sem aditivos para a espécie P. caribaea e E. urophylla. Para a espécie C. citriodora, os resultados de resistência foram relativamente baixos, por influência de características da espécie. O poliuretano a base de mamona, produzido segundo a razão molar de metade daquela usada na síntese do adesivo, foi avaliado como impermeabilizante através de testes de absorção de água. A taxa de absorção de água em 268 horas de imersão foi extremamente baixa. Os poliuretanos sintetizados com óleo comercial e de sementes selvagens, testados como impermeabilizante nas madeiras de P. caribaea e C. citriodora apresentaram alta capacidade de impermeabilização e foram melhores do que dois impermeabilizantes comerciais utilizados como referência. A taxa de absorção de água pela madeira de Pinus foi de apenas 0,0075 g de água/hora em imersão total, contra a taxa de absorção de 0,0485 ocorrida na madeira tratada com impermeabilizante comercial. Para o C. citriodora, a taxa de absorção foi de 0,0032 g de água/hora na madeira tratada com o PU de óleo comercial e selvagem, equivalente ao impermeabilizante comercial.