Scientia Forestalis, volume 45, n. 113
março de 2017
DOI: dx.doi.org/10.18671/scifor.v45n113.16

Wettability and surface free energy on heat-treated Pinus sp. and Erisma sp. woods

Grau de umectação e energia livre de superfície em madeiras Pinus sp. e Erisma sp. tratadas termicamente

Analine Crespo Ziglio1
Sabrina Nicoleti Carvalho Santos2
Nadine Mendes3
Débora Gonçalves4

1Doutora em Ciência e Engenharia de Materiais. USP – Universidade de São Paulo / IFSC - Instituto de Física de São Carlos. Avenida Trabalhador São Carlense, 400 - 13566-590 - São Carlos, SP, Brasil. E-mail: analinecz@yahoo.com.br.
2Doutoranda em Ciência e Engenharia de Materiais. USP – Universidade de São Paulo / IFSC - Instituto de Física de São Carlos. Avenida Trabalhador São Carlense, 400 - 13566-590 - São Carlos, SP, Brasil. E-mail: ncs.sabrina@gmail.com
3Graduada em Engenharia Biotecnológica. UNESP – Universidade Estadual “Júlio de Mesquita Filho”. Campus Assis – Av. Dom Antonio, 2100 – 19806-900 – Assis, SP, Brasil. E-mail: nadinemendes@gmail.com
4Professora Associada. USP – Universidade de São Paulo / IFSC - Instituto de Física de São Carlos. Avenida Trabalhador São Carlense, 400 - 13566-590 - São Carlos, SP, Brasil. E-mail: deborag0405@gmail.com

Recebido em 08/03/2016 - Aceito para publicação em 05/10/2016

Resumo

Este estudo tem como objetivo investigar a molhabilidade (grau de umectação), polaridade de superfície e perda de massa de duas madeiras de florestas plantadas, Pinus sp. (softwood) e Erisma sp. (hardwood) após tratamento térmico. As amostras de madeira foram tratadas termicamente a 100 °C, 140 °C e 180 °C e comparadas às amostras em temperatura ambiente, 25 ºC. A fim de obter o ângulo de contato, foram depositados diferentes solventes nas superfícies das madeiras tratadas com calor. A partir dessas medidas, foram calculados os valores de energia livre de superfície, em termos dos componentes polares e dispersivos, pelo método Owens-Wendt-Rabel-Kaelble. As madeiras se mostraram hidrofóbicas em temperaturas abaixo de 180 °C, isto é, com relativamente altos ângulos de molhabilidade e baixa polaridade superficial, mas sem alterações visuais e dimensionais mais drásticas. O impacto do tratamento térmico nas propriedades de superfície de Pinus sp. e Erisma sp. foi também verificado por meio da inoculação de um fungo (Pycnoporus sanguineus). As madeiras Erisma sp. tratadas termicamente, quando comparadas com Pinus sp., apresentaram melhores propriedades, tais como estabilidade de massa, polaridade superficial e grau de umectação.
Palavras-chave: energia livre de superfície, ângulo de contato, degradação por fungo, umectação.

Abstract

This study aims to investigate wettability, surface polarity, and mass loss in two reforestation woods, Pinus sp. (softwood) and Erisma sp (hardwood), after heat treatment. The wood samples were heated to 100 °C, 140 °C and 180 °C, meanwhile a control group was kept at a fixed temperature of 25 °C. Different test liquids were employed in order to obtain the contact angles (wetting angles) formed on the heat-treated sample surfaces. From such measurements, the values of surface free energy, in terms of its polar and dispersive components, were calculated by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble approach. Temperatures far below 180 °C proved to be high enough to yield hydrophobic samples, i.e., with relatively high wetting angles and low surface polarity, but without drastic visual and dimensional changes. The impact of heat treatment on the surface properties of Pinus sp. and Erisma sp. was also verified by fungal inoculation (Pycnoporus sanguineus). Compared to Pinus sp., heat-treated Erisma sp. showed improved properties, such as mass stability, surface polarity and wettability.
Keywords: surface free energy, contact angles, decay fungi, wettability.





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