Scientia Forestalis, volume 45, n. 113
p.169-176, março de 2017
DOI: dx.doi.org/10.18671/scifor.v45n113.17

Interação de nanocristais de celulose com o adesivo ureia-formaldeído em juntas coladas de Eucalyptus sp.

Effect of CNC interaction with urea-formaldehyde adhesive in bonded joints of Eucalyptus sp.

Renato Augusto Pereira Damásio1
Amélia Guimarães Carvalho2
Fernando José Borges Gomes3
Angélica de Cassia Oliveira Carneiro4
Juliana Ceccato Ferreira5
Jorge Luiz Colodette4

1Mestre em Egenharia Florestal. UFV – Universidade Federal de Viçosa. Avenida Villa Lobos - Bairro Mangabeiras - 35700068 - Sete Lagoas, MG, Brasil. E-mail: rdamasio@klabin.com.br
2Professora Adjunta do Departamento de Ciência e Tecnologia da Madeira. UFU – Universidade Federal de Uberlândia / ICIAG – Instituto de Ciências Agrárias. Rua Acre, 1004 – Nossa Senhora das Graças, Uberlândia, MG, Brasil. E-mail: ameliagcarvalho@gmail.com
3Professor Adjunto do Departamento de Produtos Florestais. UFRRJ – Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Rodovia BR-465 - 23897000 - Seropédica, RJ, Brasil. E-mail: fjbgomes@yahoo.com.br
4Professor (a) associado (a) do Departamento de Engenharia Florestal. Universidade Federal de Viçosa, Av. PH Rolfs – Campus Universitário - 36570000 - Viçosa, MG, Brasil. E-mail: cassiacarneiro1@gmail.com;  colodett@ufv.br
5Doutoranda em Engenharia Florestal. Universidade Federal de Viçosa, Av. PH Rolfs – Campus Universitário - 36570000 - Viçosa, MG, Brasil. E-mail: cf.juliana@yahoo.com.br

Recebido em 08/03/2016 - Aceito para publicação em 11/010/2006

Resumo

O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial de utilização de celulose nanocristalina (CNC’s) como agente de reforço ao adesivo ureia-formaldeído em juntas coladas de Eucalyptus sp. As CNC’s foram adicionadas ao adesivo ureia-formaldeído nas proporções de T0 (0%), T1 (2%), T2 (4%), T3 (6%) e T4 (8%). Para a colagem das juntas de madeira, utilizou-se gramatura de 200 g/m², um tempo de prensagem de 8 minutos, 10 kgf/cm² de pressão e temperatura de 150°C. A resistência ao cisalhamento foi determinada de acordo com a norma ASTM D 2339-98. As CNC’s utilizadas nesse estudo foram caracterizadas utilizando técnica de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e determinação de seu potencial zeta. As CNC’s apresentaram uma forma cilíndrica com cerca de 85 nm de comprimento e 10 nm de largura com um potencial zeta de -56,96 mV. A viscosidade dos adesivos aumentou significativamente a medida se adicionou os nanocristais de celulose. A adição de CNC’s não alterou o pH, gel time e do teor de sólidos dos adesivos, tendo valores médios de 7,3 ± 0,5; 165 segundos e 66% respectivamente. Verificou-se que a adição de CNC’s aumentou a resistência ao cisalhamento dos adesivos, nos ensaios à seco e à umido. Desse modo, as CNC’s se caracterizam como agentes eficazes de reforço, devido a criação de ligações de hidrogênio entre a interface madeira-adesivo e adesivo-CNC’s. E sua aplicação como aditivo é recomendada a fim de melhorar a resistência ao cisalhamento do adesivo ureia-formaldeído, assim como melhorar sua resistência à umidade.
Palavras-chave: nanocristais de celulose, adesão, resistência ao cisalhamento.

Abstract

The aim of this study was to evaluate the potential use of cellulose nanocrystals (CNC) as a reinforcing agent in urea-formaldehyde adhesive for bonded joints of Eucalyptus sp. The CNCs were added to the urea-formaldehyde adhesive in the proportions T0 (0%), T1 (2%), T2 (4%), T3 (6%) and T4 (8%). For bonding 200 g.m-2 amount of adhesive was used, 8 minutes for bonding time, 10 kgf.cm-² of pressure, and 150°C for adhesive curing temperature. CNC’s used in this study were characterized by using transmission electron microscopy techniques (TEM), and zeta potential was measured. The shear strength was determined according to ASTM D 2339-98 standard. The CNC had a cylindrical feature and were about 85 nm long and 10 nm wide with a zeta potential of -56.96 mV. The viscosity of the adhesives was significantly increased by the addition of cellulose nanocrystals. However the addition of CNCs did not change the pH, the gel time and the solid content of the adhesives, for which values of 7.3 ± 0.5; 165 seconds and 66% respectively were found. The addition of CNCs increased the shear strength of the adhesive, both in dry and wet tests. Thus, the CNC's are characterized as effective reinforcing agents, due to the creation of hydrogen bonds between the wood-adhesive and adhesive-CNC's interface. Its application as an additive is recommended in order to improve the shear strength of the urea formaldehyde adhesive, as well as its resistance to moisture.
Keywords: cellulose nanocrystals; adhesion; shear strength.





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