Resistência à umidade e emissão de formaldeído em painéis de partículas de média densidade fabricados com diferentes resinas melamina ureia formaldeído

The search for wood base panels more durable and sustainable over time give impulse to medium density panel producers to develop special products much more efficient in relation to humidity behavior. Cost impact is higher due to the utilization of special adhesive class, like melamine urea formaldeh...

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Autor principal: Keinert, Andre Christian
Formato: Dissertação
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25734
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spelling riut-1-257342021-08-14T06:06:48Z Resistência à umidade e emissão de formaldeído em painéis de partículas de média densidade fabricados com diferentes resinas melamina ureia formaldeído Moisture resistance and formaldehyde emission from particleboard manufactured under different Melamine urea tormaldehyde resin types Keinert, Andre Christian Belini, Ugo Leandro https://orcid.org/0000-0002-5025-8582 http://lattes.cnpq.br/6795756779742520 Fiorelli, Juliano http://lattes.cnpq.br/6179016690639117 Trianoski, Rosilani http://orcid.org/0000-0002-3761-6728 http://lattes.cnpq.br/6928282185575521 Belini, Ugo Leandro https://orcid.org/0000-0002-5025-8582 http://lattes.cnpq.br/6795756779742520 Gomas e resinas Formaldeído Resistência de materiais - Testes Processos de fabricação Madeira - Produtos Calorimetria - Testes Gums and resins Formaldehyde Strength of materials - Testing Manufacturing processes Wood products Calorimetry - Testing CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Engenharia Mecânica The search for wood base panels more durable and sustainable over time give impulse to medium density panel producers to develop special products much more efficient in relation to humidity behavior. Cost impact is higher due to the utilization of special adhesive class, like melamine urea formaldehyde (MUF) increase in raw material use and productivity reduction. This research focused on investigating influence of variables like final molar ratio and percentage of melamine on melamine urea formaldehyde (MUF) formulations used for laboratory fabrication of particleboard and analyzing panel properties behavior like internal bond formaldehyde emission and resistance to humidity cycles. The melamine urea formaldehyde (MUF) utilized in this study were processed in laboratory with molar ratios 1.05 1.22 1.30 and melamine percentages of 5% and 15%. Adhesives formulation (MUF) were evaluated for reactivity by DSC, molecular weights through gel permeation cromatography and spectroscopic tests (FTIR). These tests showed typical behavior of amino resins and on reactivity tests were observed that higher molar ratios gives higher reactivity and increase on melamine percentage will need longer press times. Twenty particleboards panels were produced utilizing Pinewood using 10% MUF, paraffin emulsion and ammonium sulfate as hardener. Samples of these panels were submitted to classical tests, accelerated aging test (V313) and formaldehyde emission (perforator). Panels with higher molar ratios and higher melamine percentages gave higher internal bond values, lower swelling and more resistance on humidity cycling (V313). For formaldehyde emission panels met E1 and E2 specifications however for higher molar ratios higher formaldehyde emissions values obtained and were not influenced by melamine percentages. A busca por painéis de madeira mais sustentáveis e duráveis impulsiona alguns fabricantes de painéis de partículas de média densidade a desenvolverem produtos especiais, com maior resistência à umidade. Contudo, o impacto nos custos é bastante significativo, principalmente devido à utilização de resinas especiais base melamina ureia formaldeído (MUF), aumento nas dosagens de insumos e redução da produtividade. O presente estudo teve como objetivo verificar a influência de variáveis da resina melamina ureia formaldeído, como razão molar final e teor de melamina, nas propriedades físico mecânicas, resistência à umidade e emissão de formaldeído dos painéis. Foram fabricadas em laboratório resinas base melamina ureia formaldeído variando a razão molar em 1,05; 1,22 e 1,30 e teores de melamina de 5% e 15%. As resinas foram avaliadas quanto a reatividade via calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaios físico-químicos, distribuição de pesos moleculares através de cromatografia de permeação em gel e ensaio espectroscópico (FTIR). As análises físico-químicas, FTIR e cromatográfica demonstram características típicas de resinas amínicas e nos testes de reatividade observa-se que o aumento da razão molar proporciona maior reatividade, e o aumento da melamina necessita processos de cura mais longos. Visando comparar o desempenho das resinas, foram produzidos 20 painéis MDP em laboratório, utilizando partículas coletadas em processo industrial, de Pinus spp, encoladas com 10% de resina sobre peso das partículas secas, além da aplicação de emulsão de parafina e sulfato de amônia como catalisador. Os colchões foram formados com 3 camadas e prensados com fator de prensagem em 13,9 s/mm e 200 °C para consolidação dos painéis. Os corpos de prova foram submetidos aos ensaios clássicos, resistência à umidade (V313) e emissão de formaldeído (“perforator”) conforme NBR 14810-2:2018. Os painéis apresentaram aumento da resistência à tração perpendicular, menores inchamentos em água e maior resistência a umidade com a utilização de resinas com maior razão molar e teor de melamina. As emissões de formaldeído dividiram as resinas em grupos E1 e E2 e aumentaram com o incremento da razão molar e não foram influenciadas diretamente pelos teores de melamina. 2021-08-13T19:22:14Z 2021-08-13T19:22:14Z 2021-07-07 masterThesis KEINERT, Andre Christian. Resistência à umidade e emissão de formaldeído em painéis de partículas de média densidade fabricados com diferentes resinas melamina ureia formaldeído. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25734 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais UTFPR
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Keinert, Andre Christian
Resistência à umidade e emissão de formaldeído em painéis de partículas de média densidade fabricados com diferentes resinas melamina ureia formaldeído
description The search for wood base panels more durable and sustainable over time give impulse to medium density panel producers to develop special products much more efficient in relation to humidity behavior. Cost impact is higher due to the utilization of special adhesive class, like melamine urea formaldehyde (MUF) increase in raw material use and productivity reduction. This research focused on investigating influence of variables like final molar ratio and percentage of melamine on melamine urea formaldehyde (MUF) formulations used for laboratory fabrication of particleboard and analyzing panel properties behavior like internal bond formaldehyde emission and resistance to humidity cycles. The melamine urea formaldehyde (MUF) utilized in this study were processed in laboratory with molar ratios 1.05 1.22 1.30 and melamine percentages of 5% and 15%. Adhesives formulation (MUF) were evaluated for reactivity by DSC, molecular weights through gel permeation cromatography and spectroscopic tests (FTIR). These tests showed typical behavior of amino resins and on reactivity tests were observed that higher molar ratios gives higher reactivity and increase on melamine percentage will need longer press times. Twenty particleboards panels were produced utilizing Pinewood using 10% MUF, paraffin emulsion and ammonium sulfate as hardener. Samples of these panels were submitted to classical tests, accelerated aging test (V313) and formaldehyde emission (perforator). Panels with higher molar ratios and higher melamine percentages gave higher internal bond values, lower swelling and more resistance on humidity cycling (V313). For formaldehyde emission panels met E1 and E2 specifications however for higher molar ratios higher formaldehyde emissions values obtained and were not influenced by melamine percentages.
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