Desenvolvimento de PVC Reforçado com Resíduos de Pinus para Substituir Madeira Convencional em Diversas Aplicações
Development of PVC/wood composites for the replacement of conventional wood products
John, Vanderley M.; Rodolfo Junior, Antonio
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282006000100005
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.16, n1, p.1-11, 2006
Resumo
Este trabalho avalia a viabilidade técnica da obtenção de compósitos lignocelulósicos de PVC, utilizando-se resíduo de Pinus elliottii e Pinus taeda como carga reforçativa. Foi desenvolvido um processo simples e economicamente viável de tratamento de resíduos industriais desta madeira, processo este baseado na secagem e revestimento das partículas com lubrificantes funcionais e agentes de acoplamento utilizados como aditivos na indústria do PVC, bem como no uso de equipamentos tradicionais da indústria de processamento deste termoplástico. Foram avaliados os efeitos da incorporação da farinha de madeira em concentrações variáveis e do tipo de agente de tratamento superficial utilizado na processabilidade do composto de PVC, bem como em propriedades finais do compósito. Os resultados mostram que o desenvolvimento deste tipo de material compósito é uma alternativa viável para a substituição da madeira convencional em diversas aplicações.
Palavras-chave
PVC, poli(cloreto de vinila), farinha de madeira, reforço lignocelulósico, compósito PVC/madeira
Abstract
This work evaluates the technical viability of lignocellulosic vinyl composites, using residues of Pinus elliottii and Pinus taeda as the reinforcement fiber. A simple and economically viable process for the treatment of these industrial residues was developed. The process includes sieving, drying and treating the wood particles. Treatment is made with functional lubricants and coupling agents used as additives in the PVC industry. Extrusion was performed using traditional equipment available in the Brazilian PVC processing industry. The effect on the processability of the variable concentrations of the residues incorporated and the type of agent used for the treatment had been evaluated, as well as in the final properties of the composite. The results show that the development of this kind of composite material is a viable alternative for the substitution of conventional wood in diverse applications.
Keywords
PVC, poly(vinyl chloride), wood flour, PVC/wood composite
References
1. Jiang, H.; Kamdem, P. - J. Vinyl Addit. Techn., 10, p.59 (2004).
2. Patterson, J. - J. Vinyl Addit. Techn., 7, p.138 (2001).
3. Jiang, H. et al. - J. Vinyl Addit. Techn., 9, p.138 (2003).
4. Deligio, T. - Mod. Plastics Int., 34 (8), p.26 (2004).
5. Helsen, L.; Van den Bulck, E. - Env. Pollution, 134, p.301 (2005).
6. Leaversuch, R. D. - Mod. Plastics Int., 73, p.52 (1996).
7. Rodolfo Jr., A. - “Estudo da processabilidade e das propriedades de PVC reforçado com resíduos de Pinus”, Dissertação de Mestrado, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Brasil (2005).
8. CMAI - “2003 world vinyl analysis”, Houston, Chemical Market Associates, Inc. (2003).
9. Mattoso, L. H. C.; Ferreira, F. C.; Curvelo, A. A. S. - “Sisal fiber: morphology and applications in polymer composites”, in: Lignocellulosic-plastics composites, p.241, Leão, A. L.; Carvalho, F. X.; Frollini, E. (ed), São Paulo, USP, Botucatu, UNESP (1997).
10. Martin, A. R. et al. - “Plasma modification of sisal on high density polyethylene composites: effect on mechanical properties”, in: Proceedings from the Third International Symposium on Natural Polymers and Composites - ISNaPol/2000, p.431, Mattoso, L. H. C.; Leão, A. L.; Frollini, E. (ed), São Carlos, Embrapa Instrumentação Agropecuária (2000).
11. Friollini, E. ; Leão, A. L. ; Mattoso, L. H. C. - “Natural polymers and agrofiber based composites”, São Carlos, USP-IQSC/Embrapa Instrumentação Agropecuária, Botucatu, UNESP (2000).
12. Martins, G. S. et al. - Polímeros, 14, p.326 (2004).
13. Cruz, C. V. M. S. - “Emprego do delineamento de experimentos para o desenvolvimento de compósitos de polipropileno/fibra de sisal”, Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos, Brasil (2002).
14. Sato, A. G.; Hage Jr. E.; Rodolfo Jr., A. - “Desenvolvimento de compostos de PVC rígido com pó de madeira”, in: Feira e Congresso Plastshow 2002, São Paulo (2002).
15. Sato, A. G.; Hage Jr. E.; Rodolfo Jr., A. - “Desenvolvimento de compostos de PVC rígido com pó de madeira: efeito do tratamento da carga quanto a desempenho mecânico e processabilidade” in: Congresso em Ciência de Materiais do Mercosul - SULMAT, Joinville (2002).
16. Sato, A. G. - “Desenvolvimento de compostos de PVC rígido com pó de madeira”, Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos, Brasil (2005).
17. Desiderá, C. - “Avaliação de compósitos de poliestireno de alto impacto reciclado e resíduos de madeiras de reflorestamento (Eucaliptus e Pinus)” Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos, Brasil (2003).
18. Joseph, K. et al. - Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 3, p.367 (1999).
19. Joseph, K.; Mattoso, L. H. C. - “Sisal fibre reinforced polymer composite: status and future”, in: Proceedings from the Third International Symposium on Natural Polymers and Composites - ISNaPol/2000, p.333, Mattoso, L. H. C.; Leão, A. L.; Frollini, E. (ed), São Carlos, Embrapa Instrumentação Agropecuária (2000).
20. Suarez, J. C. M.; Coutinho, F. M. B.; Sydenstricker, T. H. - Polímeros, 15, p.139 (2005).
21. Bonelli, C. M. C. et al. - Polímeros, 15, p.256 (2005).
22. Vianna, W. L.; Correa, C. A.; Razzino, C. A. - Polímeros, 14, p.339 (2004).
23. Pesquisa Fapesp, 108, p.65 (2005).
24. Téchne, 13, p.10 (2005).
25. Sanadi, A. R.; Caulfield, D. F.; Rowell, R. M. - The Fibril Angle, Spring 1998, p.8 (1998)
26. Simpson, W.; Tenwolde, A. - “Physical properties and moisture relations of wood”, in: Wood handbook, cap.3, Forest Products Laboratory (ed.), Forest Products Laboratory, Madison (1999).
27. Simpson, W. - “Drying and control of moisture content and dimensional changes”, in: Wood handbook, cap.12, Forest Products Laboratory (ed.), Forest Products Laboratory, Madison (1999).
28. Matuana, L.; Mengeloglu, F. - J. Vinyl Addit. Techn., 8, p.264 (2002).
29. Sombatsompop, N; Chaochanchaikul, K. - Pol. Int., 53, p.1210 (2004).
30. Rider Jr., R. F.; Newton, O. A. - “Material handling for wood-plastic composites”, in: Wood-plastic composites 2002, Viena (2002).
31. Sehnal, E. - “Fiberex® - Wood composite extruders”, in: Wood-plastic composites 2002, Viena (2002).
32. Smutka, F. - “Woodextrusion - advanced technologies”, in: Wood-plastic composites 2002, Viena (2002).
33. Fulmer, M. - “The effects of various processing additives on the processing and physical properties of woodfilled PVC”, in: Wood-plastic conference 2000, Baltimore (2000).
34. Agnelli, J. A. M. - “Curso aperfeiçoamento em tecnologia de polímeros. Módulo 1. Introdução a materiais polimérico”, São Carlos, Núcleo de Reologia e Processamento de Polímeros (2000).
35. Callister Jr., W. D. - “Ciência e engenharia de materiais. Uma introdução”, 5.ed., LTC, Rio de Janeiro (2002).
36. Nielsen, L. E. - “Mechanical properties of polymers and composites”, Nova York, Marcel Dekker (1974).
37. Ferrigno, T. H. - “Principles of filler selection and use”, in: Handbook of fillers for plastics, p. 8, Katz, H. S.; Milewski, J. V. (ed.), Nova York, Van Nostrand Reinhold (1987).
38. Chawla, K. K. - “Composite materials: science and engineering”, 2. ed., Nova York, Springer-Verlag (1998).
39. Goodman, D. - “PVC markets, today and in 2020”, in: ANTEC 1998, Atlanta (1998).
40. Pardos, F. - “Plastics in the world to 2020”, in: ANTEC 1999, Nova York (1999).
41. Goldsberry, C. - Mod. Plastics Int., 34, p.26 (2004).
42. Chetanachan, W. et al. - J. Vinyl Addit. Techn., 7, p.134 (2001).
43. Koenig, S. R.; Williams, R. K. - “Thermoplastic bio-fiber composite: ideation through product commercialization”, in: ANTEC 2002, São Francisco (2002).
44. Patterson, J. - J. Vinyl Addit. Techn., 7, p.138 (2001).
45. Pritchard, G. - Plast. Addit. Compound., 6, p.18 (2004).
46. Markarian, J. - Plast. Addit. Compound., 5, p.24 (2003).
47. Wilcox, W. W.; Botsai, E. E.; Kubler, H. - “Wood as a building material: a guide for designers and builders”, Nova York, John Wiley & Sons (1991).
48. Jackson, S. M. - “Advanced processing technology for manufacturing wood-polymer composites”, Werner & Pfleiderer Corporation, Nova Jersey (2000).
49. Cincinnati Extrusion. - “Wood plastic composite extruder”, Cincinnati Extrusion, Viena (2004).
50. Rodolfo Jr., A.; Nunes, L. R.; Ormanji, W. - “Tecnologia do PVC”, ProEditores Associados, São Paulo (2002).
51. Rodolfo Jr., A.; John, V. M. - “Obtenção de compósitos de PVC e resíduo de Pinus: avaliação da viabilidade da substituição da madeira em perfis de acabamento na construção civil”, in: I Conferência Latino-Americana de Construção Sustentável e X Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, São Paulo (2004).
52. Rodolfo Jr., A.; John, V. M. - “Obtenção de compósitos de PVC e resíduo de Pinus: avaliação da viabilidade da substituição da madeira em perfis de acabamento na construção civil”, in: Conferência Brasileira de Materiais e Tecnologias Não-Convencionais: Habitações e Infra-Estrutura de Interesse Social. Brasil NOCMAT, Pirassununga (2004).
53. American Society for Testing and Materials - “Standard practice for fusion of poly (vinyl chloride) (PVC) compounds using a torque rheometer; ASTM D2538”, West Conshohocken (2002).
54. American Society for Testing and Materials - “Standard test methods for determining the Charpy impact resistance of notched specimens of plastics; ASTM D6110”, West Conshohocken (2004).
55. American Society for Testing and Materials - “Standard test methods for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials; ASTM D790”, West Conshohocken (2003).
56. American Society for Testing and Materials - “Standard practice for conditioning plastics for testing and electrical insulating materials for testing; ASTM D618”, West Conshohocken (2000).
57. Rauwendaal, C. - “Understanding extrusion”, Hanser/ Gardner, Cincinnati (1998).
58. Faulkner, P. G. - J. Mol. Sci. - Phis. B., 11, p.251 (1975).
59. Rabinowitch, E. B.; Summers, J. - J. Vinyl Techn., 2, p.165 (1980).
60. Summers, J. - J. Vinyl Addit. Techn., 3, p.130 (1997).
61. Green, D. W.; Winandy, J. E.; Kretschmann, D. E. - “Mechanical properties of wood”, in: Wood handbook, cap.4, Forest Products Laboratory (ed.), Forest Products Laboratory, Madison (1999).
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email