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As resinas de ureia-formaldeído resinas são as mais usadas no fabrico de derivados de madeira, como contraplacado, MDF e aglomerado de partículas, e as propriedades destes materiais dependem em larga medida da qualidade da resina. Aproximadamente 14 milhões de toneladas são produzidas anualmente no mundo e uma percentagem elevada é utilizada como adesivo para os painéis de derivados de madeira. As principais razões para a utilização alargada destas resinas para o fabrico dos derivados de madeira são a sua elevada reactividade, baixo custo e excelente adesão à madeira. As maiores desvantagens são a baixa resistência à humidade e a emissão de formaldeído durante a produção dos painéis e ao longo do seu tempo de vida. Embora os níveis de formaldeído livre destas resinas tenham vindo a diminuir ao longo das últimas décadas, a recente re-classificação do formaldeído pela IARC como "carcinogénico para os humanos" está a forçar os produtores de resinas a desenvolverem sistemas que conduzam a uma diminuição das emissões de formaldeído para níveis próximos do da madeira natural.
Embora na literatura tenham sido propostos diversos processos de síntese de resinas ureia-formaldeído, na indústria utiliza-se há muitos anos o processo alcalino-ácido. Contudo, este processo encontra-se esgotado no que diz respeito à diminuição da emissão de formaldeído. Até então, a diminuição do formaldeído livre nas resinas UF tem sido conseguida sobretudo à custa da diminuição da razão molar F/U da resina. Uma vez que o formaldeído livre é importante para a cura da resina, esta solução acarreta uma diminuição da reactividade e do grau de cura da resina com implicações na formação das ligações adesivas.
Assim, para o desenvolvimento de novas soluções para minimizar o problema do formaldeído será fundamental intervir ao nível da síntese da resina. Pretende-se assim explorar um novo processo de síntese de resinas ureia-formaldeído, processo com uma condensação inicial em meio ácid  |
Resumo
As resinas de ureia-formaldeído resinas são as mais usadas no fabrico de derivados de madeira, como contraplacado, MDF e aglomerado de partículas, e as propriedades destes materiais dependem em larga medida da qualidade da resina. Aproximadamente 14 milhões de toneladas são produzidas anualmente no mundo e uma percentagem elevada é utilizada como adesivo para os painéis de derivados de madeira. As principais razões para a utilização alargada destas resinas para o fabrico dos derivados de madeira são a sua elevada reactividade, baixo custo e excelente adesão à madeira. As maiores desvantagens são a baixa resistência à humidade e a emissão de formaldeído durante a produção dos painéis e ao longo do seu tempo de vida. Embora os níveis de formaldeído livre destas resinas tenham vindo a diminuir ao longo das últimas décadas, a recente re-classificação do formaldeído pela IARC como "carcinogénico para os humanos" está a forçar os produtores de resinas a desenvolverem sistemas que conduzam a uma diminuição das emissões de formaldeído para níveis próximos do da madeira natural.
Embora na literatura tenham sido propostos diversos processos de síntese de resinas ureia-formaldeído, na indústria utiliza-se há muitos anos o processo alcalino-ácido. Contudo, este processo encontra-se esgotado no que diz respeito à diminuição da emissão de formaldeído. Até então, a diminuição do formaldeído livre nas resinas UF tem sido conseguida sobretudo à custa da diminuição da razão molar F/U da resina. Uma vez que o formaldeído livre é importante para a cura da resina, esta solução acarreta uma diminuição da reactividade e do grau de cura da resina com implicações na formação das ligações adesivas.
Assim, para o desenvolvimento de novas soluções para minimizar o problema do formaldeído será fundamental intervir ao nível da síntese da resina. Pretende-se assim explorar um novo processo de síntese de resinas ureia-formaldeído, processo com uma condensação inicial em meio ácido. Este processo foi descrito e patenteado pela primeira vez por Williams e inclui 4 etapas, a condensação da ureia e do formaldeído em ambiente fortemente ácido, adição da ureia em meio alcalino, condensação ácida e finalmente a neutralização e adição da última ureia. Embora este processo tenha um elevado potencial para produzir resinas com baixa emissão de formaldeído, este processo não tem sido muito explorado a nível industrial, uma vez que acarreta algumas mudanças ao nível do controlo das reacções.
Após os progressos obtidos pela equipa deste projecto na caracterização das resinas UF e na optimização do processo alcalino-ácido pretende-se explorar um novo processo de síntese das resinas UF. No âmbito deste projecto será utilizado um reactor laboratorial que permite a monitorização e controlo de diversas variáveis do processo e será desenvolvido um método de caracterização em linha para acompanhamento da síntese da resina por FT-NIR com vista ao desenvolvimento de uma abordagem sistemática ao controlo do reactor e optimização do processo de síntese. A optimização da formulação da resina será conseguida por aplicação de métodos de caracterização desenvolvidos no grupo de investigação LEPAE e seguindo uma metodologia de planeamento de experiências (DOE).
O objectivo deste projecto é portanto o desenvolvimento de um processo inovador de síntese de resinas UF de baixa emissão de formaldeído, baseado em alguns aspectos chave:
-Avaliação do impacto dos 2 processos de síntese nas estruturas poliméricas formadas durante a síntese e na qualidade das resinas finais produzidas;
-Controlo rigoroso da evolução da reacção, através da monitorização on-line por FT-NIR;
-Identificação das características físico-químicas das resinas que estão associadas a uma elevada resistência interna e baixa emissão de formaldeído dos painéis de madeira produzidos;
-Optimização sistemática do processo de síntese. |