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Tipo do documento: Tese
Título: Análise fisico-química e molhabilidade da superfície de madeiras amazônicas
Título(s) alternativo(s): Physical-chemical analysis and wettability of the surface of Amazonian woods
Autor(es): Pereira, Keiti Roseani Mendes
Orientador(a): Garcia, Rosilei Aparecida
Primeiro coorientador: Nascimento, Alexandre Miguel do
Primeiro membro da banca: Garcia, Rosilei Aparecida
Segundo membro da banca: Lobão, Moisés Silveira
Terceiro membro da banca: Vidaurre, Graziela Baptista
Quarto membro da banca: Lelis, Roberto Carlos Costa
Quinto membro da banca: Brito, Edvá Oliveira
Palavras-chave: anatomia da madeira;ângulo de contato;espectroscopia no infravermelho;inativação da superfície;rugosidade superficial;usinagem da madeira;wood anatomy;contact angle;infrared spectroscopy;surface inactivation;surface roughness;wood machining
Área(s) do CNPq: Recursos Florestais e Engenharia Florestal
Idioma: por
Data do documento: 20-Fev-2017
Editor: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Florestas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais e Florestais
Citação: Pereira, Keiti Roseani Mendes. Análise fisico-química e molhabilidade da superfície de madeiras amazônicas. 2017. 103 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais e Florestais) - Instituto de Florestas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica-RJ .
Resumo: As características físicas (morfologia celular, rugosidade superficial, densidade) e químicas (principalmente os extrativos) determinam a molhabilidade da superfície da madeira, a qual está diretamente relacionada aos processos de adesão e revestimento. A rugosidade superficial por sua vez depende das condições de usinagem, da estrutura celular da madeira e da interação entre ambas. O objetivo geral deste estudo foi avaliar as características físico-químicas e a molhabilidade da superfície de madeiras amazônicas oriundas do Estado do Acre. Os objetivos específicos foram: (i) avaliar a qualidade da superfície das madeiras através de métodos visuais e microscópicos; (ii) avaliar o efeito das condições de preparo da superfície (aplainamento e lixamento) e da estrutura anatômica na rugosidade superficial em que foram abordadas, principalmente, a textura e as dimensões dos vasos; (iii) avaliar o efeito das características físicas (rugosidade, textura e densidade aparente) na molhabilidade superficial; e (iv) avaliar o efeito do envelhecimento na inativação da superfície e sua correlação com o teor e a natureza dos extrativos. Oito espécies de madeira foram estudadas: abiurana (Pouteria guianensis), garapeira (Apuleia molaris), jequitibá (Cariniana sp.), cedro (Cedrela odorata), angelim (Parkia pendula), angelim pedra (Hymenolobium excelsum), cerejeira (Amburana acreana) e cumaru (Dipteryx odorata). As madeiras foram classificadas de acordo com a textura (fina, média e grossa) e a densidade aparente determinada segundo a norma ASTM D 2395-93. A avaliação visual foi feita segundo a norma ASTM D 1666-2011. As análises microscópicas foram realizadas através de imagens digitais pelo software Image-Pro® Plus e da microscopia eletrônica de varredura com o auxílio do equipamento HITACHI TM300. Os parâmetros de amplitude (Ra, Rz, Rt, Rp e Rv) foram determinados pelo rugosímetro de agulha TR 200 segundo a norma NBR ISO 4287:2002. O ângulo de contato foi determinado através do Drop Shape Analyser DSA 100. A inativação da superfície foi avaliada após o envelhecimento em condições controladas após 7, 14 e 21 dias. Análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR) foram realizadas pelo espectrômetro VARIAN 640-IR FT-IR em modo de transmitância. O lixamento diminuiu a rugosidade superficial das madeiras, exceto para o parâmetro Rv das madeiras de angelim pedra e cumaru. A textura da madeira afetou a rugosidade e a molhabilidade da superfície. A avaliação visual apresentou uma correlação significativa com o parâmetro Ra. O tipo de preparo (aplainamento x lixamento) afetou o ângulo de contato. Os parâmetros de rugosidade apresentaram correlações significativas e negativas com o ângulo de contato na superfície lixada em que as superfícies mais rugosas apresentaram menor ângulo, provavelmente devido à maior penetração do líquido por capilaridade. A densidade aparente da madeira afetou a molhabilidade, entretanto, ela não explica os diferentes comportamentos de molhabilidade entre as espécies dentro de uma mesma classe de textura. As análises FT-IR dos extratos das madeiras mostraram a presença de álcoois, éteres, ésteres, ácidos carboxílicos, alcanos, alcenos, aminas e amidas, aldeídos, cetonas, anel aromático, compostos alifáticos fluorados e nitrogenados; e que as madeiras de angelim e cumaru apresentaram menos compostos com caráter hidrofóbico que causaram uma menor inativação química da superfície
Abstract: Fhysical (cell morphology, surface roughness, density) and chemical (mainly extractives) characteristics determine the wettability of the wood surface, which is directly related to the adhesion and coating process. Surface roughness depends on the machining conditions, cellular structure and interaction between both. The principal objective of this study was to evaluate the physico-chemical characteristics and surface wettability of Amazonian woods from Acre Staty. The specific objectives were: (i) to evluate the wood surface quality through visual and microscopic methods; (ii) to evaluate the effect of surface preparation conditions (planning and sanding) and the anatomical features on the surface roughness, by a texture and vessels measurements approach; (iii) to evaluate the effect of physical characteristics (surface roughness, texture and apparent density) on the surface wettability; and (iv) to evaluate the effect of aging on the surface inactivation and the its interaction with the nature and content of the extractives. Eight woods were studied: abiurana (Pouteria guianensis), garapeira (Apuleia molaris), jequitibá (Cariniana sp.), cedro (Cedrela odorata), angelim (Parkia pendula), angelim pedra (Hymenolobium excelsum), cerejeira (Amburana acreana) and cumaru (Dipteryx odorata). Woods were classified according to the texture (fine, medium and coarse) and the apparent density determined according to ASTM D 2395-93 standard. The visual evaluation was made according to the ASTM D 1666-2011 standard. Microscopic analyzes were performed through digital images by the Image-Pro® Plus software and by scanning electron microscopy using HITACHI TM300 apparatus. Amplitude parameters (Ra, Rz, Rt, Rp and Rv) were determined by the needle type roughmeter model TR 200 according to NBR ISO 4287:2002 standard. Contact angle was determined by the Drop Shape Analyser DSA 100. Surface inactivation was evaluated after 7, 14 and 21 days of aging in controlled conditions. Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy analysis were performed using the VARIAN 640-IR FT-IR spectrometer in transmittance mode. Sanding reduced the surface roughness of woods, except for the Rv parameter of angelim pedra and cumaru woods. Wood texture affected the roughness and wettability. The visual evaluation had a significantly correlationship with Ra parameter. The type of surface preparation (planning x sanding) affected the contact angle. Roughness parameters had significant and negative correlations with the contact angle on the sanded surface in which roughened surfaces had lower angle, probably due to the greater penetration of the liquid by capillarity. Wood apparent density has an impact on the surface wettability, however, it did not explain the different wettability behavior among species within the same texture class. FT-IR analysis of wood extracts showed the presence of alcohols, ethers, esters, carboxylic acids, alkanes, alkenes, amines and amides, aldehydes, ketones, aromatic ring, fluorinated aliphatic and nitrogen compounds; and that the angelim and cumaru species had less hydrophobic compounds inducing a lower chemical inactivation of the wood surface
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9360
Aparece nas coleções:Doutorado em Ciências Ambientais e Florestais

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