Propriedades de verniz a base de água após incorporação de celulose nanofibrilada

Orientadora: Profa. Dra. Graciela Inés Bolzon de Muñiz

Coorientadores: Prof. Dr. Pedro Henrique Gonzalez de Cademartori e Profa. Dra. Silvana Nisgoski

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 24/02/2022

Inclui referências

Área de concentração: Tecnologia e utilização de produtos florestais

Resumo: A madeira é caracterizada por sua natureza porosa e higroscópica, isso permite que esta interaja com a água presente no ambiente, para manter o equilíbrio com a umidade relativa. Por ser sensível às intempéries, a madeira é geralmente revestida com vernizes que preservam a estética natural da madeira. Como consequência de regulamentações sobre compostos orgânicos voláteis (COVs), revestimentos à base de solventes têm sido progressivamente substituídos por revestimentos à base d'água. A celulose nanofibrilada (CNF) pode ser utilizada como aditivo para melhorar as propriedades do revestimento. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da adição de celulose nanofibrilada em diferentes proporções em verniz a base d'àgua e investigar a influência da adição de nanocelulose ao verniz frente ao intemperismo artificial. Para tal, foram utilizadas amostras de madeira das espécies Dipteryx sp., Astronium lecointei e Enterolobium schomburgki. Misturas de revestimento com um teor de celulose de 0% (verniz padrão), 0,5% e 2% em peso de resina sólida foram preparadas adicionando a respectiva quantidade de suspensão CNF a um verniz à base de água. Inicialmente, foram realizadas as análises para a madeira com os revestimentos propostos, posteriormente, essas amostras foram submetidas ao ensaio de intemperismo artificial e procedeu-se novamente com as mesmas análises. A adição de CNF ao verniz não alterou a estética das madeiras utilizadas, inicialmente a molhabilidade e a adesão das amostras também se mantiveram semelhantes ao verniz padrão. Após o ensaio de intemperismo, as amostras da espécie Dipteryx sp. com o revestimento Verniz + 0,5% CNF apresentaram menor variação total da cor, o que mostra o potencial retardante de fotodegradação da CNF. A molhabilidade e a adesão superficial dos revestimentos contendo CNF após o ensaio de intemperismo artificial foram mais estáveis quando comparados ao verniz padrão. Estes resultados apontam o potencial de uso da CNF como aditivo em verniz para madeiras submetidas às intempéries climáticas, porém, ainda são necessários estudos mais aprofundados para avaliar outras propriedades que podem ser afetadas quando adicionada nanocelulose ao verniz.

Abstract: Wood is characterized by its porous and hygroscopic nature, which allows it to interact with the water present in the environment, to maintain its balance with relative humidity. Because it is sensitive to the weather, the wood is usually coated with varnishes that preserve the natural aesthetics of the wood. As a consequence of regulations on volatile organic compounds (VOCs), solvent-based coatings have been progressively replaced by water-based coatings. Nanofibrillated cellulose (NFC) can be used as an additive to improve coating properties. This work aimed to evaluate the influence of the addition of nanofibrillated cellulose in different proportions in waterbased varnish and to investigate the influence of the addition of nanocellulose to the varnish against artificial weathering. For this, wood samples of the species Dipteryx odorata, Astronium lecointei and Enterolobium schomburgki were used. Coating mixtures with a cellulose content of 0% (standard varnish), 0.5% and 2% by weight of solid resin were prepared by adding the respective amount of NFC-suspension to a waterborne varnish. Initially, the analyzes were carried out for the wood with the proposed coatings, later, these samples were submitted to the artificial weathering test and the same analyzes were carried out again. The addition of NFC to the varnish did not change the aesthetics of the woods used, initially the wettability and adhesion of the samples also remained similar to the standard varnish. After the weathering test, the samples of the species Dipteryx odorata with the Varnish + 0.5% NFC coating showed the lowest total color variation, the NFC acted, in this case, preventing the photodegradation of the wood. The wettability and surface adhesion of NFC-containing coatings after the artificial weathering test were more stable when compared to standard varnish. These results point to the potential use of NFC as a varnish additive for wood subjected to weather conditions, however, further studies are still needed to evaluate other properties that may be affected when nanocellulose is added to the varnish.