Madeira

4 de maio de 2015

por Sociedade Fraunhofer

A madeira é um material popular em design de interiores, mas sua absorção de água limita seu uso em banheiros, onde a madeira natural facilmente desbota ou mofa. Cientistas e parceiros da Fraunhofer desenvolveram um material compósito de polímero de madeira para móveis que é resistente à umidade e tem baixa inflamabilidade.

Compósitos de polímero de madeira (WPCs) que economizam recursos são a última tendência em materiais para móveis de jardim e outras aplicações externas, especialmente para decks de terraços e também para painéis de vedação e painéis de vedação. Como parte do projeto LIMOWOOD patrocinado pela UE, pesquisadores do Fraunhofer Institute for Wood Research, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI em Braunschweig estão agora colaborando com parceiros industriais na Bélgica, Espanha, França e Alemanha no desenvolvimento de materiais adequados para prensagem em placas WPC resistentes à umidade para fabricação de móveis internos.

Essas placas são compostas por cerca de 60% de partículas de madeira e 40% de material termoplástico, geralmente polipropileno ou polietileno. Ambos os componentes de madeira e plástico podem ser provenientes de fluxos de reciclagem. O componente de madeira nas placas WPC pode ser substituído por outros produtos lignocelulósicos derivados da parte fibrosa de plantas como cânhamo ou algodão, ou da casca de grãos de arroz e sementes de girassol. Todos esses materiais são 100% recicláveis. Além disso, as placas WPC prensadas produzidas pelos pesquisadores do WKI são isentas de formaldeído. "A questão controversa das emissões de formaldeído devido ao aglutinante usado em produtos convencionais de madeira prensada não é um problema neste caso", diz o cientista pesquisador da WKI, Dr. Arne Schirp.

Ao escolher aditivos apropriados, os pesquisadores foram capazes de melhorar as propriedades retardadoras de fogo de suas placas WPC. Inicialmente, eles desenvolveram sua fórmula em escala de laboratório, usando retardadores de fogo livres de halogênio disponíveis comercialmente que foram adicionados à mistura de madeira e polímero durante a fase de fusão. A primeira etapa envolveu a determinação do índice limite de oxigênio do item em teste: esse parâmetro define o comportamento de plásticos ou compostos de plástico com enchimento de madeira quando expostos a chamas. Representa a concentração mínima de oxigênio na qual o material continuará a queimar após pegar fogo. Quanto maior este valor, menor a inflamabilidade do material. Schirp e seus colegas obtiveram os melhores resultados com uma combinação de retardadores de fogo, como fósforo vermelho e grafite expandido. O índice limite de oxigênio das placas de WPC tratadas dessa maneira chega a 38%, desde que as partículas de madeira que elas continham também fossem à prova de chamas. Em comparação, o índice limite de oxigênio de uma placa de partículas de madeira padrão é de 27 por cento, e o de uma placa de WPC não tratada é de 19 por cento. Mesmo em um teste de fonte de chama única, no qual um bico de Bunsen é colocado contra a amostra de teste, as placas de WPC tratadas demonstraram uma alta resistência ao fogo. Mesmo após 300 segundos de exposição, as placas não pegaram fogo. Por outro lado, as amostras de referência – de uma placa padrão de partículas de madeira e uma placa WPC não tratada – pegaram fogo e continuaram a queimar.

Outra característica particular do novo material WPC é que ele absorve muito pouca água e, portanto, é altamente adequado para uso em banheiros e cozinhas. Mesmo depois de imerso em água fervente por cinco horas, o material sai intacto, enquanto o painel de aglomerado de madeira convencional foi completamente destruído por este teste. O único fator limitante nas aplicações do WPC é sua incapacidade de suportar altas cargas estáticas. Mas, mesmo aqui, foi possível aumentar sua resistência à flexão a um nível que excede em muito o do painel de partículas convencional, utilizando uma mistura criteriosa de materiais componentes.

Os compósitos de polímeros de madeira podem ser produzidos de várias maneiras. Os processos mais utilizados são a moldagem por injeção e a extrusão, em que os diversos componentes – fibras de madeira, materiais termoplásticos e aditivos – são fundidos sob alta pressão em alta temperatura e formados em um molde contínuo. A equipe de Arne Schirp colocou seu foco na tecnologia de prensagem, porque é a melhor maneira de produzir placas para uso na construção de móveis. "As placas resultantes têm o mesmo apelo visual que os produtos totalmente de madeira e podem ser coladas ou aparafusadas para produzir móveis atraentes. Elas são adequadas para todos os elementos decorativos e não estruturais." Mas há muitas outras aplicações para compósitos de polímeros de madeira, incluindo revestimento externo de edifícios, construção de estandes de feiras e acessórios internos para casas e navios. Por meio de seu trabalho de desenvolvimento, os parceiros do projeto LIMOWOOD visam preencher a lacuna entre as extremidades superior e inferior do mercado de móveis, que varia entre materiais caros e não necessariamente ecologicamente corretos e produtos baratos feitos de partículas ou painéis de fibras, que atualmente são produzidos principalmente usando aglutinantes à base de formaldeído. Os pesquisadores do WKI apresentarão protótipos de suas placas WPC resistentes a chamas na feira Interzum em Colônia, de 5 a 8 de maio (Boulevard, B077).