Utilizaçao de fraçoes de alcatrao vegetal na síntese de resinas fenólicas para substituiçao parcial de fenol e formaldeído

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a fabricação de resinas fenólicas do tipo resol, substituindo-se parcialmente o fenol e o formaldeído por óleos do alcatrão vegetal, para serem utilizadas na colagem de compensados com características de resistência à fervura. Os óleos foram extraídos por destilação fracionada do alcatrão vegetal, em três faixas de temperaturas: óleo 1, de 105 °C a 180 °C; óleo 2, de 180 °C a 240 °C; óleo 3, acima de 240 °C. Foram fabricadas resinas com substituição de 25 % e 50 % do fenol pelos óleos sem purificação repetindo-se depois para os óleos purificados e ainda uma resina denominada de testemunha, sem nenhuma substituição de fenol para servir de comparação com as demais resinas. A purificação dos óleos foi feita mediante a remoção dos ácidos orgânicos com solução de bicarbonato de sódio a 5%. Houve redução da massa inicial após o processo de purificação, sobrando apenas 28% do óleo 1, enquanto que para o óleo 2 e o óleo 3 sobraram 71% e 85% respectivamente. As propriedades de adesão da resina fabricada com o óleo 1 purificado melhorou significativamente, os resultados de cisalhamento aumentaram em mais de 90% em comparação à resina feita com o mesmo óleo não purificado. As resinas fabricadas com o óleo 2 e óleo 3, não purificado e purificado, apresentaram médias de resistência ao cisalhamento das linhas de colagem sem diferenças significativas e foram ainda superiores ao da resina testemunha. Algumas propriedades foram determinadas por meio de análises de pH, sólidos, viscosidade, caracterização por espectrometría no infravermelho, e determinação das massas moleculares por cromatografía de permeação em gel. A substituição de fenol em 50% tanto pelo óleo não tratado, como o tratado, resultou em adesivos com baixa resistência de colagem. Avaliou-se a influência do aumento do tempo de prensagem na qualidade de colagem e, não se observou diferenças significativas nessa variável, revelando que os adesivos feitos com os óleos de alcatrão apresentaram boas propriedades de polimerízação. Os resultados mostraram que é possível substituir 25% de fenol e 8% de formaldeído por óleo de alcatrão vegetal das três frações de destilação e com boa qualidade de adesão conforme norma DIN 68.705/AW100.

Abstract: This research had the purpose the manufacture of phenol formaldehyde resol resin replacing partially phenol and formaldehyde with wood tar oil for gluing plywood with boiling water resistant feature. The oils were extracted from wood tar by distillation fractionated of three temperature range: oil 1, range of 105 °C to 180 °C; oil 2, range of 180 °C to 240 °C; oil 3, above 240 °C. The resins were manufactured replacing 25% and 50% of the phenol and 8% of the formaldehyde with wood tar oil without purification and repeated the same to the purified oils. Another resin was made with no replacement to be compared to the other resins. The oils were purified utilizing a 5% by weight solution of sodium bicarbonate to extract the organic acids. There were reductions of the start mass after the purification process, only 28% of the oil 1 remained while the oil 2 and the oil 3 remained 71% and 85% respectively. The adhesion's properties of the resin made with oil 1 purified had a significantly improvement. The shear strength results increase more than 90% in comparison to the resin made with the same oil not purified. The resins made with oil 2 and oil 3, purified and not purified, didn't have significantly differences in the shear strength results, but they were better than the resin made with no replacement. Some properties were determined like; pH, solids content, viscosity, infrared characterization and molecular mass by gel permeation chromatography. The phenol replacement of 50% by wood tar oil resulted in a poor adhesion, not only for the purified oil but also for the no purified oil. The influence of increasing the pressing time to improve the properties of adhesion was evaluated and didn't show significant differences, demonstrating that all resins had good properties of polymerization. The results show that is possible to replace 25% of the phenol and 8% of the formaldehyde by wood tar oil from the three distillation fractions with good quality of adhesion according to norm DIN 68705/AW100.