A tecnologia de compósitos de madeira com polímero é uma prática antiga e com atuais avanços expressivos em mercado e tecnologia. Mundialmente já são produzidos industrialmente em diversas partes do mundo, no Brasil ainda demanda confiança no mercado. A cadeia produtiva de madeira e móveis gera significativa quantidade de resíduos que, embora muitas vezes seja aproveitada para alguns fins específicos, pode se constituir em problema de gestão ambiental, considerando também a alta inflamabilidade desse rejeito.

Correa ( 2003) aponta que estudos mercadológicos realizados nos EUA e na Europa sobre o uso de fibras celulósicas ou farinha de madeira como carga e reforço em termoplásticos revelam que a substituição da madeira convencional por compósitos termoplásticos apresenta-se como alternativa viável ao reaproveitamento de resíduos, com inúmeras vantagens:

1. Maior resistência à umidade e deterioração ambiental;

2. Resistência a pragas e insetos;

3. Podem ser extrusados em perfis com formatos diversificados;

4. Apresentam melhor estabilidade dimensio nal;

5. Resistência ao empenamento e trincas;

6. Possuem menor custo de manutenção de rotina;

7. Maior durabilidade em ambientes agressivos como marinas e piscinas;

8. São totalmente recicláveis e imitam em aspecto a madeira;

9. Dispensam o uso de proteção superficial como tintas e vernizes.

O desperdício dos resíduos dentro das serrarias, não só representa um problema econômico, como também um grave problema ambiental. Estes podem se transformar em matéria-prima com diversas possibilidades de uso, através de técnicas simples e de baixo custo, reduzindo o volume de resíduos situados nas serrarias e, portanto aumentando sua receita ( OLANDOSKI, 2001).

Em razão da variedade de espécies de madeira e dos diferentes processos a que são submetidas, as fibras de madeira podem se apresentar com diferentes características físicas e químicas. Tais características podem influenciar as propriedades dos compósitos polímero/madeira produzidos ( HILLIG et al., 2008).

É comum mencionar que são destinados para a geração de energia térmica nas indústrias do setor de base florestal e também em outros setores industriais, contudo amplos esforços devem ser feitos para abranger os múltiplos usos dos resíduos ( SILVA, 2001 apud FONSECA, 2005)

Os processos de mistura e conformação dos compósitos poliméricos reforçados com fibras celulósicas podem ser os mais diversos, mas existe uma tendência, tanto na indústria quanto no desenvolvimento de trabalhos científicos, de se utilizar a extrusão dos materiais em extrusora de dupla-rosca, seguida da injeção da mistura para obtenção do produto final ( SAHEB e JOG, 1999 apud HILLIG et al., 2008).

A Figura 4 mostra os resultados de torque máximo apresentados pela extrusora durante o processamento dos compósitos. Misturas formadas pelo PEAD virgem e pelo resíduo de pó de madeira (pontos em preto). Misturas formadas pelo resíduo de madeira plástica e pelo resíduo de pó de madeira (pontos em vermelho), nos percentuais de pó de madeira de 0, 10, 20, 30 e 40% em massa.

Figura 4
Resultados do torque dos compósitos extrusados
Elaborado pelos autores (2015).

Em todos os casos, observa-se que o torque aumentou com o aumento da carga nos sistemas, para todos os percentuais utilizados. Este fato já é esperado, uma vez que o torque está relacionado ao aumento de viscosidade e de dureza, quando se adiciona uma carga de reforço. Ainda, este aumento foi mais significativo para os compósitos com 10% e 40% em massa de pó de madeira, quando utilizado o resíduo de madeira plástica.

Utilizando a normativa a ASTM D 2240, a Figura 5 apresenta os resultados de dureza dos compósitos formados pelo PEAD virgem e pelo resíduo de pó de madeira (pontos em preto). Misturas formadas pelo resíduo de madeira plástica e pelo resíduo de pó de madeira (pontos em vermelho), nos percentuais de pó de madeira de 0, 10, 20, 30 e 40% em massa.

Figura 5
Resultados de dureza dos compósitos extrusados
Elaborado pelos autores (2015).

Observa-se um aumentou significativo de dureza em todas as proporções, sendo mais pronunciado para os compósitos formados com resíduos de madeira plástica com pó de madeira. Estes resultados sugerem que o pó de madeira esteja atuando como carga de reforço.

A Figura 6 apresenta os resultados das densidades dos compósitos formados pelo PEAD virgem e pelo resíduo de pó de madeira (pontos em preto) de acordo com a norma ASTM D792-2008. Misturas formadas pelo resíduo de madeira plástica e pelo resíduo de pó de madeira (pontos em vermelho), nos percentuais de pó de madeira de 0, 10, 20, 30 e 40% em massa.

Figura 6
Resultados dos testes de densidade dos compósitos extrusados
Elaborado pelos autores (2015).

Observa-se, em todos os compósitos formados, o aumento significativo da densidade, sendo mais pronunciado para os compósitos formados com resíduo de madeira plástica e de pó de madeira no percentual de 30% em massa de pó de madeira. Em 40% em massa, para o compósito com resíduo de madeira plástica, observa-se uma redução no valor de densidade, possivelmente devido a uma dificuldade de inserção na carga pelo aumento expressivo e visível da viscosidade do sistema, neste percentual de carga utilizado. Porém, este aumento expressivo na densidade para todos os compósitos sugerem que o resíduo de pó de madeira esteja atuando como carga de preenchimento.

A Figura 7 apresenta os resultados do índice de fluidez (MFI) dos compósitos formados pelo PEAD virgem e pelo resíduo de pó de madeira (pontos em preto), testes utilizando a ASTM D1238. Misturas formadas pelo resíduo de madeira plástica e pelo resíduo de pó de madeira (pontos em vermelho), nos percentuais de pó de madeira de 0, 10, 20, 30 e 40% em massa.

Figura 7
Resultados do Índice de Fluidez dos compósitos extrusados
Elaborado pelos autores (2015).

Pode-se observar que a variação entre o PEAD virgem e RMP gerou comportamentos distintos quanto ao índice de fluidez. Para os compósitos formados pelo PEAD virgem e pó de madeira, observa-se que o aumento no teor de pó de madeira promoveu uma drástica redução na fluidez, possivelmente devido à presença da carga estar influenciando significativamente a viscosidade do material, promovendo um aumento expressivo nesta, o que possivelmente ocasionou a redução na fluidez dos sistemas. Entretanto, este fato não é observado para os compósitos 100% reciclados. A fluidez praticamente não foi alterada pela presença da carga. Isto pode ter ocorrido devido a presença dos aditivos (pigmentos, auxiliares de processamento) presentes na madeira plástica, um resíduo pós-industrial.

As micrografias das superfícies de fratura dos compósitos formados pelo PEAD virgem e pelo resíduo de pó de madeira ( Figura 8), nos percentuais de pó de madeira de 0, 10, 20, 30 e 40% em massa (Figuras 8A, 8B, 8C e 8D, respectivamente).

Figura 8
Compósitos de PEAD virgem com resíduo de pó de madeira nos percentuais: (A) 10%; (B)20%; (C)30% e (D)40% em massa.
Elaborado pelos autores (2015).

As imagens mostram que, em todos os casos, houve boa homogeneidade das misturas, sendo mais pronunciada nos compósitos com 30% e 40% em massa de resíduo de pó de madeira (figuras 13C e 13D, respectivamente).

A figura 9 mostra as micrografias de MEV das superfícies de fratura dos compósitos formados pelo resíduo de madeira plástica e pelo resíduo de pó de madeira nos percentuais de pó de madeira de 0, 10, 20, 30 e 40% em massa (Figuras 9A, 9B, 9C e 9D, respectivamente).

Figura 9
Compósitos de resíduo de madeira plástica com resíduo de pó de madeira nos percentuais: (A) 10%; (B)20%; (C)30% e (D)40% em massa
Elaborado pelos autores (2015).

As imagens mostram que, em todos os casos, houve boa homogeneidade das misturas, não mostrando fase dispersa e matriz, separadamente, também sendo mais pronunciada nos compósitos com 30% e 40% em massa de resíduo de pó de madeira (figuras 8C e 8D, respectivamente).