Desenvolvimento de adesivo vinícolo monocomponente para colagem de madeiras e influência da concentração do cloreto de alumínio nas propriedades coloidais e de aplicação

Abstract

Os adesivos para colagem de juntas de madeiras não estruturais, são normalmente formulados com copolímeros de poli(acetato de vinila-co-N-metilol acrilamida) e aditivos. Dentre os aditivos, a introdução do cloreto de alumínio (AlCl3.6H2O) como agente de reticulação, tem a finalidade de melhorar a resistência à água e a temperatura do adesivo. Entretanto, o AlCl3.6H2O diminui a estabilidade coloidal do adesivo, resultando no aumento da viscosidade, redução da resistência de colagem e dificuldades de aplicação. Neste sentido, o foco deste trabalho é desenvolver adesivos de poli(acetato de vinila-co-N-metilol acrilamida) e poli(acetato de vinila-co-N-metilol metacrilamida) estáveis para colagem de madeiras para aplicações não estruturais, a fim de atender aos requisitos de durabilidade da Norma DIN-EN 204/205. Para isso, diferentes concentrações de AlCl3.6H2O e polímero catiônico foram avaliadas, a fim de entender o efeito da introdução do polímero catiônico e do AlCl3.6H2O nas propriedades coloidais e de aplicação dos adesivos. Os adesivos foram avaliados em relação ao teor de sólidos, propriedades coloidais, resistência a água, propriedades térmicas e resistência ao cisalhamento das juntas adesivas. Os resultados obtidos indicam que há diferenças significativas na viscosidade dos adesivos com diferentes concentrações (0, 0,5, 1 e 1,5% m/m) de polímero catiônico e AlCl3.6H2O (2, 3,0 e 5,0 % m/m). Os adesivos preparados com diferentes concentrações de polímero catiônico e AlCl3.6H2O. O polímero catiônico adicionado na formulação dos adesivos auxilia na estabilidade térmica, diminuindo a degradação e/ou oxidação do adesivo em meio ácido. A introdução do polímero catiônico resultou no decréscimo da dureza dos filmes entre 25,8 a 32,8%. Dentre as concentrações de polímero catiônico estudadas, as concentrações de 0,5 e 1,0% apresentaram os resultados mais promissores de estabilidade coloidal e resistência a água, independente da concentração de AlCl3.6H2O utilizada. Os adesivos avaliados não atenderam as exigências de durabilidade da classe D3 (DIN:EN 204) para exposição da junta adesiva em ambientes internos e externos com umidade.

Adhesives for bonding non-structural wood joints are normally formulated with poly(vinyl acetate-co-N-methylol acrylamide) copolymers and some additives. Among the additives, the introduction of aluminum chloride (AlCl3.6H2O) as a crosslinking agent is intended to improve the water and temperature resistance of the adhesive joint. However, the use of AlCl3.6H2O decreases the colloidal stability, resulting in an increase of viscosity, decrease of the bond strength and application difficulties. In this sense, the purpose of this work was to develop stable poly(vinyl acetate-co-N-methylol acrylamide) and poly(vinyl acetate-co-N-methylol methacrylamide) adhesives for bonding wood, in order to meet the requirements durability standards of DIN-EN 204/205 for non-structural applications. For this, different concentrations of AlCl3.6H2O and cationic polymer were evaluated in order to understand the effect of introducing cationic polymer and AlCl3.6H2O on the colloidal properties and application of adhesives. The adhesives were evaluated for solids content, aspect, colloidal properties, water resistance, thermal properties and shear strength of the adhesive joints. The results showed that there are significant differences in the viscosity of adhesives formulated with different concentrations (0, 0.5, 1 and 1,5% m/m) of cationic polymer and aluminum chloride (2.0, 3, 0 and 5.0% m/m). The adhesives prepared with different concentrations of cationic polymer and AlCl3.6H2O showed good colloidal stability. The cationic polymer added in the formulation of the adhesives helps in the thermal stability, decreasing degradation and oxidation of the adhesive in an acid medium via hydrolysis reactions. The introduction of the cationic polymer resulted in a decrease in the hardness of the films between 25.8 to 32.8%. Among the concentrations of cationic polymer studied, the concentrations of 0.5 and 1.0% w/w showed the most promising results of colloidal stability and water resistance, regardless of the aluminum chloride concentration used. The adhesives available did not meet the safety requirements of class D3 (DIN: EN 204) for exposure of the adhesive joint in indoor and outdoor wet environments.