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Dissertacao Pedro Henrique Gonzalez de Cademartori.pdf: 2886719 bytes, checksum: 352a362f9db748d742e87be22ddaa1b0 (MD5)
Previous issue date: 2012-12-17 / This study aimed to evaluate physicomechanical and chemical behaviour of Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Eucalyptus cloeziana thermally modified wood. To achieve this,
six trees of each species were randomly selected and samples measuring 1.6 x 1.6 x 25cm were prepared. The samples were thermally modified through exposure to nine treatments in an oven and in an autoclave steriliser. The process conditions in the oven were: temperatures between 180 and 240ºC and time of exposure of 4h, whereas for the treatments in autoclave a constant temperature (127°C) and pressure (1.5kgf/cm²) were used for 1h. The evaluation of the physical properties was done through the performance of weight loss, equilibrium moisture content, stability dimensional and
specific gravity tests. Colour changes and wettability were measured by colorimetric and contact angle techniques, respectively. Regarding mechanical properties, thermally modified wood was evaluated through the performance of static bending tests and non-destructive ultrasonic tests. Chemical modifications were qualitatively measured through infrared spectroscopy (ATR-IR). The main results showed that
thermal treatments significantly influenced weight loss, equilibrium moisture content and dimensional stability. On the other hand, specific gravity did not show a great behaviour in order to explain the influence of thermal treatments on wood. A gradual darkening in both radial and tangential sections was observed, mainly due to a high reduction of L* after treatment 2 (180°C), since a* and b* showed distinct behaviour.
Generally, stiffness remained constant when related to the control treatment, whereas mechanical strength decreased significantly, mainly after the treatments 6, 7, 8 and 9.
The use of the non-destructive ultrasound technique obtained coefficients of determination between 0.66 and 0.80 for the relationship MOE x Ed. The wettability of thermally modified wood presented the best results in the treatments 2, 3, 4 and 5 for all the species, with the contact angle increasing and remaining with high stability as a function of time of exposure. Infrared spectroscopy showed modifications in different
peaks, mainly related to the hemicelluloses and crystallinity of the structure, representing thermal degradation of the material as a function of temperature of treatment. Therefore, the thermal treatments reduced hygroscopicity and modified the
colour of the wood. The mechanical strength was reduced significantly and the ultrasound was efficient in order to estimate the modulus of elasticity. Wettability decreased significantly as a function of the thermal treatments and infrared spectroscopy (ATR-IR) demonstrated to be an excellent tool for the qualitative analysis of chemical modifications due to thermal treatments. / O presente estudo objetivou avaliar o comportamento físico, mecânico e químico das madeiras de Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Eucalyptus cloeziana submetidas a
diferentes tratamentos de termorretificação. Para tal, selecionaram-se ao acaso seis árvores de cada espécie para a confecção de corpos de prova com dimensões de 1,6
x 1,6 x 25cm. Submeteram-se os corpos de prova a nove tratamentos de termorretificação a partir da utilização de uma estufa e uma autoclave de esterilização. As condições de processo para os tratamentos em estufa foram temperatura entre 180 e 240°C e tempo de exposição de 4h, enquanto que a temperatura dos tratamentos em autoclave permaneceu constante em 127°C e pressão de 1,5 kgf/cm² durante 1h. A avaliação das propriedades físicas foi realizada por meio de ensaios de perda de massa, teor de umidade de equilíbrio, estabilidade dimensional e massa específica. Verificaram-se as alterações na coloração e molhabilidade por meio das
técnicas de colorimetria e ângulo de contato, respectivamente. Mecanicamente, o material foi avaliado por meio de ensaios de flexão estática e ultrassom. As modificações químicas foram avaliadas qualitativamente por espectroscopia no infravermelho (ATR-IR). Os principais resultados mostraram significativa influência da termorretificação na perda de massa, teor de umidade de equilíbrio e estabilidade dimensional. Por outro lado, a massa específica não apresentou comportamento capaz de explicar a influência da termorretificação. Observou-se escurecimento
gradual na madeira das três espécies em ambas as seções, em que se ressalta uma forte redução do L* após o tratamento 2 (180°C), diferentemente do a* e b* que apresentaram comportamento distinto. Verificou-se que, enquanto a rigidez da madeira termorretificada manteve-se inalterada quando relacionada ao tratamento de referência, a resistência do material foi significativamente reduzida, principalmente
após os tratamentos 6, 7, 8 e 9. Já a utilização da técnica não destrutiva de ultrassom permitiu a obtenção de coeficientes de determinação entre 0,66 e 0,80 para a relação MOE x Ed. A molhabilidade da madeira termorretificada apresentou os melhores resultados para os tratamentos 2, 3, 4 e 5 na madeira das três espécies, em que o ângulo de contato elevou-se e manteve-se com maior estabilidade ao longo do tempo. A técnica de ATR-IR identificou modificações nos picos relacionados, principalmente as hemiceluloses e também à cristalinidade da estrutura, incitando a degradação
térmica do material conforme o aumento da temperatura. Dessa maneira, concluiu-se que os tratamentos empregados foram suficientes para reduzir a higroscopicidade,
bem como modificar os tons de cor para cada temperatura utilizada. A resistência mecânica foi significativamente reduzida e, ao mesmo tempo, o ultrassom mostrou-se
eficiente quanto à predição do módulo de elasticidade. A molhabilidade da madeira reduziu significativamente conforme o emprego dos tratamentos. A ATR-IR mostrou-se como uma excelente ferramenta de análise qualitativa das modificações químicas ocorridas durante a termorretificação.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpel.edu.br:123456789/1303 |
| Date | 17 December 2012 |
| Creators | Cademartori, Pedro Henrique Gonzalez de, Cademartori, Pedro Henrique Gonzalez de |
| Contributors | CPF:51220059072, Gatto, Darci Alberto, Gatto, Darci Alberto |
| Publisher | Universidade Federal de Pelotas, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFPel, BR, Centro de Desenvolvimento Tecnológico |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPEL, instname:Universidade Federal de Pelotas, instacron:UFPEL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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