Desenvolvimento de biocompósitos com base das fibras de engaço de uva

Abstract

O sector vitivinícola em Portugal é uma actividade em franca expansão onde os produtos da vinificação de natureza lenhocelulósica surgem como matéria-prima para a obtenção de produtos de maior valor económico. O principal objectivo deste trabalho é a utilização do engaço de uva como uma fonte de novos materiais, desenvolvendo biocompósitos com base em fibras obtidas do engaço utilizando várias resinas sintéticas. A composição química do engaço de uva revelou-nos que o componente polimérico maioritário é a celulose (33,4%), seguindo-se os taninos (21,2%) e os extractáveis em água quente (17,4%). O teor da lenhina foi 15,5%, hemiceluloses insolúveis em água quente de 13,9%, proteínas de 11,7% e é de destacar o teor relativamente baixo de cinzas (3,0%). Foi realizada uma avaliação do potencial do engaço de uva para aglomerados de fibra obtidos pelo método de formação a seco para diferentes fins. Foram então preparados provetes de engaço e alguns de pinho para uma melhor comparação dos resultados. As resinas utilizadas para a preparação destes biocompósitos foram a resina ureia-formaldeído e fenol-formaldeído. Foram realizados testes mecânicos e físicos, nomeadamente a resistência à flexão, módulo de elasticidade, condutividade térmica e resistência à humidade. Os resultados revelaram-nos que à medida que aumentamos a densidade do provete, bem como a quantidade de resina ureia-formaldeído utilizada, a resistência à flexão e o módulo de elasticidade também aumentam. Os provetes de engaço quando comparados com provetes de pinho de densidade média (0,7g/cm3) apresentam melhores propriedades mecânicas como a resistência à flexão e elasticidade e também melhor resistência à humidade. Relativamente à utilização da resina FF nos provetes, a resistência à flexão e o módulo de elasticidade apresentam valores inferiores quando comparados com os provetes com resina UF. Este facto deve-se em grande parte a uma má distribuição da resina. Em relação à resistência à humidade, como era de esperar, os provetes com resina FF são os mais indicados para ambientes com alto teor de humidade. A resistência à humidade aumentou à medida que aumentamos a densidade e mantivemos a mesma quantidade de resina aplicada, excepto para o provete com a densidade mais alta (1 g/cm3). Para este provete a resistência à humidade foi mais baixa, isto porque apenas neste, aumentámos o tempo de prensagem, assim sendo, através deste resultado uma condição que melhora a qualidade dos biocompósitos será aumentar o tempo de prensagem. Os biocompósitos de engaço de uva são bons isolantes térmicos. O valor de condutividade térmica mantém-se constante à medida que a temperatura aumenta e o seu valor encontra-se dentro dos parâmetros estabelecidos para as madeiras na gama de temperaturas de 40-180°C. Os resultados obtidos neste trabalho permite-nos concluir que o engaço de uva pode ser utilizado na produção de biocompósitos dando lugar as materiais comparativos ou de maior qualidade que os produzidos a partir da madeira do pinheiro.

ABSTRACT: The wine industry in Portugal is a booming business in which the products of vinification of nature emerge as lignocellulosic raw material for obtaining products with higher economic value. The main objective of this work is the use of grape stalks as a source of new materials, developing biocomposites based fibers obtained from the stalk using various synthetic resins. The chemical composition of grape stalks showed us that the majority polymer component is cellulose (33,4%), followed by tannins (21,2%) and the hot water extract (17,4%). The lignin content was 15,5%, insolvent hemicelluloses in hot water was 13,9%, protein 11,7% and is to highlight the low ash content (3,0%). We performed a face evaluation of the potential of grape stalk fibreboard obtained by the method of training to dry for different purposes. Samples were then prepared from stalk and some pine for a better comparison of results. The resins used for the preparation of these biocomposites were resin urea-formaldehyde and phenol-formaldehyde. Tests were performed mechanical and physical, including flexural strength, elastic modulus, thermal conductivity and moisture resistance. The results showed us that as we increase the density of the sample and the amount of urea-formaldehyde resin used, the flexural strength and elastic modulus increase. Samples with fibrous pulp of stalk when compared with samples with fibrous pulp of pine of medium density (0,7g/cm3) show better mechanical properties as the flexural strength and elasticity and also better physical properties like the case of moisture resistance. On the use of resin in the FF samples, the flexural strength and elastic modulus are lower when compared with specimens with UF resin. This is due largely to a poor distribution of the resin. In relation to moisture resistance, as expected, the test pieces with resin FF are the most suitable for environments with high moisture content. The moisture resistance increased as the density increased and maintained the same amount of resin applied, except for the sample with the highest density (1 g/cm3). For this sample, the moisture resistance was lower due to the changes done in the pressing process the quality of biocomposites will increase the pressing time.The biocomposites of grape stalk possess good thermal insulating properties. The value of thermal conductivity remains constant as the temperature increases and its value is within the parameters set for the woods the temperature range of 40-180°C. The results of this work allow the conclusion that the stalk of grapes can be used in the production of biocomposites giving raise the materials comparative or higher quality than those produced from the pine wood.