Introduction to PVC/Wood Composites: Applications, Advantages, and Challenges

2. Introdução Por que compósitos PVC / madeira Aplicações atuais e potenciais Principais desafios da tecnologia Experiência Braskem

3. Mas o que são “compósitos poliméricos”? Compósitos são materiais conjugados formados por pelo menos duas fases ou dois componentes, sendo geralmente uma fase polimérica denominada matriz polimérica e uma outra fase de reforço, normalmente na forma de fibras (AGNELLI, 2000) Diferente de composto  mistura homogênea de resina + aditivos Introdução

5. Mercado estimado em > 1 MM t/ano 85% do mercado é América do Norte Mercado deve crescer 10% ao ano até 2010 Cresce 60% ao ano em aplicações ligadas à construção civil 20% é compósito PVC/madeira Brasil não possui dados sobre demanda Introdução

6. Diferentes classes de materiais

7. “Madeira plástica” Foco em reciclagem Resíduo de plástico pós consumo (PE/PP) + resíduos de madeira grosseiros Limitado a produtos de elevada seção transversal pela própria dificuldade de processamento Diferentes classes de materiais Compósito lignocelulósico • Foco em tecnologia e bom acabamento superficial, possibilidade de formas complexas e seções delgadas • Utilização de pós de madeira industrializados (tamanho de partícula controlado) • Utilização de polímeros virgens • PVC é opção

8. Principais vantagens do uso de fibras lignocelulósicas como reforço em matrizes poliméricas: Baixa densidade Baixa abrasividade Possibilidade de incorporação em elevados teores Manutenção da reciclabilidade Biodegradabilidade Ampla variedade de fibras disponíveis ao redor do mundo Baixo consumo de energia Baixo custo Vantagens

9. Principais vantagens do uso do PVC em compósitos lignocelulósicos em substituição a outros termoplásticos: Melhor comportamento na extrusão Não necessita de agentes de acoplamento Economia Menores custos de formulação Maior produtividade Bom desempenho mecânico Melhor resistência ao intemperismo Melhor resistência ao fogo Vantagens do PVC como matriz

10. Experiência BraskemEfeito da fibra nas propriedades do compósito

11. Vantagens do PVC como matriz

12. Vantagens do PVC como matriz

13. Potenciais atributos de compósitos lignocelulósicos de PVC: Facilidade de processamento (em equipamentos disponíveis no parque industrial brasileiro) Resistência à umidade e insetos Resistência ao intemperismo Baixa absorção de umidade Possibilidade de soldagem tal qual esquadrias Possibilidade de sofrer processos típicos da madeira (colagem, montagem, fixação por pregos, etc.) Possibilidade de ser formulado com agentes expansores (redução da densidade com manutenção de boas propriedades mecânicas) Vantagens do PVC como matriz

14. Principalmente em substituição a produtos de madeira: Na construção civil Decks Corrimão e guarda corpo Forros e revestimentos de parede Perfis de acabamento como rodapés e batentes de portas Na indústria moveleira Chapas Perfis Aplicações atuais e potenciais

15. Aplicações atuais e potenciaisDeck e corrimão/guarda corpo

16. Aplicações atuais e potenciaisDeck e corrimão/guarda corpo

17. Aplicações atuais e potenciaisDeck e corrimão/guarda corpo

18. Aplicações atuais e potenciais

19. Aplicações atuais e potenciais

20. E o acabamento destes perfis? Acabamentos possíveis

21. Acabamentos possíveis

22. Acabamentos possíveis

23. Acabamentos possíveis

24. Acabamentos possíveis

25. Acabamentos possíveis

26. Acabamentos possíveis

27. Temperatura de processamento devido à degradação da fibra lignocelulósica Temperatura ≤ 200oC para longos períodos Limita tecnologia a termoplásticos de baixa temperatura de processamento (PVC, PE, PP, PS principalmente) Principais desafios da tecnologia

28. Seleção do tipo de fibra lignocelulósica Diferentes tipos de madeira  diferentes propriedades finais do compósito Tamanho médio e distribuição de tamanho de partículas Tamanhos médios entre 100 e 500 mm são recomendados para a maioria das aplicações No Brasil Pinus é a fibra mais disponível Principais desafios da tecnologia

29. Experiência BraskemFibras lignocelulósicas avaliadas

30. Experiência BraskemEfeito da fibra nas propriedades do composto

31. Experiência BraskemEfeito da fibra nas propriedades do compósito

32. Experiência BraskemEfeito da fibra nas propriedades do compósito

33. Experiência BraskemEfeito da fibra nas propriedades do compósito

34. Absorção de umidade pelas fibras lignocelulósicas Pó de madeira industrializado tem teor de umidade > 7% Necessidade de pré-secagem para trazer umidade a teores < 2% Pré-tratamento do pó de madeira: Secagem em misturador intensivo Tratamento das fibras com lubrificantes funcionais adequados Principais desafios da tecnologia

35. Qual o teor máximo possível de se incorporar no PVC sem perda significativa de propriedades? Depende do tamanho médio de partícula Se é desejado melhor acabamento  partículas mais finas (D50 < 200 mm)  máximo 40% Se acabamento é menos crítico  partículas mais grosseiras (D50 < 500 mm)  máximo 60% Principais desafios da tecnologia

36. Experiência BraskemEfeito da fibra nas propriedades do compósito

37. Experiência BraskemFuturo

38. Pesquisas em andamento: Avaliação de outras madeiras e fibras lignocelulósicas (ex. sisal, coco) Otimização de condições de processamento e formulação para compósitos expandidos Avaliação de durabilidade frente ao intemperismo e biodeterioração Experiência BraskemFuturo

39. Tecnologia é promissora PVC/madeira deve ser tratado como tecnologia e não como alquimia Seleção da madeira adequada Formulação adequada  aditivos Processamento adequado Potencial de mercado é imenso  substituição de produtos de madeira Madeira legal e de qualidade é recurso natural escasso e limitado Madeira de reflorestamento nem sempre possui as propriedades desejadas para todas as aplicações Conclusões