Incorporation of lignin nanostructures into cardanol-formaldehyde adhesive for the production of plywood panels
DOI:
https://doi.org/10.5902/1980509891503Keywords:
Sustainable adhesives, Nanotechnology, Cashew nut shell liquid (CNSL)Abstract
The use of non-renewable raw materials has raised environmental concerns, driving the search for sustainable alternatives. This study investigates the use of cardanol and lignin in the production of adhesives for plywood panels. Cardanol, rich in phenolic compounds, was used to synthesize cardanol-formaldehyde resins, while lignin was incorporated as a nanostructure to enhance adhesive properties. Pinus sp. panels were produced with different concentrations of nanostructures, and their physical, mechanical, and acoustic properties were evaluated. The results showed that panels with the addition of lignin nanostructure demonstrated better performance in terms of mechanical strength, such as a significant increase in shear strength at the glue line, MOE, and MOR, as well as improved acoustic insulation, although there were no significant differences in density, moisture, and water absorption. This indicates that cardanol, combined with lignin nanostructures, may represent a viable solution for producing eco-friendly adhesives, balancing technical performance and sustainability.
Downloads
References
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DA MADEIRA PROCESSADA MECANICAMENTE – ABIMCI (2002). Catálogo técnico de compensados de pinus. Curitiba: ABIMCI. 2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9484: Compensado: determinação do teor de umidade. Rio de Janeiro, 2011a.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9485: Compensado: determinação da massa específica aparente. Rio de Janeiro, 2011b.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9531: Chapas de compensado: classificação. Rio de Janeiro, 1986.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9533: Compensado: determinação da resistência à flexão estática. Rio de Janeiro: ABNT, 2012a.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12466-1: Madeira compensada: qualidade de colagem: parte 1: métodos de ensaio. Rio de Janeiro, 2012b.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9586: Compensado – Determinação da absorção de água. Rio de Janeiro: ABNT, 2011c.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10152: níveis de pressão sonora em ambientes internos a edificações. Rio de Janeiro, 2020.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12179: tratamento acústico em recintos fechados. Rio de Janeiro, 1992.
BAJPAI, G. D.; KUMAR, P.; SHUKLA, R. Cure characteristics of cardanol-formaldehyde novolac resins in the presence of metallic driers. Paint and Coatings Industry, v. 24 n. 9, p. 44-50, 2008.
CAILLOL, S. Cardanol: A promising building block for biobased polymers and additives. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, v. 14, p. 26-32, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2018.05.002
CAMPOS, C. I.; MORAIS, R. D. V.; NASCIMENTO, M. F. Caracterização físico-mecânica de painéis de madeira compensada produzidos com Pinus sp. e resina poliuretana bi componente. Revista Madeira: Arquitetura e Engenharia, São Carlos, SP, v. 10, n. 24, p. 37-50, jan./jun. 2009.
COSTA, A. A.; MASCARENHAS, A. R. P.; SANTOS, C. M. M. dos; FARIA, C. E. T.; DUARTE, P. J.; CRUZ, T. M. Caracterização tecnológica de painéis engenheirados produzidos com madeira de paricá. Research, Society and Development, v. 9, n. 8, p. e786986089, 2020. DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v9i8.6089
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. EUROPEAN STANDARD. EN 314-2: Bonding of Plywood – Quality – Part 2: Test Requirements. Bruxelas, 1993.
FARIA, D. L.; SCATOLINO, M. V.; OLIVEIRA, J. E.; GONÇALVES, F. G.; SORIANO, J.; PROTÁSIO, T. P.; GUIMARÃES JUNIOR, J. B. Cardanol-based adhesive with reduced formaldehyde emission to produce particleboards with waste from bean crops. Environmental Science and Pollution Research, v. 30, n. 16, p. 48270-48287, 2023. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-023-25764-5
FURTINI, A. C. C.; BRITO, F. M. S.; JUNIOR, M. G.; FURTINI, J. A. O.; PINTO, L. M. A.; PROTÁSIO, T. P.; MENDES, L. M.; GUIMARÃES JUNIOR, J. B. Substitution of urea–formaldehyde by renewable phenolic compound for environmentally appropriate production of particleboards. Environmental Science and Pollution Research, v. 29, n. 44, p. 66562-66577, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-022-20468-8
HUANG, C.; PENG, Z.; LI, J.; LI, X.; JIANG, X.; DONG, Y. Unlocking the role of lignin for preparing the lignin-based wood adhesive: A review. Industrial Crops and Products, v. 187, n. 115388, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115388
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 10534-2: acoustics-determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes: part 2: transfer-function method, 2010.
IWAKIRI, S.; SHIMOYAMA, V. R. S.; PEDROSA, A. L.; ANJOS, R. A. M. Efeito do crescimento radial de Pinus taeda (L.) nas propriedades do painel compensado. Floresta e Ambiente, 9, 90-96. 2002.
KREFTA, S. C.; CUNHA, A. B.; BRAND, M. A. Influência do revestimento nas propriedades de painéis compensados não-estruturais de uso exterior submetidos a câmara de intemperismo acelerado. Scientia Forestalis, 50, e3849, 2022. DOI: https://doi.org/10.18671/scifor.v50.29 DOI: https://doi.org/10.18671/scifor.v50.29
LIMA, N. N. Painéis laminados e particulados à base de madeiras tropicais da Amazônia. 2011. 208 p. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG, 2011.
LOPES, T. A.; LOPES, N. F.; PORTILHO, G. R.; ANDRADE, F. A.; SILVA, L. B. J.; CASTRO, R. V. O.; TONOLI G. H. D.; CARNEIRO, A. D. C. O. Nanopartículas de lignina e seus efeitos nas propriedades do adesivo ureia-formaldeído para colagem de madeira. In: Gonçalves, F.G. (Ed.). Engenharia Industrial Madeireira: Tecnologia, Pesquisa e Tendências, 1st ed., Editora Científica Digital, São Paulo, pp. 219–242, 2020 DOI: https://doi.org/10.37885/201102049
BORGES, P. H. M.; SANTOS, E. A.; PENNA, J. E.; ELIAS, M. P. S.; MORAIS, P. H. M. Estudo comparativo das propriedades físicas e mecânicas de painéis compensados e laminated veneer lumber (LVL). Nativa, v. 5, p. 588-593, 2017. DOI: https://doi.org/10.31413/nativa.v5i7.5044
MINHAS, A. H.; ULLAH, N.; RIAZ, A. A.; SIDDIQI, M. U. R.; ABUALNAJA, K. M.; ALTHUBEITI, K.; MUHAMMAD, R. Experimental investigation of vertical density profile of medium density fiberboard in hot press. Applied Sciences, v. 11, n. 22, 10769, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/app112210769
MODE, K. S.; COZER, V.; DOBNER JÚNIOR, M.; VIVIAN, M. A. Propriedades físico-mecânicas de painéis compensados com a madeira de Cupressus lusitanica Mill. Ciência Florestal, v. 33, p. e74002, 2023. DOI: https://doi.org/10.5902/1980509874002
RIDHO, M. R.; LUBIS, M. A. R.; NAWAWI, D. S.; FATRIASARI, W. Optimization of areca leaf sheath nanolignin synthesis by a mechanical method for in situ modification of ultra-low molar ratio urea-formaldehyde adhesives. International Journal of Biological Macromolecules, p.132614, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.132614
RODRIGUES, F. R.; CAZELLA, P. H. S.; SOUZA, M. V.; BISPO, R. A.; ASSIS, L. F.; GILIO, C. G.; CHRISTOFORO, A.L.; SILVA, S. A. M. Produção de painéis de partículas de madeira com inclusão de poliestireno. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 33, n. 2, e68402, p. 1-22, 2023. DOI: https://doi.org/10.5902/1980509868402
SARI, N. H.; WARDANA, I. N. G.; IRAWAN, Y. S.; SISWANTO, E. Physical and acoustical properties of corn husk fiber panels. Advances in Acoustics and Vibration, v. 1, n. 5971814, 2016. DOI: https://doi.org/10.1155/2016/5971814
VIEIRA, G. H. C.; DE MORAES, T. P. E.; SARAIVA, K. F.; MARCHESAN, R. Lignina como agente de reforço em painéis produzidos com Eucalyptus spp. e casca de Caryocar brasiliense (Pequi). DESAFIOS-Revista Interdisciplinar da Universidade Federal do Tocantins, v.11, n.3, 2024. DOI: https://doi.org/10.20873/2024_v3_18
YADAV, R. Development of low formaldehyde emitting particle board by nano particle reinforcement. Journal of Applied and Natural Science, v.13, n.4, p. 1187-1197, 2021. DOI: https://doi.org/10.31018/jans.v13i4.2959
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Ciência Florestal
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
A revista CIÊNCIA FLORESTAL reserva-se o direito de realizar, nos originais, alterações de ordens normativas, ortográficas e gramaticais, com vistas a manter o padrão escolar da língua, mas respeitando o estilo dos autores. As provas finais podem ou não ser enviadas aos autores.
