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CICLO DE CONFERÊNCIAS POLÍMEROS NA INDÚSTRIA

Q C CDEQ - FCTUC

ÃÃPRODUÇÃO INDUSTRIAL DE POLIURETANOS

COLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DE CORTIÇA

PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE POLIURETANOS

COLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DE CORTIÇACOLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DE CORTIÇACOLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DE CORTIÇA

João C. Moura Bordado21.03.2009

IST / IBB / ICTPOL

PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE POLIURETANOSPRODUÇÃO INDUSTRIAL DE POLIURETANOS

PARTE IPARTE I

MATÉRIAS PRIMAS

PROCESSOS DE PRODUÇÃO

CAMPOS DE APLICAÇÃO

PARTE IIPARTE II

COLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DE

CORTIÇA

Ciclo de Conferências Polímeros na Indústria João C. Moura Bordado


AS MATÉRIASAS MATÉRIAS--PRIMASPRIMAS

P lié P liói• Poliéter – Polióis

• Poliéster – Polióis

• Poli – Isocianatos mais utilizadosTDI

MDI



ORIGEM DAS MATÉRIASORIGEM DAS MATÉRIAS--PRIMASPRIMAS

BTXCRUDE BENZENO MNB ANILINA

GALP (AA) CUF

MDIANILINA QPP AGLOMERADOS DE CORTIÇA

Dow Chemical FABRIRESRESIBRAS

AA+RESIBRAS

CPBFLEXPUR

(<100)

+25 Empresas

PIETEC, CORKSUPPLY, ORVALHO, RELVAS…

POLIÓISTDI


( 100) ,


OS POLIÓISOS POLIÓIS

POLIÉTERPOLIÉTER -- POLIÓISPOLIÓISPOLIÉTER POLIÉTER POLIÓISPOLIÓIS

Diol ou Triol + nO

PPG Diol ou PPG TriolDiol ou Triol n

PO

PPG Diol ou PPG Triol

ESTRUTURA DE ENDENO

O

EO

Poliol ReactivoPPG Diol ou PPG Triol +

REACTOR SEMI-CONTÍNUO T < 80ºC , N2 Agitação > 9



OS POLIÉSTER OS POLIÉSTER -- POLIÓISPOLIÓIS

MATÉRIAS - PRIMAS

• Dióis EG PG NPG• Dióis EG, PG, NPG …

• Diácidos Ac. Adípico, Anidrido Ftálico …

• Triol ou Diol (Inicial)

REACTOR SEMI-CONTÍNUO 220ºC , N2 , Agitação > 7 , Pressão Reduzida

PESO MOLECULAR Análise de grupos terminais • V ácido < 1

• V OH de acordo com PM



TIPOS DE POLIURETANOSTIPOS DE POLIURETANOSVAZAMENTO

RÍGIDAPANÉIS SANDWICH

“SPRAY”

SLABSTOCK R20 - 40

ESPUMAS ESTRUTURAL

INJECÇÃO

RIMESPUMAS

> 80%

ESTRUTURALISSR

OCF

25 - 150

FLEXÍVELSLABSTOCK

MOLDADA25 - 50

MICROCELULARINJECÇÃO (RIM)

VAZAMENTO

RRIM

600 - 950



TIPOS DE POLIURETANOSTIPOS DE POLIURETANOS

ELASTÓMEROSTPE

VAZAMENTO

“SPRAY”

NÃO CELULAR< 20%

SPRAY

NAPAS

TINTAS (Soluções)< 20%REVESTIMENTOS

TINTAS (Soluções)

VERNIZES (1ª Instalação)

COLAS

LIGANTES

NOUTRAS FORMAS FIBRAS

MICROCÁPSULASMICROCÁPSULAS

GEL


A INDÚSTRIA DE CORTIÇAA INDÚSTRIA DE CORTIÇA

ÚNICA INDÚSTRIA EM QUE PORTUGAL É LÍDER MUNDIAL

ÉÉA MATÉRIAA MATÉRIA--PRIMAPRIMA

• A Bolota

• A Árvore Jovem(Transplante)





• A Árvore Adulta

• A Primeira “Tiragem”(Cortiça Virgem)





• A Segunda “Tiragem” Cortiça “Secundeira”

• As “Tiragens Seguintes”Cortiça “Amadia”





• As Pranchas no Campo

• A Operação de “Rabanear”





• Extracção dos Cilindros deCortiça Virgem

• As Rabanadas após perfuração

( > 40% Peso Total)


A INDÚSTRIA DA CORTIÇAA INDÚSTRIA DA CORTIÇA

A EVOLUÇÃO DA INDÚSTRIA DA CORTIÇA EM PORTUGALA EVOLUÇÃO DA INDÚSTRIA DA CORTIÇA EM PORTUGAL

1800 19501800 – 1950

Percurso das Rabanadas

Perfuradas e AparasSta Maria de Lamas Perfuradas e AparasS . Maria de Lamas

1950 – 1980

Valorização das Origensç g

1980 – 2009

Expansão da Rolha Técnica

Cortiçadas do Sado

LAVRE



A MATÉRIAA MATÉRIA--PRIMAPRIMA

RABANADAS

+RESÍDUOS DE CORTE

MOAGEM GRANULADO RESÍDUOS DE CORTE+

APARAS

PRIMÁRIO

CLASSIFICAÇÕES:

ÉLOTES DE 1) DENSIMÉTRICA

2) GRANULOMÉTRICA

LOTES DE

GRANULADO

(Por Granulometria)




CICLO PRODUTIVO DA MATÉRIACICLO PRODUTIVO DA MATÉRIA--PRIMAPRIMACICLO PRODUTIVO DA MATÉRIACICLO PRODUTIVO DA MATÉRIA PRIMAPRIMA

Transplante 1ª Tiragem “Secundeira” 1ª Amadia 2ª Amadia 3ª Amadia

Qualidade Constante

30 a 40 anos 9 anos 9 anos 9 anos 9 anos …Constante

~ 50 anos

~ 70 anos


COLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DE CORTIÇA COLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DE CORTIÇA

LIGANTES DE POLIURETANO PARA AGLOMERAÇÃO DE CORTIÇA LIGANTES DE POLIURETANO PARA AGLOMERAÇÃO DE CORTIÇA

NO PASSADONO PASSADO

• Resinas Fenólicas 120ºC (> 12h)

Aglomerados Rígidos de Alta Densidade “Parquet”

• Resinas Cardólicas

Aglomerados com Alguma Flexibilidade

• Resinas Ureia FormaldeídoResinas Ureia Formaldeído

Processo Contínuo para Cortiças Decorativas




ACTUALMENTEACTUALMENTE

• Poliuretanos

- Quasi-Prepolímeros de Isocianoato Terminal

- Dispersões de Poliuretano (“Cola de Discos”)




• OS PRIMEIROS QUASI-PREPOLÍMEROS PARA CORTIÇA :

EKANAT~ 1980

- EKANAT

- QUIMIPOL SIT

- BIOCOL

SOLUÇÃO DE PREPOLÍMERO REACTIVO EM ISOCIANATO MONOMÉRICO

NCO

1.000 < MW < 8.000


OCN NCO


ADESÃO QUÍMICA ADESÃO QUÍMICA GRUPOS FUNCIONAIS NA CORTIÇA

N=C=O

HO H NC

HO H NCHUMIDADE NA CORTIÇA

4% < % H2O < 10%

• Processo de Extrusão 5 a 7%

• Processo de Moldação Individual Mais Tolerante

FILME POLIMÉRICO INTERGRANULAR DE POLIUREIA

COM MÚLTIPLAS LIGAÇÕES COVALENTES À SUPERFÍCIE DA CORTIÇA



QUASIQUASI--PREPOLÍMEROS PARA CORTIÇA DE BASE T.D.I. PREPOLÍMEROS PARA CORTIÇA DE BASE T.D.I.

CH3

OCN NCO

CH3

NCO

NCO

( 2,6 – TDI ) ( 2,4 – TDI )( 2,6 TDI ) ( 2,4 TDI )

Reactividades ≠s

PRODUÇÃOÇ

Quasi-PrepolímeroPoliéter - Triol + TDI N2 ~ 90 ºC

% NCO < 0,1%



REACÇÃO COM ÁGUAREACÇÃO COM ÁGUA

N C O N CO

O

H H

O H

H H H

HN C

O

Ácido Carbâmico

O H(Instável)




NH

+ CO2

H

DESCARBOXILAÇÃO ESPONTÂNEADESCARBOXILAÇÃO ESPONTÂNEA

HN C

O

Ácido Carbâmico

O H(Instável)




O Grupo Amina formado actua como: CATALIZADOR + RETICULANTE

HH

R1 N

H

R N C O

R1 N

CO

NH

UREIA DI-SUBSTITUÍDA

(2 Hidrogénios móveis em Azotos com ImpedimentoR2 N C O

R2

Azotos com Impedimento Estereoquímico)

NC O

NPOLI-UREIAC O

NC O

N

POLI-UREIA


N


FORMAÇÃO DE TOLUENODIAMINA A PARTIR DE T.D.I. FORMAÇÃO DE TOLUENODIAMINA A PARTIR DE T.D.I. ??• Isómero 2,4 tem grupo mais reactivo

CH3

N C O

, g p

CH3

N C OH2O

N C O NH2

2

CH3

• Grupo NH2 é muito reactivo+ R1 N C O

N C O MUITO MAIS PROVÁVEL A FORMAÇÃO

DE POLIUREIAS INSOLÚVEIS QUE A DA

NH

CO

NR1 H

DIAMINA

TDI + H2O (Excesso) > 99,9 % Poliureias


COLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DA CORTIÇACOLAS DE POLIURETANO NA INDÚSTRIA DA CORTIÇA

ESTRUTURAS MACROMOLECULARES TÍPICASESTRUTURAS MACROMOLECULARES TÍPICAS

R1R1

H2C

H2C NH C

O

OH2C

H2C O

HC

H2C

CH3

O CH2

HC R

O C N

N C Om

CH3 HC

CH2

n R2

R3R1= R2 = R3m < 5

n < 35n < 35

ISOPOR DOW CHEMICAL Substituição de TDI por MDI

> 5 % / Ano



APLICAÇÃO DA COLA (LIGANTE) SOBRE OS GRANULADOSAPLICAÇÃO DA COLA (LIGANTE) SOBRE OS GRANULADOS

Silo de Armazenagem do Granulado

“Mexedeira”

Unidade de

Produção de

rolhas de

Tambor de Cola

de Revestimento

rolhas de

Aglomerado

“Corpos Cilíndricos”



PRODUÇÃO DE AGLOMERADOSPRODUÇÃO DE AGLOMERADOS

3 % Decorativos leves em Bloco

“Parquet”

3 %

q

Rolhas de Champanhe18 %18 %

FACTORES DE DECISÃO

• ENERGIAS DE COESÃO > 7 % • Distribuição Granulométrica

• Humidade da Cortiça• FECHO DE MACROPOSIDADE > 12 %

• Humidade da Cortiça

• Requisitos de Aplicação



APLICAÇÃO DA COLA DE AGREGAÇÃOAPLICAÇÃO DA COLA DE AGREGAÇÃO REQUISITOS TÉCNICOS

• Revestimento Total da Superfície dos grãos no TR

EG. Viscosidade

Vi id d• Não migrar para a Porosidade

• Molhagem da SuperfícieAG

RE Viscosidade

• Flexibilidade do Filme Interfacial Tag E

(em esforços de corte)

• Adesão Química(F ã d li õ l t fí i )

P.F. NOC

(Formação de ligações covalentes com a superfície)

• Ausência de Solventes ou de Componentes Extractivos 100% Sólidos



DESENVOLVIMENTO DE NOVOS QUASIDESENVOLVIMENTO DE NOVOS QUASI--PREPOLÍMEROS PARA PREPOLÍMEROS PARA AGLOMERAÇÃO DE CORTIÇAAGLOMERAÇÃO DE CORTIÇA

“Engenharia de Produto”

IDENTIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS COM INCIDÊNCIA NO PROCESSO DE AGLOMERAÇÃOIDENTIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS COM INCIDÊNCIA NO PROCESSO DE AGLOMERAÇÃO

REACTIVIDADE Envolvimento Tempo de Desmoldagem

VISCOSIDADE

TENSÃO SUPERFICIAL

ESTRUTURA

COBERTURA

MOLHAGEM

FLEXIBILIDADE

R

FUNCIONALIDADE Determina

FLEXIBILIDADE

GRAU DE RETICULAÇÃOG

TRANSFORMAÇÃO

• 5 - 40ºC

• 4 - 12 % H2O (KF)


• 3 - 18 % QPP


OS PRODUTOSOS PRODUTOS

• Rolhas de Aglomerado

• Rolhas de Champanhe ede Bebida sob pressãode Bebida sob pressão

• Aglomerados Decorativos

Parquê 0,35 < d < 0,45

“Aglomerados Leves” d < 0,35


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