Investigação sobre a cura rápida do revestimento em pó de placas de madeira artificial utilizando radiação infravermelha de elementos de aquecimento de fibra de carbono

A procura global de produtos para trabalhar a madeira mantém-se robusta, destacando-se a produção extensiva de painéis artificiais que excede os 100 milhões de metros cúbicos anuais. Entre estes, destaca-se o Medium Density Fiberboard (MDF), com volumes de produção anuais que atingem os 30 milhões de metros quadrados. Quando calculado com uma espessura padrão de 16 mm, isto equivale a aproximadamente 1,8 mil milhões de metros quadrados de MDF por ano. Estes painéis são habilmente fabricados com fibras de madeira coladas com adesivos à base de formaldeído, satisfazendo diversas necessidades industriais em todo o mundo.

Devido à elevada porosidade das placas artificiais, os revestimentos de tinta tradicionais permitem que os poros capilares das fibras de madeira emitam formaldeído durante a utilização do mobiliário, o que representa um perigo em ambientes residenciais e de escritório. A Agência Internacional de Investigação do Cancro classificou o formaldeído como um agente cancerígeno do Grupo 1 em 2004. Anteriormente, a produção de placas artificiais na China excedia oito vezes esta norma. Por conseguinte, existe um problema ambiental significativo com as emissões de COV (Compostos Orgânicos Voláteis) e de formaldeído provenientes do mobiliário, o que representa um grande risco para a saúde das pessoas que vivem nestes ambientes. Este continua a ser um problema crítico que a indústria de transformação de painéis artificiais tem de resolver.

Utilizar o revestimento em pó com elemento aquecedor de fibra de carbono A tecnologia de radiação infravermelha para a cura rápida de placas artificiais pode atingir zero formaldeído e zero emissões de COV. Esta tecnologia especial provém do Laboratório de Investigação em Engenharia Optoelectrónica da Estação de Trabalho Académica de Ciência e Tecnologia de Wuyuan. No entanto, há ainda duas questões que necessitam de mais investigação e melhoramento:

1. Condutividade eléctrica das superfícies das placas: Os principais factores que afectam a condutividade eléctrica das placas artificiais incluem o teor de humidade, a densidade, a temperatura e as propriedades anisotrópicas. À temperatura ambiente, a resistividade das placas saturadas é de 10³ ohms-m, e a resistividade superficial das placas secas é superior a 10¹² ohms-m. Assim, as placas artificiais estão entre semi-isolantes e isolantes, exigindo soluções para melhorar a resistência da superfície e a condutividade para um revestimento em pó eficaz.
2. Sensibilidade térmica dos materiais de madeira: Como a madeira é um material termicamente sensível, com uma condutividade térmica significativamente diferente da dos metais, as temperaturas elevadas durante a cura podem provocar fissuras.

Se estas duas questões forem efetivamente resolvidas, isso poderá representar uma revolução tecnológica na indústria de processamento de painéis de madeira. Vamos explorar as propriedades eléctricas da madeira:

• Condutividade da madeira: A madeira não possui electrões livres e apresenta uma condutividade eléctrica muito fraca. A pequena condutividade na madeira absolutamente seca deve-se principalmente aos poucos iões móveis na madeira, derivados de grupos iónicos em componentes da parede celular ou componentes inorgânicos mínimos na madeira. A presença de água facilita a condutividade iónica, onde a interação entre grupos iónicos, componentes inorgânicos e moléculas de água forma interfaces condutoras. Este mecanismo é complexo; em níveis baixos de humidade, o número de iões livres desempenha um papel significativo, enquanto que em níveis elevados de humidade, a mobilidade dos iões é crucial. As alterações na concentração e distribuição de iões na madeira podem afetar significativamente a sua condutividade.
• Constante dieléctrica da madeira: A constante dieléctrica indica a capacidade da madeira para planear e armazenar energia eléctrica num campo elétrico alternado. É a razão entre a capacitância da madeira num campo alternado e a das mesmas condições no vácuo. Com a madeira seca a ter uma constante dieléctrica de cerca de 2 e a água a 81, quanto mais baixa for a constante dieléctrica, melhores serão as propriedades isolantes.

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