Characterization of suberinic acids from birch outer bark as bio-based adhesive in wood composites
International Journal of Adhesion and Adhesives 112 (2022) 102989
Janis Rizhikovs, Prans Brazdausks, Aigars Paze, Ramunas Tupciauskas, Juris Grinins, Maris Puke, Ance Plavniece, Martins Andzs, Daniela Godina, Raimonds Makars
Keywords
Suberinic acids
Adhesives for wood
Novel adhesives
Wood and wood composites
Health and safety
Tika iegūta un raksturota saistviela uz suberīnskābju bāzes no bērza tāss kā alternatīva sintētisko līmju aizstāšanai skaidu plātņu ražošanā. Ūdens-sārma šķīdumā iegūtā un kopā ar lignoogļhidrātu kompleksu izgulsnētā saistviela būtiski uzlaboja iegūto skaidu plātņu mitruma izturību un mehāniskās īpašības. KOH un izejvielu frakcija 1–4 mm uzrādīja vislabākos sākotnējos rezultātus, kas tika izvēlēti turpmākai pētīšanai, izmantojot DOE.
DOE rezultāti liecina, ka, palielinoties KOH koncentrācijai līdz 4% un reakcijas laikam līdz 1,5 h, suberīns tiek depolimerizēts lielākā mērā un līdz ar to tajā ir augstāks monomēro sduberīnskābju, monosaharīdu, polifenolisko savienojumu un KNO3 daudzums. Sāļi iegūtajā saistvielā pozitīvi ietekmē iegūto skaidu plātņu fizikāli-mehāniskās īpašības. Epoksīdgrupu saturs ir tieši proporcionāls paskābināšanas pH, taču lielākā daudzumā (līdz 5,25% pie pH 3) to saturs samazina skaidu plātņu mehāniskās īpašības (MOR 10,6 N mm-2). Izejvielu un saistvielas ķīmiskais sastāvs un FTIR analīze apstiprināja iepriekš minētos pieņēmumus par katra savienojuma ietekmi uz skaidu plātņu īpašībām.
Optimālie depolimerizācijas apstākļi bija šādi: KOH koncentrācija 4%, paskābināšana līdz pH 3 un reakcijas laiks 0,5 h. Tādējādi tika iegūtas skaidu plātnes ar izcilām mehāniskajām īpašībām un mitruma izturību, t.i., TS 14,3%, MOR 19,0 N mm−2, MOE 2604 N mm−2 un IB 2,25 N mm−2. Formaldehīdu nesaturošo līmju ietvaros iegūtie rezultāti ir daudzsološi, un tie atbilst skaidu plātņu standartam EN 312 type P3. Svarīgākais pētījuma sasniegums ir tas, ka suberīnskābju saistviela sacietē, neizmantojot sintētiskas piedevas vai modifikatorus – tā ir pilnīgi ekoloģisks produkts.
