Экоклей может заменить вредный клей в деревянном строительстве

Результатом быстрого и энергоэффективного производственного процесса является прочный, нетоксичный и огнестойкий клей.

Исследователи из Университета Аалто разработали клей на биологической основе, который может заменить клей, содержащий формальдегид, в деревянных конструкциях. Основным сырьем для нового клея является лигнин, структурный компонент древесины и побочный продукт целлюлозной промышленности, который обычно сжигают после обработки древесины. В качестве альтернативы формальдегиду лигнин предлагает более здоровый и экологически чистый способ использования древесины в строительстве.

Углеродный след деревянного строительства значительно ниже, чем у бетонного, а деревянное строительство часто считается более безопасным для здоровья людей. Однако в деревянных панелях по-прежнему используются клеи, изготовленные из ископаемого сырья. Они содержат формальдегид, который может быть опасен для здоровья, особенно для тех, кто работает в процессе производства клея. Люди, живущие в зданиях или посещающие их, также могут подвергаться воздействию токсичного формальдегида от деревянных панелей.

Лигнин, с другой стороны, поступает из самой древесины. Он связывает целлюлозу и гемицеллюлозу вместе и придает древесине жесткую и прочную структуру. Лигнин составляет около четверти веса древесины и производится в огромных количествах в целлюлозной и биоперерабатывающей промышленности. Используется только от двух до пяти процентов произведенного лигнина, а остальное сжигается на заводах для получения энергии.

Раньше для использования лигнина в клеях, не содержащих формальдегида, требовалась длительная и химически интенсивная предварительная обработка. Клей, разработанный исследователями Университета Аалто, может использовать очищенный крафт-лигнин, а химическая реакция для получения клея занимает несколько минут вместо 10 часов. Не требуется дополнительный нагрев сырья, что снижает энергозатраты. Единственными побочными продуктами процесса являются соль и гидроксид натрия или щелочь.

Моника Остерберг, профессор Школы химического машиностроения Университета Аалто, подчеркивает, что это важное событие как для окружающей среды, так и для промышленности. «Использование лигнина в качестве материала может сократить выбросы углекислого газа и повысить ценность лесов при переработке. Вот почему исследования лигнина являются важным приоритетом для нас в Университете Аалто».

Доктор-исследователь Александр Хенн объясняет, что клееные деревянные панели, такие как фанера и ДСП, все чаще используются для стен, потолков и напольных покрытий. «Поэтому важно преодолеть недостатки клеев для древесных плит и превратить новую инновацию в коммерческий продукт. Это позволит перейти к более деревянному строительству, поскольку прочный и термостойкий клей из натуральных материалов делает строительство по-настоящему экологичным и безопасным».

Эта инновация является важным шагом вперед для лесной и клеевой промышленности, поскольку содержание лигнина в предыдущих клеях было относительно низким (около 20-50 процентов), в то время как в новой инновации Университета Аалто содержание лигнина превышает 90 процентов. Клей прочный и нетоксичный, защищает поверхности от огня, поэтому его можно использовать даже в качестве антипирена.

По словам исследователей, лигнин также можно использовать в качестве сырья для таких приложений, как покрытия и композиты. Исследовательская работа будет продолжена в лаборатории, и, вероятно, будут изучены различные возможности коммерциализации в сотрудничестве с LignoSphere Oy, дочерней компанией Университета Аалто.