Lignin from steam‐exploded wood as binder in wood composites

Abstract

A study demonstrating the approach of zero‐waste technologies, a component of the Zero Emissions concept, and using lignin extracted from steam‐exploded wood as adhesive in hot‐pressed fibre boards and plywood to substitute phenol‐formaldehyde resins is reported. Properties of sample boards containing different amount of lignin adhesive are compared between themselves and with the EU standards for fibre boards. A strong correlation of density and form stability under humid conditions with the lignin content is found. Results of testing mechanical properties of the boards suggest that effect of lignin on mechanical strength depends on the size of particles and hot‐pressing temperature. Steam explosion and hot‐pressing technologies tested in the study are shown to have potential of utilizing low‐quality wood and waste from forest industry to make value‐added products. Complementing a saw mill they represent a model of integrated technologies cluster in accordance with the concept of Zero Emissions facilitating environmental protection by reducing pollution and eliminating waste. Mixtures of commercial phenol‐formaldehyde resins containing 10% lignin by weight, tested as plywood binders under conditions of factory production, show satisfactory cohesion.

Ligninas iš garo sprogdinimo būdu apdirbtos medienos kaip rišamoji medžiaga medienos kompozituose

Santrauka. Ligninas, išgautas garo sprogdinimo būdu, atstoja rišamają medžiagą medienos plaušo plokštėse ir dedamas kaip dalinis pakaitalas į fenolformaldehido klijus, gaminant klijuotąją fanerą. Tai beatliekės technologijos pavyzdys įgyvendinant bendrąją beatliekės gamybos koncepciją. Analizuojamos eksperimentinių medienos plaušo plokščių, kurioms naudota skirtingas lignino kiekis, savybės, palyginti su Europos Sajungos standartizuotų medienos plaušo plokščių savybėmis. Nustatyta gera eksperimentinių plokščių su lignino priedu tankio ir atsparumo vandeniui koreliacija. Bandymų rezultatai rodo plokščių stiprio priklausomybę nuo medienos dalelių dydžio ir presavimo temperatūros. Išanalizavus akivaizdu, kad taikant minėtąją technologiją galima didelės pridetinės vertės produktų gamyba iš nekokybiškos medienos ir medienos apdirbimo atliekų. Šių technologijų taikymas lentpjūvėse būtų integruotų technologijų grupės, veikiančios pagal beatliekės gamybos principą, pavyzdys. Bandant klijuotąją fanerą, kurią gaminant kaip dalinis pakaitalas fenolformaldehido klijams paruošti naudojamas garo sprogimo procese išgautas ligninas, nustatyta patenkinama kohezija.

Reikšminiai žodžiai: beatliekės technologijos, medienos kompozicinės medžiagos, garo sprogimas, garo sprogimo procese išgautas ligninas, adhezyvai.

Лигнин из древесины, обработанной паровым взрывом, в качестве связующего компонента

Резюме. Изучено применение лигнина, выделенного из древесной массы после парового взрыва, в качестве связующего компонента в древесноволокнистых плитах и добавки к фенолоформальдегидным клеям для производства многослойных фанер, что является примером безотходных технологических решений в рамках общей концепции безотходного производства. Сравнены свойства образцов плит, полученных горячим прессованием древесной массы с разным содержанием лигнина, и их соответствие техническим требованиям к изделиям. Обнаружена хорошая корреляция плотности и водостойкости плит с содержанием лигнина. Испытания механических свойств полученных образцов свидетельствовали о зависимости прочности от размера древесных частиц и температуры при прессовании. Использованные технологии выявили потенциальные возможности для создания ценных продуктов из низкокачественной древесины и отходов деревообработки. В дополнение к лесопильням они представляют собой образец кластера интегрированных технологий по принципу безотходного производства. Смесь фенолоформальдегидных смол, содержащих 10% лигнина, выделенного из древесной массы после парового взрыва, показывает удовлетворительную адгезию в условиях производства.

Ключевые слова: безотходные технологии, древесные композиты, паровой взрыв, лигнин от парового взрыва, адгезивы.

First Publish Online: 14 Oct 2010

Keyword : zero-waste technologies, wood composites, steam explosion (SE), SE lignin, adhesives