Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Hemicellulose-Based Wood Adhesives
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Trälim baserade på hemicellulosa (Swedish)
Abstract [en]

The interest in producing alternatives to petroleum-based wood adhesives is due to the growing consciousness of fossil fuels’ impact on the environment. Also, the paper industry needs to adapt to a market where paper is replaced by technology, and develop new materials and functions from wood. A wood adhesive is a material that chemically and/or physically binds two wood surfaces together. Today most  adhesives are petroleum-based and the main application, volume-wise, is manufacturing building materials, such as plywood.

Hemicellulose is a group of polysaccharides that reside within the cell wall of terrestrial plants. Hemicellulose is the second most abundant polysaccharide family in nature, after cellulose, and it is a hydrophilic component that contributes to the plant cell wall’s flexibility by linking together cellulose and lignin. Galactoglucomannan is the most common hemicellulose in softwood, while xylan is the most common hemicellulose in hardwood.

In this study, hemicellulose has been used as a binder in adhesive mixtures. The hemicellulose was extracted using a pilot-scale model for pre-hydrolysis and sulfate cooking of hardwood and softwood wood chips at Holmen AB, to simulate the industrial process. Parameters that were evaluated were conditioning time (24 h and 7 days), different dispersing agents (PVAm, PEI and chitosan), different solid content  of hemicellulose (20, 30, 40, and 50 wt%), different pH of dispersing agents, different strain rates (1 mm/min and 50 mm/min). A comparison between applying mixed components and applying the components separately has also been performed.

The results showed that 20 and 30 wt% solid content in the adhesive gave the best result, PVAm directly from the bottle performed best as a dispersing agent and there was no significant difference between conditioning the samples 24 h and 7 days. Furthermore, mixing the components before application showed better results, and there was no large difference between 1 mm/min and 50 mm/min strain rate.

The samples have been characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and evaluated using Instron 5566 to determine the critical separation stress. The extracted hemicellulose was sent to MoRe Research for carbohydrate and molecular weight analyses.

Abstract [sv]

Intresset för att producera alternativ till oljebaserade trälim beror på den växande medvetenheten om fossila bränslens påverkan på miljön. Skogsindustrin måste dessutom anpassa sig till en marknad där papper ersätts mer och mer med teknik, och måste därmed utveckla nya material från trä. Trälim är ett material som kemiskt och/eller fysikaliskt binder två träytor tillsammans. Idag är de flesta trälim petroleumbaserade och används huvudsakligen vid tillverkning av byggmaterial, som till exempel plywood.

Hemicellulosa är en grupp polysackarider som existerar i cellväggen hos landväxter. Hemicellulosa är den näst mest förekommande polysackariden i naturen och är en hydrofil komponent som bidrar till cellväggens flexibilitet samt sammanlänkar cellulosa och lignin. Galaktoglukomannan är den vanligaste hemicellulosan i barrved, medan xylan är den vanligaste hemicellulosan i lövved.

I denna studie har hemicellulosa använts som bindemedel i limblandningar. Hemicellulosan extraherades i en pilotskalemodell genom hydrolys och sulfatkokning av träflis från lövved och barrved hos Holmen AB. Detta gjordes för att simulera processer som används hos företag i skogsindustrin. Parametrarna som utvärderades var: konditioneringstid, olika dispergeringsmedel (PVAm, PEI och kitosan), olika viktsprocent av hemicellulosa (20, 30, 40, och 50 %), olika pH hos filmbildarna, olika töjningshastigheter (1 mm/min och 50 mm/min). Dessutom gjordes en jämförelse mellan applicering av blandade komponenter och separat applicering av komponenterna.

Resultaten visade att 20 och 30 torr viktsprocent gav det bästa resultatet, PVAm direkt från flaskan funkar bäst som dispergeringsmedel och det inte var någon stor skillnad mellan konditionering av prover i 24 timmar och i 7 dagar. Dessutom visade det sig  att blanda komponenterna före applicering gav bättre resultat, och att det inte var en stor skillnad mellan 1 mm/min och 50 mm/min som töjningshastighet.

Proverna har karakteriserats med hjälp av FTIR (FTIR), och utvärderades med hjälp av Instron 5566 för att få ut separationsstressen. Den extraherade hemicellulosan skickades till MoRe Research för kolhydrat- och molekylviktsanalys.

Place, publisher, year, edition, pages
2016.
National Category
Polymer Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-218186OAI: oai:DiVA.org:kth-218186DiVA, id: diva2:1159955
Available from: 2018-01-17 Created: 2017-11-24 Last updated: 2018-01-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Polymer Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 144 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf