Open this publication in new window or tab >>2021 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]
The increasing sustainability concern encourages the society to use sustainable resources. In the wood industry the main component is from a renewable resource, but others are not. One of the fossil-based components is the adhesive. The wood adhesive industry is, besides the sustainability issue, facing environmental and health issues since most adhesives contain formaldehyde. Many biobased polymers show promising results as wood adhesives, and could therefore be used in the wood industry.
Wood hemicelluloses that originate from the pulp industry as a sidestream could be used in the adhesive production, but their bonding performances need to be improved. When used alone, wood hemicelluloses do not have sufficient bond strength. On the other hand, locust bean gum which has similar structure to hemicelluloses but substantially higher molecular weight gives a significantly higher bond strength. The investigation of the molecular-weight effect on bonding properties shows that solely low molecular weight hemicelluloses do not show sufficiently high strength to be used as wood adhesives. Hemicellulose-like compounds with very high molecular weight, over 1,000 kDa, show higher strength, but their dispersions are very viscous, which limits the applicability and the penetration of the adhesive into the wood. A proper balance between adhesive properties, such as molecular weight, dry content and viscosity, and the application method, leads to an improved bond strength.
When wood hemicelluloses are used together with high molecular weight amino-functional polymers, the bond strength is further increased. Additionally, the water resistance is significantly improved. The hypothesis is that these improvements are the results of synergetic effects of high molecular weight, electrostatic interactions and hydrogen bonding between the amino-functional polymer and the hemicelluloses in the adhesives, and between the adhesive and wood.
Abstract [sv]
Det ökande engagemanget i hållbarhetsfrågan uppmuntrar samhället att använda hållbara resurser. Inom träindustrin kommer huvudkomponenten från en förnybar resurs, men andra inte. En av de fossilbaserade komponenterna är limmet. Förutom hållbarhetsfrågan, står trälimbranschen inför miljö- och hälsoutmaningar eftersom de flesta lim innehåller formaldehyd. Emellertid, många biobaserade polymerer visar lovande resultat som trälim och skulle därför kunna användas i träindustrin.
Hemicellulosor som härrör från sidoströmmar i massaindustrin skulle kunna användas i limapplikationer, men deras bindningsförmåga måste förbättras. När de används som enda komponent i trälim, har dessa limfogar inte tillräcklig hållfasthet. Å andra sidan, ger Fruktkärnmjöl (locust bean gum) som har liknande struktur men signifikant högre molekylvikt en signifikant högre bindningsstyrka. Undersökningen av molekylviktseffekten på bindningsegenskaper visar att hemicellulosor med låg molekylvikt inte uppvisar tillräckligt hög hållfasthet för att användas som trälim. Hemicellulosaliknande föreningar med mycket hög molekylvikt, över 1,000 kDa, visar högre styrka, men deras dispersioner är mycket viskösa, vilket begränsar appliceringen och limmets penetration i träet. En korrekt balans mellan vidhäftande egenskaper, såsom molekylvikt, torrhalt och viskositet, och appliceringsmetoden leder till en förbättrad bindningsstyrka.
När trähemicellulosor används tillsammans med aminofunktionella polymerer med hög molekylvikt, ökar bindningsstyrkan ytterligare. Dessutom förbättras vattentåligheten avsevärt. Hypotesen är att dessa förbättringar är resultatet av en synergistisk effekt av hög molekylvikt, elektrostatiska interaktioner och vätebindning mellan den aminofunktionella polymeren och hemicellulosorna i lim och mellan lim och trä.
Place, publisher, year, edition, pages
Sweden: KTH Royal Institute of Technology, 2021. p. 35
Series
TRITA-CBH-FOU ; 2021:9
National Category
Polymer Technologies
Research subject
Fibre and Polymer Science
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-290692 (URN)978-91-7873-791-8 (ISBN)
Presentation
2021-03-17, https://kth-se.zoom.us/j/67661910957, 13:00 (English)
Opponent
Supervisors
Projects
Treesearch/BioInnovation: Gröna lim för trä- och spånskiva baserade på massafabrikens sidoströmmar
Funder
Vinnova, 2017-05405
Note
QC 2021-02-23
2021-02-232021-02-222025-12-16Bibliographically approved