Фанера — популярный строительный материал, применяемый во внешней и внутренней отделке зданий, а также в производстве мебели. В процессе ее изготовления используется клей на основе токсичных формальдегидных смол.
Специалисты России, Финляндии, Китая, Белоруссии и других стран работают над созданием клеящего состава на основе полиэтилена — самого крупнотоннажного полимерного материала.
Ученые ПНИПУ нашли способ применения полиэтилена для производства фанеры с улучшенными экологическими характеристиками и сохранением прочности склеивания древесного шпона в соответствии с нормативно-технической документацией на такую продукцию. На изобретение выдан патент. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Полиэтилен вместо формальдегида
На большинстве российских фанерных заводах используется токсичный клей с формальдегидом, требующий контроля на содержание альдегидов.
Полиэтилен как клей требует модификации из-за отсутствия активных групп для создания адгезионных (клейких) связей с природными полимерами древесины. Однако введение модификаторов требует дополнительного технологического оборудования, а сами они обладают токсичностью.
Ученые Пермского Политеха разработали метод «подшивания» полиэтилена с помощью перекисного модификатора, который укрепляет связь между ним и древесиной. Этот способ позволяет создать прочные связи между полиэтиленом и природными полимерами в древесине, улучшая молекулярную структуру и свойства полиэтилена, а также сокращает технологический процесс изготовления фанеры.
«Древесина содержит природные полимеры, которые могут образовывать достаточно прочную адгезионную связь на химическом уровне с некоторыми синтетическими полимерами. Чтобы отнести полиэтилен к таким материалам, ему необходимо создать совместимость с целлюлозой или лигнином древесины. Для этого нужно подобрать модификатор, который выполнит такую работу»
пояснил Вячеслав Палкин, аспирант кафедры строительного инжиниринга и материаловедения ПНИПУ.
«Мы предлагаем использовать в качестве модификатора перекись с температурой разложения выше температуры плавления полимера. Ее наносят на поверхность полиэтиленовой пленки и тем самым создают пленочный клей. Горячее прессование пакета из слоев шпона и такого клея приводит поэтапно к плавлению полимера, прививке к нему природного и, при необходимости, к созданию определенной степени сшивки его макромолекул»
рассказал Игорь Кочуров, доцент кафедры строительного инжиниринга и материаловедения ПНИПУ, кандидат технических наук.
Адгезионная прочность взаимодействия клея с древесиной шпона определялась в соответствии с ГОСТ 9624-2009. Предел прочности при скалывании выполнялся на образцах, которые прошли влажностную и температурно-влажностную обработку по режимам, указанным в соответствующей нормативно-технической документации. Результаты испытаний показали соответствие адгезионной прочности требованиям стандартов.
