Исследователи Юго-Западного Лесного Университета в Куньмине (провинция Юньнань, КНР) разработали на основе экологичных компонентов – лимонной кислоты и глюкозы – столярный клей, который способен создавать прочную, водостойкую трехслойную фанеру. Об этом сообщает портал Eurekalert. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Чтобы изготовить фанеру, современные производители проклеивают тонкие слои дерева, а затем под давлением и нагреванием придают материалу нужную твердость, создавая большие гибкие панели. Наиболее распространенным клеем для этой задачи является мочевиноформальдегидная смола, потому что она недорогая и прочно сцепляется с древесиной. Однако выбросы формальдегида из фанеры с этим типом смолы представляют заметную опасность для здоровья людей и окружающей среды.
Исследования китайских ученых из Юго-Западного Лесного Университета в Куньмине, при участии их коллеги из французского Университета Лотарингии показали, что растворы сахарозы, двухкомпонентного сахара, состоящего из глюкозы и фруктозы, и лимонной кислоты образуют натуральный и водостойкий клей для дерева. При этом необходим катализатор из хлорида цинка – для снижения энергозатрат на отвердевание фанеры.
Хун Лей и его коллеги в рамках тестирования своей разработки нагревали растворы глюкозы и различного количества лимонной кислоты до липкой жидкости, которую они наносили на шпон из тополя. Затем они уложили три шпона и прессовали их в один лист при температуре 200°C в течение шести минут.
По итогам тестирований команда исследователей разрезала листы на более мелкие куски для испытаний на прочность и в итоге обнаружила, что при давлении около 7 атмосфер все образцы фанеры ломались вдоль волокон древесины, а не по клеевым швам. Эти результаты удовлетворяют стандартным требованиям к фанере в Китае.
Кроме того, когда образцы фанеры замачивали в горячей или кипящей воде, только образцы, изготовленные с отношением лимонной кислоты к глюкозе выше 0,6, имели прочность сцепления, которая удовлетворяла стандартному требованию. Исследователи связывают эти результаты с увеличением эфирных связей между лимонной кислотой и древесиной, что увеличивает прочность связывания с древесиной и водостойкость.
Итоги данного исследования опубликованы в научном издании Американского химического общества (ACS), и утверждают, что экологичные клеи на основе лимонной кислоты и глюкозы имеют хорошие перспективы для деревообрабатывающей промышленности.