izročki predavanja

Comments

Transcription

izročki predavanja
16.5.2011
Lamelirani lepljenci iz
termično modificiranega lesa
Milan Šernek
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo
Čar lesa, Cankarjev dom, Ljubljana 13. maj 2011
1/20
Uvod

EKO lesni proizvodi




Les
Lepilo
Dodatki
Trajnost in odpornost lesa:


Kemične substance
Novi postopki (termična modifikacija)
Sintetična lepila
 Naravna lepila
 Trendi:



Delna zamenjava sintetičnega z naravnim
Popolna zamenjava sintetičnega z naravnim
2/20
1
16.5.2011
Termična modifikacija lesa

KAJ?


ZAKAJ?



Izpostavitev lesa v komori pri temperaturi 150 - 260 °C,
različen čas, zmanjšana prisotnost kisika, …
Povečana odpornost
Izboljšana dimenzijska stabilnost
KAKO?






Plato postopek (Nizozemska)
ThermoWood postopek (Finska)
Retification postopek (Francija)
Bois perdure (Francija)
Oil-heat treatment postopek (Nemčija)
Drugo
3/20
Utekočinjen les

KAJ?


ZAKAJ?


Les (ostanki) spremenjen iz trdnega v tekoče stanje
Naravni, obnovljiv polimer za lepila, premaze, pene, …
KAKO?

Termokemijska reakcija med:
 lesom
 reagentom
 katalizatorjem
4/20
2
16.5.2011
Cilj raziskave

Izdelati okolju prijazen lameliran leseni lepljenec


ustrezne lastnosti za uporabo pri gradnji nizko energijske hiše
Razviti novo okolju prijazno lepilo
5/20
Raziskovalni del
1.
Termična modifikacija lesa
2.
Utekočinjanje lesnih ostankov
3.
Priprava lepilnih mešanic
4.
Izdelava 3-slojnih lepljencev
5.
Testiranje lepljencev
6/20
3
16.5.2011
Termična modifikacija lesa
ThermoWood (WTT) postopek
1.
Segrevanje
2.
Modificiranje
3.
Hlajenje
7/20
Utekočinjanje lesa
reagent
(glicerol,
etilen
glikol…)
manjše
frakcije
lesa (topol)
katalizator
(žveplena
kislina)
180 °C/120 min
UTEKOČINJEN LES
8/20
4
16.5.2011
Oprema za utekočinjanje
9/20
Lepljenje

Les - smrekovina



nemodificirana
termično modificirana (TM)
Lepilne mešanice:


melamin-urea-formaldehid (MUF)
utekočinjeni les (UL)
Oznaka preskušanca
Delež MUF lepila (%)
Delež UL (%)
Smrekovina
TM smrekovina
A
100
0
2
2
B
95
5
2
2
C
85
15
2
2
D
75
25
2
2
E
65
35
2
2
F
50
50
2
2
10/20
5
16.5.2011
Preskušanje – strig

Strižna trdnost EN 392

40 mm x 40 mm x 84 mm

7 dni v komori s standardno klimo

Univerzalni testirni stroj Zwick Z100
11/20
Preskušanje – delaminacija

Delaminacija EN 391

Skupna

Maksimalna
12/20
6
16.5.2011
Preskušanje – upogib

Modul elastičnosti in upogibna trdnost EN 408

1,9 m, presek 84 mm x 95 mm

4 točkovni upogib



13/20
Rezultati

Strižna trdnost

Delaminacija

Modul elastičnosti

Upogibna trdnost
14/20
7
16.5.2011
Strižna trdnost spojev

EN 386:
 fv  4 N/mm2 => 100 % lom po lesu
 % = 144 – 9 * fv
 A,
B in D za smrekovino
 B za TM smrekovino
Oznaka
preskušanca
Delež UL v MUF Smrekovina TM smrekovina
lepilu (%)
fv (N/mm2)
Smrekovina TM smrekovina
Lom po lesu (%)
A
0
6.2
6.0
98
83
B
5
6.2
5.9
100
94
C
15
6.2
5.6
86
90
D
25
5.8
5.4
97
75
E
35
5.3
5.6
88
87
F
50
6.0
5.4
89
88
15/20
Delaminacija lepilnih spojev

EN 386 (metoda B):


skupna do 4 %
maksimalna do 40 %
 A,
B, C in E za smrekovino
 A, B in C za TM smrekovino
Oznaka
preskušanca
Delež UL v MUF Smrekovina TM smrekovina
lepilu (%)
Skupna delaminacija (%)
Smrekovina TM smrekovina
Maksimalna delaminacija (%)
A
0
0.0
0.0
0.0
0.0
B
5
0.0
2.0
0.0
3.4
C
15
0.0
1.6
0.0
2.1
D
25
6.0
23.8
7.3
19.0
E
35
3.2
18.7
4.6
18.1
F
50
14.1
66.0
12.5
46.3
16/20
8
16.5.2011
E-modul in upogibna trdnost
Modul elastičnosti podoben
 13,1 GPa / 12,9 GPa
 Upogibna trdnost TM običajno nižja
 60 MPa / 49 MPa
 TM bolj krhek

Oznaka
preskušanca
Delež UL v MUF Smrekovina TM smrekovina
2
lepilu (%)
Em (N/mm )
Smrekovina TM smrekovina
2
fm (N/mm )
A
0
10661
12692
62.8
54.3
B
5
13953
14606
48.0
53.1
C
15
15047
12552
61.5
35.8
D
25
11428
12513
58.1
46.9
E
35
13223
12035
51.4
42.5
F
50
14601
12786
80.0
61.4
17/20
Zaključki



Uporaba v konstrukcijske namene omejena:

kvalitetno lepljenje (čisti MUF in 5 % UL + 95 % MUF)

termična modifikacija zmanjša upogibno trdnost
Primeren za izdelavo stavbnega pohištva:

vrata

okna
Drugo:

ograje, vrtno pohištvo, obloge …
18/20
9
16.5.2011
Aplikativni pomen raziskave
19/20
Okenski podboj in krilo
Hvala za pozornost !
20/20
10

Similar documents