Формальдегидный клей для фанеры смогли заменить на полиэтилен в ПНИКУ

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) нашли способ использования полиэтилена (ПЭ) в качестве более экологичного клея при производстве фанеры, сохранив прочностные свойства по склеиванию древесного шпона в соответствии с нормативно-технической документацией на такую продукцию, сообщается в пресс-релизе Политеха.

Сегодня для изготовления фанеры на более чем 80 предприятиях России используют клей с токсичной формальдегидной составляющей. Это требует обязательного контроля произведенного продукта на содержание альдегида, поскольку стопроцентной поликонденсации клея, т.е. образования полимеров, при производстве изделий не бывает.

Для использования полиэтилена в качестве клея его нужно модифицировать, поскольку у него нет активных групп, которые позволяют создавать хорошие адгезионные (клейкие) связи с природными полимерами древесины. Однако введение модификаторов требует дополнительного технологического оборудования, а сами они обладают токсичностью: например, малеиновый ангидрит вызывает раздражение слизистых оболочек.

Ученые Пермского Политеха предложили способ изготовления фанеры, который позволяет при использовании полиэтилена в качестве клея максимально реализовать возможности перекисного модификатора. Разработанный метод дает возможность «подшивать» полиэтилен, т.е. изменять его молекулярную структуру и свойства. При этом сокращается технологический процесс изготовления изделий.

«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», — комментирует Вячеслав Палкин, аспирант кафедры строительного инжиниринга и материаловедения ПНИПУ.

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.

«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», — объясняет Игорь Кочуров, доцент кафедры строительного инжиниринга и материаловедения ПНИПУ, кандидат технических наук.

Подход ученых Пермского Политеха делает композиционный состав пленочного клея и фанеры экологичнее. Применение такой технологии при изготовлении фанеры — это перспективное направление получения слоеных конструктивных элементов.

Изобретение получило патент № 2828198. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».