Konventionelle Holzklebstoffe basieren bis heute üblicherweise vollständig auf Petrochemikalien und enthalten in den weitaus meisten Fällen gesundheitsschädliches Formaldehyd als Vernetzer. Vor diesem Hintergrund wurden am Thünen-Institut für Holzforschung biobasierte und formaldehydfreie Lignin-Carbonat-Präpolymere entwickelt und für den Einsatz als Holzklebstoff erprobt.
Lignin, ein Nebenprodukt der Zellstoffherstellung, fällt jedes Jahr in großen Mengen an und wird üblicherweise verbrannt. Eine stoffliche Nutzung von Lignin, z.B. als biobasierter Klebstoff, ist wegen der komplexen chemischen Struktur, schlechter Löslichkeit, mangelnder Reaktivität und uneinheitlicher Molekulargewichtsverteilung besonders herausfordernd.
Im Projektverlauf wurde das pulverförmige Lignin zunächst mit toxikologisch unbedenklichen mehrfunktionellen cyclischen Carbonaten zu viskosen Präpolymeren vorvernetzt. Infrarot- und kernresonanzspektroskopische Untersuchungen sowie die Ermittlung der Molekulargewichtsverteilung der Präpolymere zeigen, dass die cyclischen Carbonate erfolgreich an das Lignin angelagert werden konnten. Mit dieser Strategie wird das Lignin gelöst und somit besser applizierbar. Zugleich erfolgt eine Aktivierung durch die freien cyclischen Carbonatgruppen.
Die Verklebungsversuche mit dem Automated Bonding Evaluation System (ABES) zeigen, dass mit den Präpolymeren Buchenholzfurniere erfolgreich verklebt werden können. Bei höheren Temperaturen und längerer Pressdauer werden dabei Festigkeiten im Bereich der Phenolharz-Referenzen erreicht (5,8 - 6,2 N/mm²). Für den Verklebungserfolg ist dabei weniger die Molmasse des Präpolymers, sondern vor allem die Pressdauer entscheidend.
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