Logo

Kompetenz- und Informationszentrum
Wald und Holz

 

Projekte - Details

Vorhaben (FSP-Klebstoffe): Entwicklung von innovativen Bindemitteln auf Basis von Aminosilan/Aminoplast zur Herstellung von Holzwerkstoffen (Aminosilan)

Anschrift
Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Forstbotanik und Baumphysiologie
Büsgenweg 2
37077 Göttingen
Kontakt
Prof. Dr. Alireza Kharazipour
Tel: +49 551 39-3488
E-Mail: akharaz@gwdg.de
FKZ
22018814
Anfang
01.07.2016
Ende
30.06.2019
Ergebnisdarstellung
Es wurden die verwendeten Bindemittelsysteme hinsichtlich ihrer rheol. Eigenschaften, pH-Werte, Feststoffgehalte und Gelierzeit untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Zugabe der Silane eine Reduzierung der Viskositäten der Bindemittelsysteme bewirkte und meist mit einer Erhöhung der Gelierzeit einherging. Bei der MDF-Herstellung kamen die neuartigen Prototyp-Bindemittelsysteme zum Einsatz. Diese enthielten Aminosilane, die bereits während der UF-Harz-Synthese einpolymerisiert wurden. Es zeigten sich hier im Vergleich zu den jeweiligen Referenzen eine signifikante Zunahme der Querzug- und Biegefestigkeiten um bis zu 100%. Bei allen weiteren Versuchsreihen kamen Bindemittelformulierungen zum Einsatz, bei denen die jeweiligen Silane nachträglich dem UF Harz zugefügt wurden. Auch dabei ergaben sich bei einem Großteil der Versuchsreihen mit UF-Harz in Kombination mit den Silanen signifikante Verbesserungen der mech.-technolog. Eigenschaften. Die Untersuchungen zeigten weiter, dass bei allen getesteten Bindemittelformulierungen die Formaldehydemissionen gegenüber der jeweiligen Referenz teilweise deutlich um bis zu 50 % reduziert werden konnten. Bei den Untersuchungen der Spanplatten ergaben sich, wie auch bei den Versuchsreihen der MDF, Verbesserungen der mech.-technol. Eigenschaften. Diese waren jedoch weniger stark ausgeprägt. Positive Veränderungen zeigten sich bei den Formaldehydemissionen der Spanplatten, die sich bei fast allen Versuchsreihen reduzierten. Die erstmals mit UF und Silanen gebundenen Holzfaserdämmstoffe zeigten vielversprechende mech.-technol. Eigenschaften. Bei den Untersuchungen zum Brandverhalten waren flammhemmende Einflüsse der Silane erkennbar. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Zusatz geringer Mengen organofunktioneller Silane in UF-Harze zu einer Erhöhung der mech.-technol. Eigenschaften führten. Ferner konnte die Formaldehydemission gesenkt werden, während die Wasseraufnahme nahezu unverändert bleibt.
Aufgabenbeschreibung
Über 13.500 Mitarbeiter erwirtschafteten in der Holzwerkstoffindustrie 2016 einen Umsatz von 4,8 Milliarden Euro. Hauptprodukte der Holzwerkstoffindustrie sind Spanplatten mit einem Marktanteil von 51%, mitteldichte Faserplatten (MDF) mit einem Anteil von 21% und Holzfaserdämmplatte mit 8%. Bei der Herstellung von Spanplatten und MDF werden fast ausschließlich formaldehydhaltige Harze verwendet, die hauptsächlich zu über 90% aus Harnstoff-Formaldehyd (UF) bestehen. Seit vielen Jahrzehnten werden diese UF-Harze in der Industrie aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und einfachen Handhabung eingesetzt. Ein negativer Nebeneffekt ist die Formaldehydemission aus den hergestellten Produkten. Formaldehyd wurde 2015 von der Europäischen Chemikalienagentur (Echa) als „höchstwahrscheinlich krebserregend" eingestuft wurde. Somit ist die Reduzierung der Formaldehydemission eine der größten Herausforderungen der Holzwerkstoffindustrie. Mittlerweile existieren UF-Harze mit einem niedrigen Molverhältnis zwischen Harnstoff und Formaldehyd zu verwenden. Diese in Holzwerkstoffen eingesetzte UF-Harze (z.B. Kaurit 335, Kaurit 337 und Kaurit 340) - führen neben dem o. g. positiven Effekt jedoch auch zu schlechteren mechanisch-technologischen Eigenschaften der Werkstoffe. Daher konzentriert sich dieses Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Modifizierung von UF-Harzen mit niedrigem Molverhältnis mit funktionellen Silanen, um die mechanische-technologischen Eigenschaften zu verbessern und die Formaldehydemission sowie die Wasseraufnahme der hergestellten Holzwerkstoffe zu verringern. Bei den in diesem Projekt verwendeten Silane handelt es sich um organofunktionelle Silane mit reaktiven Aminogruppen und hydrolysierbaren Gruppen, die als Haftvermittler, zur Oberflächenmodifizierung und als Vernetzungsmittel dienen können. Erstmals werden hier auch Silan-modifizierte UF-Harze für die Herstellung von Holzfaserdämmplatten eingesetzt.

neue Suche

Charta für Holz
Diese Internetseite verwendet Cookies, um die Nutzererfahrung zu verbessern und den Benutzern bestimmte Dienste und Funktionen bereitzustellen. Details
Cookies erlauben