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
© Copyright 2024