Utjecaj količine otapala u utekućenom drvu i dodatka kondenziranog tanina na kvalitetu vezanja

Abstract

Liquefied wood (LW) is a promising natural material that can be used as a part of the adhesive formulation. However, adhesive bonds made of LW only, have low durability. The aim of this study was, therefore, to increase the durability of adhesive bonds containing LW. LW was obtained with liquefaction of black poplar wood in ethylene glycol (EG) as the solvent and sulphuric acid (SA) as the catalyst. An optimal time of 120 minutes and a wood/EG mass ratio of 1:3 was defi ned for liquefaction at 180 °C. After liquefaction, the EG was evaporated in order to achieve a low solvent content LW with a fi nal mass ratio of 1:1. A hydroxyl number for 1:3 and 1:1 LW was determined in order to examine the reduction of hydroxyl groups. Four different adhesive mixtures were prepared: LW with a mass ratio of 1:1 (LW1:1 ), LW with a mass ratio of 1:3 (LW1:3 ), LW with a mass ratio of 1:1 and added condensed tannin (CT) (LW1:1 /CT), and LW with a mass ratio of 1:3 and added CT (LW1:3 /CT). The solid beech wood lamellas, which were bonded with these adhesive mixtures, were tested directly after bonding, and later on, after 7, 30 and 50 days. The test results indicated greater bonding shear strength in the case of LW1:1 compared to LW1:3. The addition of CT did not contribute to essentially higher shear strength values. The adhesive mixtures LW1:1 and LW1:1 /CT (uncured and cured) were analyzed using FT-IR spectroscopy. No significant differences were observed between the cured LW1:1 and the LW1:1 /CT samples.Utekućeno drvo (LW) perspektivan je prirodni materijal koji može biti upotrijebljen kao tvar za izradu ljepila. Međutim, vezivna ljepila napravljena samo od utekućenog drva imaju malu trajnost. Stoga je cilj provedenih istraživanja bio povećati trajnost vezivnih ljepila koja sadržavaju LW. U provedenim je istraživanjima LW dobiven utekućenjem drva topole u etilen glikolu (EG) kao otapalu i sumpornoj kiselini (SA) kao katalizatoru. Definirano je optimalno vrijeme utekućenja od 120 minuta i maseni omjer drvo:EG u iznosu 1:3 za utekućenje pri temperaturi 180 °C. Nakon utekućenja EG je ishlapljen da bi se postigao nizak sadržaj otapala u LW-u s konačnim masenim omjerom 1:1. Utvrđen je hidroksilni broj za LW s omjerom 1:3 i LW s omjerom 1:1 da bi se ispitalo smanjenje broja hidroksilnih skupina. Pripremljene su četiri različite mješavine ljepila: LW s masenim omjerom 1:1 (LW1:1 ), LW s masenim omjerom 1:3 (LW1:3 ), LW s masenim omjerom 1:1 te dodanim kondenziranim taninom (CT) (LW1:1 /CT), i LW s masenim omjerom 1:3 i dodanim CT-om (LW1:3 /CT). Lamele od bukovine lijepljene su navedenim mješavinama ljepila i ispitane odmah nakon lijepljenja, zatim nakon 7, 30 i 50 dana. Rezultati testa pokazali su veću smicajnu čvrstoću vezanja u slučaju LW1:1 u odnosu prema LW1:3 . Dodavanje CT-a nije znatno pridonijelo većoj smicajnoj čvrstoći. Mješavine ljepila LW1:1 i LW1:1 /CT (nesušene i osušene) analizirane su FT-IR spektroskopijom. Nisu zapažene signifi kantne razlike između osušenih uzoraka LW1:1 i LW1:1 /CT