Collodial lignin particles in wood adhesives

Thumbnail Image

Files

master_Tuominen_Niko_2020.pdf (1.68 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemian tekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2020-08-18

Department

Major/Subject

Fiber and Polymer Engineering

Mcode

CHEM3024

Degree programme

Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering

Language

en

Pages

42 + 7

Series

Abstract

Replacing environmentally toxic materials with greener and naturally safe solutions has gained increasing interest among scientists. One area of interest has been the possibility to replace part of the toxic compounds in wood adhesives with more environmentally friendly solutions. The aim of this master’s thesis was to test how colloidal lignin particles could be used in wood adhesives both in wet and dry conditions. To achieve this goal, various batches of adhesives were manufactured, and finally the adhesives were tested with Automated bonding evaluation system (ABES) to determine the shear strengths of the glue joints. Adhesives had several different ratios of solid contents and were either combinations of CLP:PDADMAC+TONFC, CLP+CLP:PDADMAC or Dirty Lignoboost+PF. The ABES tests had various parameters, including temperature and adhesive dosage. Based on the ABES tests, all adhesives had weaker shear strength properties compared to PF reference. However, the TONFC+CLP:PDADMAC adhesives had weaker glue joint strength in overall compared to CLP+CLP:PDADMAC samples. The combination of Dirty Lignoboost and PF had most promising results of all adhesives. By substituting either 20% or 40% of the PF with Dirty Lignoboost, resulted as higher shear strength results in wet samples compared to PF reference. The results indicate in overall that although PF reference has higher shear strength compared to other tested adhesives, there is room for further investigation of as an example whether the adhesive bonding could be improved in wet samples. In addition, it should be studied if the dry content ratios of the adhesives could be increased without making the adhesives too solid for application with pipette.

Ympäristölle myrkyllisten materiaalien korvaaminen vihreämmillä ja luonnollisesti turvallisilla ratkaisuilla on saanut yhä enemmän kiinnostusta tutkijoiden keskuudessa. Eräs mielenkiinnon kohteeksi joutunut aihealue on ollut mahdollisuus korvata osa puuliimoissa olevista myrkyllisistä yhdisteistä ympäristöystävällisemmillä ratkaisuilla. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli testata, kuinka kolloidaalisia ligniinipartikkeleita voidaan käyttää puuliimoissa sekä märissä että kuivissa olosuhteissa. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi valmistettiin erilaisia liimaeriä, ja lopuksi liimat testattiin ABES-liimasaumatestillä liimojen liitosten leikkauslujuuksien määrittämiseksi. Liimoilla oli useita erilaisia kiinteiden pitoisuuksien suhteita ja ne olivat joko CLP:PDADMAC + TONFC, CLP + CLP:PDADMAC tai Dirty Lignoboost + PF yhdistelmiä. ABES-testeillä oli erilaisia parametrejä, mukaan lukien lämpötila ja liima-annos. ABES-testien perusteella kaikilla liimoilla oli heikommat leikkauslujuusominaisuudet verrattuna PF-referenssiin. TONFC + CLP:PDADMAC-liimoilla oli kuitenkin yleisesti ottaen heikompi liiman liitoslujuus verrattuna CLP + CLP:PDADMAC-näytteisiin. Dirty Lignoboostin ja PF: n yhdistelmällä oli lupaavimmat tulokset kaikista liimoista. Korvaamalla joko 20 % tai 40 % PF: stä Dirty Lignoboostilla, seurauksena oli suurempi leikkauslujuus märissä näytteissä verrattuna PF-referenssiin. Tulokset osoittavat kaiken kaikkiaan, että vaikka PF-referenssillä on suurempi leikkauslujuus verrattuna muihin testattuihin liimoihin, on tilaa jatkotutkimuksille esimerkkinä siitä, voidaanko liiman sitoutumista parantaa märissä näytteissä. Lisäksi on tutkittava, voidaanko liimojen kuivapitoisuuksia nostaa tekemättä liimoista liian kiinteitä pipetillä levittämistä varten.

Description

Supervisor

Rautkari, Lauri

Thesis advisor

Lintinen, Kalle

Keywords

ABES, CLP, wood adhesives, shear strength

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202008234929

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM