EN
The wood-based panel industry is facing increasing demand for more environmentally friendly and safer materials. One of the main concerns associated with conventional particleboards is the use of urea-formaldehyde (UF) adhesives, which, although offering high bonding strength and low production costs, can release harmful formaldehyde emissions. This study focuses on the utilization of kraft lignin, a natural polymer and by-product of the pulping process. Lignin is the second most abundant natural polymer on Earth, after cellulose, constituting up to one-third of wood’s dry weight and contributing significantly to its strength and durability. Although approximately 55 million tons of kraft lignin are produced annually, most of it is currently burned as fuel in pulp mills. Due to its aromatic-rich chemical structure, lignin holds considerable industrial potential. In addition to being a promising component in developing eco-friendly adhesives, lignin can also be utilized in the production of bioplastics, carbon fibers, and pharmaceuticals and as a raw material for various chemical compounds. In wood-based composites, lignin is viewed as a potential renewable substitute for synthetic phenols and other petrochemical-derived components. Its incorporation into adhesives may not only reduce the environmental footprint but also enhance certain performance characteristics of the final products. This study investigated the feasibility of partially substituting UF resin with kraft lignin in particleboard production, testing substitution levels of up to 40%. The results showed that particleboards containing up to 20% lignin retained acceptable mechanical properties, whereas higher lignin content led to reduced strength and increased brittleness. Nevertheless, lignin reduced moisture absorption and potentially decreased formaldehyde emissions. Research such as this reveals the untapped potential of lignin and contributes to the development of more sustainable alternatives in wood engineering, aiming to reduce reliance on synthetic adhesives and promote the use of renewable raw materials.
Read HERE
CZ
Dřevařský průmysl čelí rostoucí poptávce po ekologičtějších a bezpečnějších materiálech. Jedním z hlavních problémů tradičních dřevotřískových desek je používání močovino-formaldehydových (UF) lepidel, která sice nabízejí pevnost a nízkou cenu, ale zároveň mohou uvolňovat škodlivý formaldehyd. Tento výzkum se proto zaměřuje na využití sulfátového (kraft) ligninu, přírodního polymeru vznikajícího jako vedlejší produkt při výrobě buničiny. Lignin je druhý nejrozšířenější přírodní polymer na světě hned po celulóze. Tento unikátní materiál tvoří až třetinu hmotnosti dřeva a je zodpovědný za jeho pevnost a odolnost. Přestože se ročně vyprodukuje přibližně 55 milionů tun sulfátového ligninu, většina z něj zatím končí jako palivo v papírnách. Díky své chemické struktuře bohaté na aromatické sloučeniny má lignin široký potenciál v průmyslu. Kromě výroby ekologičtějších lepidel, lze lignin využít i k výrobě bioplastů, uhlíkových vláken, farmaceutických látek či jako surovinu pro získávání dalších chemických sloučenin. V oblasti kompozitů na bázi dřeva se lignin jeví jako perspektivní náhrada syntetických fenolů a dalších petrochemických látek. Jeho přidání do lepidel nejen snižuje environmentální stopu, ale také může zlepšit některé vlastnosti finálních produktů. V této studii jsme zkoumali možnost nahrazení části UF lepidel ligninem, a to až do obsahu 40 %. Výsledky ukázaly, že dřevotřískové desky s příměsí ligninu si zachovávají dobré mechanické vlastnosti při obsahu do 20 %, zatímco vyšší podíl ligninu způsobuje pokles pevnosti a zvýšení křehkosti. Přesto však lignin snižuje absorpci vlhkosti a potenciálně i množství uvolňovaného formaldehydu. Výzkumy, jako je tento, postupně odhalují skrytý potenciál ligninu a přispívají k hledání udržitelnějších alternativ v dřevařství, které by mohly snížit závislost na syntetických lepidlech a podpořit využití obnovitelných surovin.