Kimyagerler Glikoz ve Sitrik Asitten Kontrplak İçin Toksik Olmayan Bir Yapıştırıcı Geliştirdi

Fotoğraf: Kontrplak ve diğer kompozit ahşap ürünler, ev yapımında, mobilya ve dekorda yaygın olarak kullanılmaktadır. Genellikle formaldehit gibi potansiyel olarak kanserojen kimyasalları içeren yapıştırıcılar ve reçineler kullanılarak üretilirler.

Ev mobilyaları, dekor ve zemin yapımında kullanılan malzemeler, büyük levhalar halindeki  kompozit ahşap ürünlerdir. Ancak sunta ve kontrplakları bir arada tutan yapıştırıcılar ve reçineler genellikle kanserojen bir kimyasal olan formaldehit içerdiği için hava kirliliğine sebep olur. ACS Applied Materials & Interfaces’de bugün (11 Mayıs 2022) rapor sunan araştırmacılar, toksik olmayan bir yapıştırıcı geliştirmek için glikoz ve sitrik asidi (şeker ve portakal suyu bileşenini) kullanarak kontrplak için güçlü ve suya dayanıklı bir ahşap yapıştırıcı geliştirdiler.

Kontrplak üretiminde ince ahşap katmanları birbirine yapıştırıldıktan sonra malzemeyi basınç ve ısı altında sertleştirerek büyük ve esnek paneller oluşturulur. Bu uygulamada popüler yapıştırıcılardan biri olan üre-formaldehit reçinesi ucuz ve ahşaba güçlü bir şekilde yapışması nedeniyle sıkça kullanılır. Bununla birlikte, bu tip reçineli kontrplaktan kaynaklanan formaldehit emisyonları, sağlık ve çevre ile ilgili endişeleri artırmıştır. Önceki çalışmalar, glikoz ve fruktozdan oluşan iki birimli bir şeker olan sakaroz ve sitrik asit çözeltilerinin doğal ve suya dayanıklı bir ahşap tutkalı oluşturduğunu göstermiştir. Ancak kontrplak kürlemesinde enerji tüketimini azaltmak için çinko klorür katalizörü gereklidir, bu da yapıştırıcının gücünü azaltmaktadır. Bu nedenle, Hong Lei ve meslektaşları, saf glikoz ve sitrik asidin daha az enerji ve yoğun bir kürleme süreci ile güçlü bir yapışkan oluşturup oluşturamayacağını görmek istediler.

Fotoğraf: Sitrik asit ve glikozdan güçlü, suya dayanıklı ve üç katmanlı kontrplak oluşturan bir ahşap tutkalı üretilmektedir. (Kaynak: ACS Applied Materials & Interfaces 2022’den uyarlanmıştır, DOI: 10.1021/acsami.2c02859)

Araştırmacılar, kavak kaplamaları üzerine uyguladıkları yapışkan bir sıvıyla glikoz ve değişen miktarlarda sitrik asit çözeltilerini ısıttılar. Daha sonra üç kaplamayı istiflediler ve bunları altı dakika boyunca 200°C’de 392°F’de tek bir tabaka halinde bastırdılar. Ekip, mukavemet testleri için levhaları daha küçük parçalara ayırdı ve 101 psi’den daha yüksek basınçlar altında, kontrplak numunelerinin yapıştırılmış dikiş yerlerinden değil, ahşap lifleri boyunca kırıldığını buldu.

Bu sonuçlar, Çin’deki kontrplak için standart gereksinimi karşılamaktadır. Sıcak veya kaynar suya batırılan kontrplak numunelerinin sadece sitrik asit-glikoz oranları 0,6’nın üzerinde olanlarda standart gereksinimi karşılayan yapışma mukavemetleri vardır. Araştırmacılar bu sonuçlara sitrik asit ve ahşap arasındaki ester bağlarındaki artışın sebep olduğunu düşünüyor bu da ahşabın bağlanma gücünü ve su direncini arttırmaktadır. Ek olarak, sitrik asit-glikoz yapıştırıcılarının ağaç ürünleri endüstrisi için umut vaat ettiğini söylemektedirler.

Referans: Chunyin LI, Hong LEI, Zhigang WU, Xuedong XI, Guanben DU ve Antonio Pizzi, 11 Mayıs 2022, ACS Applied Materials & Interfaces. DOI: 10.1021/acsami.2c02859

Yazarlar, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Yunnan İl Doğa Bilimleri Vakfı, 111 projesi ve Fransız Ulusal Araştırma Ajansı (ANR) tarafından sağlanan fonları kabul ediyor.

Kaynak: scitechdaily.com