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Titelaufnahme

Titel
Lignin phenol formaldehyde wood adhesives / submitted by Lorenz Pfungen
VerfasserPfungen, Lorenz
GutachterKonnerth, Johannes ; Liebner, Falk ; Van Herwijnen, Hendrikus
Erschienen2015
UmfangVII, 68 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2015
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)B-Zeit, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Festharzgehalt, Freies Formaldehyd, Lignin-Phenol-Formaldehyd-Klebstoffe, Viskosität, Wasserverdünnbarkeit, Längszugscherfestigkeit
Schlagwörter (EN)B-time, differential scanning calorimetry (DSC), free formaldehyde content, lignin-phenol-formaldehyde adhesives, longitudinal tensile shear strength, solid content, viscosity, water miscibility
Schlagwörter (GND)Harze / Lignin / Phenol / Formaldehyd / Chemische Synthese / Klebstoff / Lignin
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-2102 Persistent Identifier (URN)
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Lignin phenol formaldehyde wood adhesives [1.9 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Aufgrund seiner phenolischen Struktur und der großen vorhandenen Menge von Lignin gibt es das Bestreben, Lignin als Ersatz für Phenol in phenolischen Klebstoffen einzusetzen. Ziel der Masterarbeit war es, ein Herstellungsverfahren für Lignin-Phenol-Formaldehydharze zu entwickeln. Der Phenolanteil der Harze wurde dabei mit bis zu 40% Lignin ersetzt. Die Hypothese war, dass Lignin-Phenol-Formaldehyd-Klebstoffe mit gleichen Eigenschaften wie gewöhnliche Phenol-Formaldehyd-Klebstoffe hergestellt werden können. Es wurden Harze mit 5, 10, 20, 30 und 40% Lignin, bezogen auf die Masse von Phenol, hergestellt, sowie ein Referenzklebstoff mit 0% Lignin. Für die Tests wurden Sarkanda Gras Soda Lignin und Kiefer Kraft Lignin Indulin AT eingesetzt. Zur Bestimmung einer geeigneten Synthesetemperatur wurden Screeningtests durchgeführt und anschließend die Reproduzierbarkeit geprüft. Um die Harzsynthese zu optimieren, wurden der Ablauf und die verwendeten Apparaturen mehrmals geändert. Unter Nutzung des optimierten Ablaufes wurden Harze hergestellt und charakterisiert. Es wurden Viskosität, Festharzgehalt (ISO 3251), B-Zeit (DIN 16916-2) als Maß für die Aushärtezeit, Wasserverdünnbarkeit (ISO 8989) und der Gehalt an freiem Formaldehyd (ISO 11402) bestimmt. Das Aushärteverhalten wurde mit Differential Scanning Calorimetry bestimmt. Die Auswirkung des Ligningehaltes auf die Klebefestigkeit wurde mittels einer Zugscherprüfung in Anlehnung an die ÖNORM EN 302-1 ermittelt. Die Proben wurden in unterschiedlichen Klimata (Behandlung A1+ und A2) gelagert und anschließend geprüft. Die Harze zeigten bei ihren Eigenschaften keine wesentlichen Unterschiede. Der Gehalt an freiem Formaldehyd, welcher mit steigender Konzentration von Lignin linear zunahm, war die Ausnahme. Ein erhöhter Ligningehalt führte weiters zu einer verzögerten Aushärtung. Die statistische Analyse der Zugscherprüfung hat gezeigt, dass bei beiden Klimata die mittleren Zugscherfestigkeiten der Gruppen unterschiedlich sind.

Zusammenfassung (Englisch)

Due to its phenolic structure and the huge available quantities of lignin a lot of efforts to substitute phenol with lignin in phenolic adhesives were already made. The goal of this master thesis was to develop a production procedure for lignin-phenol-formaldehyde resins of which the amount of phenol is replaced up to 40% by lignin. The hypothesis was that it is possible to produce adhesives with equal properties compared to pure phenol-formaldehyde resins. Therefore adhesives with 5, 10, 20, 30 and 40% lignin based on the total mass of phenol were produced as well as a reference resin with 0%. For the tests Sarkanda grass Soda lignin and pine Kraft lignin Indulin AT were used. To determine an appropriate synthesis temperature screening tests were performed at the beginning. Subsequently reproducibility tests were conducted. During these tests the procedure and the used equipment were changed to optimize the resin synthesis. The optimized procedure was used to synthesize adhesives which were characterized. The resins were characterized in terms of viscosity, solid content (ISO 3251), B-time (DIN 16916-2) as a value for curing time, water miscibility (ISO 8989) and free formaldehyde content (ISO 11402). The curing development was determined with differential scanning calorimetry. To determine the influence of the used amount of lignin on the bonding strength the longitudinal tensile shear strength according ÖNORM EN 302-1 was determined. The specimens were stored in different climates (treatment A1+ and A2) and tested afterwards. The results of the tests showed no substantial differences. An exception was the free formaldehyde content which increases linearly with increasing amount of lignin. An increased amount of lignin led to a delayed curing of a resin. The statistical analysis of the tensile shear test showed that for both climates the average tensile shear strength of the groups differ from each other.