استفاده از پلی‌ اسید حاصل از لیگنین مالئیک‌دار شده به ‌عنوان کاتالیزور در چسب اوره - لیگنین - گلی ‌اکسال

در حال حاضر یافتن کاتالیزور باکیفیت بالا و دوستدار محیط ‌زیست برای چسب های گرما سخت از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر استفاده از پلی اسید حاصل از لیگنین مالئیک دار شده به ‌عنوان کاتالیزور در چسب اوره لیگنین گلی اکسال می باشد. به همین منظور در مرحله اول، واکنش فنولاسیون لیگنین به ‌منظور افزایش گروه های هیدروکسیل انجام شد. سپس لیگنین اصلاح شده با مالئیک انیدرید واکنش داده شد تا پلی اسید بر پایه لیگنین مالئیک دار شده حاصل گردد. در مرحله بعد، مقادیر متفاوت کاتالیزور تولیدی (0،1،2 و 3 درصد) به چسب اوره لیگنین گلی اکسال اضافه گردید و چسب تهیه‌ شده در ساخت تخته خرده چوب استفاده شد. ویژگی های مختلف چسب و تخته تولیدی مطابق روش های استاندارد اندازه‌گیری شد و با تخته‌هایی که در آنها از کاتالیزور کلرید آمونیوم استفاده‌ شده بود (به‌ عنوان نمونه شاهد) مقایسه گردید. همچنین رفتار حرارتی چسب قبل و بعد از افزودن کاتالیزور با استفاده از دستگاه آنالیز گرماسنج روبشی تفاضلی (dsc) مورد بررسی قرار گرفت. به ‌طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که پلی اسید حاصل از لیگنین مالئیک دار شده می تواند به‌ عنوان کاتالیزور موثر برای چسب اوره لیگنین گلی ‌اکسال مورد استفاده قرار گیرد. نتایج بررسی های فیزیکی شیمیایی چسب نشان داد که با افزایش میزان کاتالیست تا 3 درصد، میزان ph و زمان ژله ای شدن چسب به‌ طور پیوسته کاهش می‌یابد. آنالیز dsc نشان داد که افزودن کاتالیست پلی اسید موجب کاهش بیشتر دمای انعقاد چسب در مقایسه با کلرید آمونیوم می‌گردد. بر اساس نتایج به ‌دست ‌آمده از بررسی‌های فیزیکی و مکانیکی تخته‌های تولیدی، افزودن 3 درصد پلی اسید بر پایه لیگنین موجب بهبود معنی دار مقاومت های مکانیکی (چسبندگی داخلی، مدول ‌الاستیسته و مقاومت خمشی) و پایداری ابعاد تخته خرده چوب می گردد.

The Use of Maleated Lignin based Polyacid as Catalyst in Urea-Lignin-Glyoxal Wood Adhesive

Nowadays, finding a catalyst with high quality and ecofriendly thermoset resins is very valuable. This study aimed to investigate the effect of maleated ligninbased polyacid (MAPL) as a catalyst in urealigninglyoxal (ULG) resin. For this reason, a phenolate reaction was done to increase the hydroxyl groups of lignin. Then the modified lignin was reacted with maleic anhydride to obtain polyacid based on maleated lignin. In the next step, different content of MAPL catalyst (0, 1, 2, and 3 wt%) was added to ULG resin and prepared resins were used in particleboard panels production. Different properties of synthesized resins and panels were measured according to standard methods and were compared with those using ammonium chloride as the control sample. In addition, the thermal behavior of resin before and after adding catalyst was analyzed with Differential Scanning Calorimetry (DSC). Generally, the results of this research indicated that polyacids based lignin could be used as a suitable catalyst for ULG resin. Physical and mechanical test analysis indicated that the addition of catalyst from zero to 3 wt% continuously decrease pH and gelation time. DSC analysis showed that adding extra MAPL reduces the curing temperature of resin compared with ammonium chloride. Based on the obtained results from manufactured panels, mechanical strength (MOE, MOR, and IB strength) and dimensional stability of the panels was improved by adding 3 wt% MAPL.