Биологическая смола для стабильных деревянных строительных материалов

Чтобы уменьшить зависимость от ископаемого сырья, Covestro создает все больше продуктов и связанных с ними прекурсоров из возобновляемого сырья. Работая с партнерами, компания разрабатывает упрочняющие слои на биологической основе для материалов из цельной древесины для замены нефтехимических продуктов, которые сейчас используются для этих целей.

Полиуретановая система, о которой идет речь, армирована целлюлозными волокнами, она должна более, чем на 90% состоять из биологического сырья, содержать нулевые добавки и демонстрировать отличную огнестойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Проект поддерживается Федеральным министерством продовольствия и сельского хозяйства Германии.

Современные технологии строительства зданий из сплошной древесины все чаще становятся доминирующими в европейских городских пространствах. Основными материалами, используемыми для изготовления строительных элементов, являются кросс-ламинированная древесина и клееная ламинированная фанера. Оба материала состоят из чередующихся слоев древесины и тонко распределенной полиуретановой смолы. Если в слои смолы внедрены арамидные, стеклянные или углеродные волокна, они создают усиливающие сегменты, которые еще больше повышают стабильность конструкционных элементов.

Биологические альтернативы

В ходе недавно запущенного проекта исследователи хотят найти альтернативные биокомпоненты на основе смол тем смолам на основе ископаемого сырья, которые используются на сегодняшний день. Они создают комбинацию из биогенных алифатических полиизоцианатов и полиолов на основе растительных масел. Полученные полиуретаны должны изначально обладать низкой воспламеняемостью и хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям, поэтому для улучшения какого-либо свойства не должно требоваться специальных добавок.

Когда дело доходит до усиления такого материала, ученые предпочитают целлюлозные волокна, такие как экстракты из регенерированной целлюлозы. «В конце этого процесса у нас будут первые в мире армирующие материалы для использования в строительстве древесины, которые будут состоять по меньшей мере из 90% возобновляемого сырья», – говорит д-р Пол Хайнц из Covestro, который координирует исследовательский проект. Это, по его словам, сделает более совершенной современную деревянную конструкцию с кросс-ламинированной и клееной ламинированной древесиной.

Непрерывное производство с помощью пултрузии

Для производства строительных элементов, партнеры по проекту выбрали пултрузию, непрерывный процесс промышленного производства для композитных профилей, наполненных непрерывным армированным волокном. Экспериментальные установки, которые создал один из партнеров Covestro, Институт химической технологии Фраунгофера, используются для изготовления плоских профилей для тестирования и оптимизации необходимых инструментов и параметров процесса.

В ходе проекта другой партнер, компания Sortimo, будет выпускать стандартный компонент конструкций из древесины, который затем будет использоваться для оценки технического, экономического и экологического потенциала нового материала и производственного процесса для строительной отрасли. Для компонента используется древесина бука, поскольку этот материал становится все более доступным на рынке.