Onderzoekers van Aalto University hebben een biobased lijm ontwikkeld die formaldehydehoudende lijmen in de houtbouw kan vervangen. De belangrijkste grondstof in de nieuwe lijm is lignine, een structureel bestanddeel van hout en een bijproduct van de pulpindustrie dat meestal wordt verbrand nadat het hout is verwerkt. Als alternatief voor formaldehyde biedt lignine een gezondere en koolstofvriendelijkere manier om hout in de bouw te gebruiken.

De ecologische voetafdruk van houtconstructies is aanzienlijk lager dan die van betonconstructies, en houtconstructies worden vaak ook als beter beschouwd voor de gezondheid van menselijke bewoners. Houten panelen gebruiken echter nog steeds lijmen gemaakt van fossiele grondstoffen. Ze bevatten formaldehyde, dat schadelijk kan zijn voor de gezondheid, vooral voor degenen die in het lijmproductieproces werken. Mensen die in gebouwen wonen of gebouwen bezoeken, kunnen ook worden blootgesteld aan het giftige formaldehyde van houten panelen.

Lignine daarentegen is afkomstig van hout zelf. Het bindt cellulose en hemicellulose samen en geeft hout zijn taaie, sterke structuur. Lignine is goed voor ongeveer een kwart van het gewicht van hout en wordt in grote hoeveelheden geproduceerd in de pulp- en bioprocessing-industrie. Slechts twee tot vijf procent van de geproduceerde lignine wordt gebruikt en de rest wordt in fabrieken verbrand voor energie.

Voorheen waren langdurige en chemisch intensieve voorbehandelingen nodig om lignine in lijmen te gebruiken. De lijm die is ontwikkeld door onderzoekers van Aalto University kan gezuiverde kraft-lignine gebruiken en de chemische reactie om de lijm te maken duurt een paar minuten in plaats van maximaal 10 uur. Er is geen extra verwarming van de grondstof nodig, wat het energieverbruik vermindert. De enige bijproducten van het proces zijn zout en natriumhydroxide, of loog.

Monika Österberg, professor aan de Aalto University School of Chemical Engineering, benadrukt dat dit een belangrijke ontwikkeling is voor zowel het milieu als de industrie.

"Het gebruik van lignine als materiaal kan de uitstoot van kooldioxide verminderen en de verwerkingswaarde van bossen verhogen. Daarom is onderzoek naar lignine een belangrijke prioriteit voor ons aan de Aalto University."

Promovendus Alexander Henn legt uit dat verlijmde houten panelen zoals multiplex en spaanplaat steeds vaker worden gebruikt voor wanden, plafonds en vloeren.

"Daarom is het belangrijk om de nadelen van paneellijmen op houtbasis te overwinnen en de nieuwe innovatie te ontwikkelen tot een commercieel product. Dit zou een verschuiving mogelijk maken naar een meer op hout gebaseerde constructie, als een sterke en hittebestendige lijm gemaakt van natuurlijke materialen maakt bouwen echt ecologisch en veilig."

De innovatie is een grote stap voorwaarts voor de bosbouw- en lijmindustrie, aangezien het ligninegehalte van eerdere lijmen relatief laag was (ongeveer 20-50 procent), terwijl de nieuwe innovatie van Aalto University een ligninegehalte van meer dan 90 procent heeft. De lijm is sterk en niet giftig, en beschermt oppervlakken tegen vuur, zodat het zelfs als vlamvertrager kan worden gebruikt.

Volgens de onderzoekers kan lignine ook worden gebruikt als grondstof voor toepassingen als coatings en composieten. Het onderzoekswerk zal worden voortgezet in het laboratorium en er zullen waarschijnlijk verschillende commercialiseringsmogelijkheden worden onderzocht in samenwerking met LignoSphere Oy, een spin-off van Aalto University.

Dit onderzoek werd in augustus 2022 gepubliceerd in het tijdschrift Green Chemistry .

"Een sterke en hittebestendige lijm maakt het bouwen op hout echt ecologisch en veilig", zegt promovendus Alexander Henn. + Verder verkennen

Onderzoekers zetten niet-giftige resten om in coating die bestand is tegen slijtage, vlekken en zonlicht