Mikrotechnologische Untersuchungen an Sulfitablauge-gebundenen Holzwerkstoffen

Zusammenfassung

Eine aussichtsreiche Möglichkeit zur Verwertung von Sulfitablauge ist ihr Einsatz als Bindemittel in Holzwerkstoffen. Um Aussagen über die Wirksamkeit von Leimverbindungen auf Basis von Sulfidablauge zu erhalten, wurden Holzwerkstoffe mikrotechnologisch untersucht, die mit a) reiner Sulfitablauge (SA-Spanplatte), b) Sulfitablauge/Kaliumhexacyanoferrat (SA/KHF-Spanplatte), c) Sulfitablauge/Phenolformaldehydharz (SA/PF-Spanplatte) und d) Sulfitablauge/Schwefelsäure verleimt worden waren.

Die verschiedenen Sulfitablauge-Leime besaßen insgesamt eine homogene Struktur; nur bei der oxidativ vernetzten Sulfitablauge (SA/KHF) wurden zwei in Dichte und Textur unterschiedliche Komponenten beobachtet. Für alle Leime sind die Kontakteigenschaften gegenüber intakten und beschädigten Zellwänden als gut zu bezeichnen. Blasenbildung im Leim trat hauptsächlich bei Pappelholzpaneel und SA/KHF-Spanplatten auf. Der hohe Holzbruchanteil bei der SA-Spanplatte beruht auf Zelldeformationen verbunden mit einem hohen Grad der Plastifizierung. Kohäsionsbrüche in der Leimfuge und Adhäsionsbrüche an der Grenze zwischen Leim und Holz wiesen die SA/KHF-Spanplatten auf. Die Leimeindringung in das Holzgewebe erfolgte hauptsächlich durch mechanisch beschädigte Zellen neben der Leimfuge; ein Eindringen des Leimes in die Holzstrahlen konnte nur bei Pappelholzpneelen und SA-Spanplatten festgestellt werden. Der Leim im Pappelholzpaneel drang außerdem durch die Tüpfelöffnungen der Gefäße ein. Anhand der Röntgenmikroanalyse konnte nachgewiesen werden, daß alle untersuchten Leime in die an der Leimfuge angrenzenden Holzzellwände einzudringen vermögen.

Abstract

The possiblility of utilizing sulphite liquor as a binder for wood products is a promising field. Therefore, the microtechnological aspects of wood products bonded with variously modified sulphite liquors were studied, using light and electron microscopy as well as x-ray micro-analysis. The wood products had been bonded with the following adhesives: a) pure sulphite liquor (SA-particleboard), b) sulphite liquor/potassium hexacyanoferrate (SA/KHF particleboard), c) sulphite liquor/phenol formaldehyde resin (SA/PF/particleboard) and d) sulphite liquor acidified with sulphuric acid.

The various sulphite liquor binders had a more or less homogeneous structure; the oxidatively coupled sulphite liquor (SA/KHF), however, showed two zones of components of different density and texture. The coating of the wood cell walls along the glue line was even and intact in all cases. Occurrence of bubbles in the adhesive was restricted to the poplar panel, bonded with acidified sulphite liquor, and to the SA/KHF-boards. The SA-bonded particleboards evinced a large proportion of wood failure in tensile broken material, which is probably due to the extreme cell deformation in the tissue combined with a plasticized state. Cohesive failures in the glue line and adhesive failures at the border between adhesive and wood predominated in the SA/KHF-boards. The penetration of the sulphite liquor binder into the woody tissue occurred mostly through mechanically damaged cells near the glue line; a penetration of the binder into the wood rays was observed in the poplar panel and in the SA-particleboards. In the poplar panel, there was in addition a flow of binder through intervascular pits of vessels. On the basis of x-ray micro-analysis it was established that the binder components sulphur and calcium were present in the cell walls adiacent to the glue line, thus confirming the penetration of the glue.