Search

Medium-density fi berboards (MDF) were produced, using two different resins of urea-formaldehyde (UF) and phenol-formaldehyde (PF) at 10 % and 8 % contents, respectively. In order to find new source of raw material to satisfy the increasing need of composite manufacturing industry, 10 % of chicken feather was added to the furnish. Moreover, nano-clay was added to investigate its potential improving effects on MDF panel properties. Results showed that panels with PF resin demonstrated significantly lower water absorption and thickness swelling values in comparison to the panels with UF resin. However, mechanical properties of panels containing UF resin were generally higher; this was partially attributed to the higher resin content. It was concluded that panels with PF resin are recommended for applications where panels may be more exposed to water and vapor. In cases where the mechanical properties are of prime importance, panels with UF resin are more preferable. NC can be recommended in panels containing UF-resin to improve the properties, while it is not recommended in panels with PF-resin. Moreover, chicken feather can be included in MDF furnish to provide part of raw materials, though its addition can have diminishing effect on the properties to some extent., Ploče vlaknatice srednje gustoće (MDF) izrađene su uz dodatak dviju različitih smola, ureaformaldehidne (UF) i fenolformaldehidne (PF), i to u udjelu od 10 odnosno 8 %. Kako bi se pronašao novi izvor sirovine i pritom zadovoljile povećane potrebe industrije kompozitnih materijala, smjesi sirovine za izradu ploča vlaknatica dodano je 10 % pilećeg perja. Nadalje, dodana joj je i nanoglina da bi se istražilo moguće poboljšanje MDF ploča. Rezultati su pokazali da su ploče s PF smolom znatno slabije upijale vodu i da im je debljinsko bubrenje u odnosu prema pločama s UF smolom bilo manje. Međutim, mehanička svojstva ploča koje su sadržavale UF smolu u osnovi su bila bolja, što je djelomično povezano s većim udjelom smole. Zaključeno je da se ploče s PF smolom preporučuju za primjenu u uvjetima veće izloženosti vodi i pari. Kada su, pak, važnija mehanička svojstva ploča, pogodnije su one s UF smolom. Nanoglina se preporučuje za poboljšanje svojstava ploča koje sadržavaju UF smolu, a ne preporučuje se za ploče s PF smolom. Nadalje, pileće se perje može dodati sirovini za izradu MDF ploča iako ono može donekle pridonijeti pogoršanju svojstava ploče.

The present study analyzed the effect of nanographene (NG) application at three rates (0.75, 1.5, and 3 %) on the production of PLA85/F15 and PLA70/F30 composites. The incorporation of NG into the PLA/wood fi ber composites significantly improved the tensile and bending properties. The results indicated that composites made from PLA68.5/F30/NG1.5 had the highest tensile and bending properties. Furthermore, it was revealed that the addition of fi bers to PLA decreased the composite impact strength in comparison with pure PLA, whereas the addition of NG improved its impact strength, but not as much as pure PLA. The highest impact strength was observed in the composites containing 15 % fi bers and 1.5 % NG (PLA83.5/F15/NG1.5 composites). The composites made from 30 % wood fiber and 1.5 % (PLA68.5/F30/NG1.5 composites) NG had the best interfacial surface between the wood fiber and the matrix of composites., U radu je analiziran učinak nanografena (NG), dodanoga u različitim količinama (0,75, 1,5 i 3 %), na svojstva kompozita proizvedenih od polilaktične kiseline (PLA) i drvnih vlakana (F) (kompoziti PLA85/F15 i PLA70/F30). Ugradnjom NG-a u kompozite PLA/F znatno su poboljšana vlačna i savojna svojstva kompozita. Rezultati su pokazali da su kompoziti s dodatkom 1,5 % NG-a (PLA68.5/F30/NG1.5) imali najbolja vlačna i savojna svojstva. Nadalje, iz rezultata se može zaključiti da se dodavanjem drvnih vlakana u PLA smanjuje otpornost kompozita na udarce u usporedbi s čistim PLA, a dodavanjem NG-a poboljšava se otpornost kompozita na udarce. Međutim, ta je otpornost i dalje manja od otpornosti kompozita od čistog PLA. Najveća otpornost na udarce zabilježena je za kompozite koji sadržavaju 15 % drvnih vlakana i 1,5 % NG-a (kompoziti PLA83.5/F15/NG1.5). Kompoziti proizvedeni od 30 % drvnih vlakana i 1,5 % NG-a (kompoziti PLA68.5/F30/NG1.5) imali su najbolju površinu između drvnih vlakana i matrice kompozita.

U ovom diplomskom radu sustavno su obrađene i opisane pojedine tehnologije proizvodnje drvnih vlakana, tj. metode delignifikacije drva. Opisani su osnovni tehnološki procesi proizvodnje drvnih vlakana: proizvodnja drvenjače, poluceluloze, sulfitne i sulfatne celuloze. Osim njih, opisani su još termomehanički proces i kemitermomehanički postupak proizvodnje drvnih vlakana. Svi predhodno navedeni tehnološki procesi proizvodnje drvnih vlakana analizirani su i uspoređeni, uz opis prednosti i nedostaka pojedinih tehnoloških procesa. U nastavku rada opisane su metode bijeljenja celuloze i regeneracija kemikalija koje su vrlo bitne u pojedinim procesima proizvodnje drvnih vlakana.

Glavni zadatak graditeljstva je održivost te se nastoje sve više koristiti održivi građevinski materijali izrađeni od obnovljivih izvora među koje spadaju i drvna vlakna. Upravo iz tih razloga, cement se pojačava drvnim vlaknima kako bi mu se poboljšala mehanička svojstva. Cementni kompoziti s drvnim vlaknima su posebni po svojim strukturnim i izolacijskim svojstvima, kao i zbog dimenzijske stabilnosti, ekonomskih faktora i otpornosti na smanjenje kakvoće uslijed djelovanja okoline. Drvna vlakna se vežu sa cementnom matricom tijekom hidratacije cementa i imaju znatan utjecaj na savojnu čvrstoću i žilavost nastalog kompozita . Ovisno o načinu dobivanja drvnih vlakana i njihovom tretiranju, moguće je dodatno poboljšati svojstva kompozita. Vlakna su osjetljiva na promjenu vlage te njenim povećanjem gube krutost i postaju rastezljiva. Tthe main task of construction is sustainability and because of that there is a constant try to use sustainable building materials, among which wood fibers are included. For these reasons, cement is reinforced with wood fibers to improve its mechanical properties. Wood fiber-cement composites are special for their structural and insulation properties, as for their dimensional stability, economic factors and environmental degradation. Wood fibers are bonded with the cement matrix during hydration of cement and have a significant effect on the flexural strength and toughness of the resulting composites. Depending on the method of obtaining wood fibers and their treatment, it is possible to further improve the properties of the composite. The fibers are sensitive to humidity and with the increase of it, the fibers lose their stiffness and become more ductile.

Tehnologija drvnih vlakana prolazila je kroz intenzivne razvojne faze usmjerene na maksimizaciju iskorištenja drvne tvari tijekom tehnoloških procesa prerade drva, kvalitativno iskorištenje i proširenje područja uporabe drvnih vlakana. Mehaničkom i termo-mehaničkom obradom i preradom drva dobivaju se vlakna prvenstveno za proizvodnju drvnih kompozita, a polu-kemijskom i kemijskom preradom drva dobivaju se vlakanca višeg stupnja čistoće (poluceluloza, celuloza) za proizvodnju papira, kartona i drugih proizvoda. S obzirom na brojne postupke proizvodnje pulpe istraživanja u ovom radu bila su usmjerena na snimku stanja i determiniranje svjetskih smjernica razvoja navedene tehnologije, s naglaskom na razvoj novih tehnologija koje proširuju područja uporabe drvnih vlakana. Istraživanja su pokazala da se vlakna u obliku pulpe uvjerljivo najviše proizvode od drva. Očekuje se daljnji porast instaliranih kapaciteta za proizvodnju drvne pulpe. Od kemijskih postupaka najveći kapaciteti instalirani su za proizvodnju bijeljene pulpe dobivene sulfatno-natronskim postupkom. Očekuje se daljnje povećanje instaliranih kapaciteta. Dominantne su listače. U proizvodnji pulpe mehaničkim postupkom i termo-mehaničkim postupkom dominantne su četinjače. Najveći svjetski kapaciteti za proizvodnju pulpe iz drva za papir i karton instalirani su u USA i to više od 1/3 ukupnih kapaciteta.

Nanokompozitni materijali nova su generacija drvnih kompozitnih materijala. Razumijevanje njihove sinteze, strukture i svojstava od velike je važnosti za razvoj naprednih nanokompozitnih materijala poboljšane čvrstoće i izdržljivosti. Rezultati istraživanja posljednjih desetljeća pokazali su kako se celulozne nanočestice mogu koristiti kao punila za poboljšanje prirodnih svojstava biokompozita, te su istraživački napori trenutno upregnuti u razvoj nove klase kompozita. Drvna i nedrvna lignocelulozna vlakna izuzetno su dobra sirovina za proizvodnju biokompozita, te se u današnje vrijeme sve više intenziviraju istraživanja usmjerena ka primjeni lignoceluloznih vlakna ne samo kao punila, već i kao osnova za izradu matrica. Kako raste broj znanstvenih istraživanja i samim time objavljenih radova, pokazala se potreba za sustavnim pregledom znanstvenih aktivnosti, a upravo to je i cilj ovog rada.

U ovom diplomskom radu ispitana je mogućnosti sinteze bioplastike na osnovi recikliranih drvnih vlakana. Prikladnim mehaničkim i fizikalno–kemijskim metodama drvna vlakna acetilirana su i time napravljena topljivima u polarnim aprotonskim otapalima. Lijevanje tako dobivenih reakcijskih smjesa rezultiralo je izradom bioplastike. Bioplastika, u određenoj mjeri, prikladna je alternativa polimernim materijalima na bazi petrokemijskih produkata, što sasvim sigurno opravdava istraživanje mogućnosti sinteze iste iz drva.