Использование модифицированного лигнина для снижения токсичности древесных плит
Authors: Тимофеев И.В. , Иванов Д.В. , Леонович А.А. , Крутов С.М. 
Published: September 2020

Исследованы модифицированные тонкодисперсные препараты гидролизного лигнина как акцепторы формальдегида в технологии древесноволокнистых плит средней плотности. Изучены гидролизный лигнин Кировского биохимического завода, мелкодисперсный лигнин, полученный путём паровзрывной обработки исходного, и ультрадисперсный лигнин, полученный на дисковой мельнице. Разработана методика, позволяющая установить сорбционную способность препаратов лигнина по отношению к формальдегиду. Проведены реакции между лигнином и формальдегидом в водной среде при 100 С в течение 1 ч. Содержание формальдегида в реакционной смеси определяли фотометрически; разницу значений до и после кипячения смеси принимали за количество связанного формальдегида. Методом корреляционной обработки данных установлено, что способность препаратов лигнина связывать свободный формальдегид на 88% зависит от их удельной поверхности. Препарат ультрадисперсного лигнина характеризуется удельной поверхностью 14 м2/г и предпочтительнее других препаратов как акцептор формальдегида. Помимо сорбции имеет место химическое взаимодействие формальдегида и функциональных групп лигнина, что иллюстрируют ИК-спектры, а также спектры твёрдотельного ЯМР. Установлена сорбционная способность акцептора по отношению к формальдегиду, выделяющемуся при отверждении карбамидоформальдегидной смолы. Исследованы физико-химические свойства смолы, совмещённой с препаратом ультрадисперсного лигнина. При изготовлении образцов древесноволокнистых плит проведен факторный эксперимент, позволивший подобрать технологические режимы для получения плит класса эмиссии Е1, соответствующего стандарту на древесноволокнистые плиты. Возможно получение плит класса эмиссии Е0,5, однако необходим повышенный расход лигнина с использованием упрочняющих добавок.

Modified preparations of hydrolysis lignin as acceptors of formaldehyde were researched in medium density fiberboard technology. The hydrolysis lignin of the Kirov Biochemical Plant, fine-dispersed lignin, obtained by steam-blasting treatment, and ultra- dispersed lignin, obtained on the disk mill were researched. Method, which can show how lignin sorbs formaldehyde was developed. The reaction between lignin and formaldehyde was carried out in aquatic environment at 100 oC during 1 hour. The difference in values before and after boiling of the reaction mixture was identified as the amount of sorbed formaldehyde. The correlation processing of data established that the sorption capacity of lignin preparations depends on their specific surface by 88%. Ultra-dispersed lignin has specific surface 14 m2/g therefore it’s more effective acceptor. IR spectrums and NMR spectrums of ultra-dispersed lignin were researched after determining their sorption capacity. They showed that formaldehyde came into reaction with functional groups of lignin. It was established that ultra-dispersed lignin can sorb formaldehyde, formed during hardening of urea-formaldehyde resin. The physic-chemical properties of the resin combined with the ultra-disperse lignin were also researched. While making MDF the full factorial experiment was carried out. It allowed to find technological modes for making wood board, which have emission class E1, and corresponds state standard for fiberboard. It is possible to produce wood boards of emission class E0,5, however, increased lignin consumption and use of hardening additives are necessary.