Фізичні властивості легких стружкових плит із частковою та повною заміною деревини кострицею конопель
Анотація
Зростаючий попит на деревинні плити для будівельної та меблевої галузей, а також посилення глобальної стурбованості щодо зменшення антропогенного тиску на лісові ресурси зумовлюють необхідність пошуку альтернативних видів сировини для їх виробництва. Сільське господарство може забезпечувати сировину не лише з недеревних рослин, але й із численних відходів та побічних продуктів. Метою роботи було з’ясувати вплив часткової чи повної заміни деревної стружки кострицею коноплі на фізичні властивості стружкових плит.
Виготовляли тришарові стружкові плити щільністю 350, 450 і 550 кг/м³ з різними об’ємними пропорціями частинок деревини та костриці коноплі у внутрішньому шарі (100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100%), тоді як зовнішні шари складалися лише з деревних частинок. Плити, виготовлені повністю з деревинної стружки, використовували як еталонні. Для склеювання частинок застосовували карбамідоформальдегідний (КФ) клей. Досліджували насипну щільність частинок, набрякання за товщиною і водопоглинання плит.
Костриця конопель має нижчу насипну щільність порівняно з деревинною стружкою, а її частинки відзначаються меншими розмірами, ніж деревинні. Дисперсійний аналіз (ANOVA) показав, що щільність плит і вміст костриці коноплі у внутрішньому шарі суттєво впливають на набрякання за товщиною і водопоглинання. Часткова заміна деревинної стружки кострицею коноплі покращує фізичні властивості плит: збільшення щільності зменшує водопоглинання та збільшує набрякання, а збільшення вмісту костриці коноплі у внутрішньому шарі зменшує набрякання за товщиною і водопоглинання.
Отже, використання костриці коноплі дає змогу частково замінити деревину у виробництві стружкових плит, що сприяє зниженню потреби в лісових ресурсах, скороченню собівартості, підвищенню екологічної стійкості легких плит та ефективному використанню сільськогосподарських відходів.
Посилання
Auriga, R., Pędzik, M., Mrozowski, R., & Rogoziński, T. (2022). Hemp shives as a raw material for the production of particleboards. Polymers, 14(23), 5308. https://doi.org/10.3390/ polym14235308
Balducci, F., Harper, C., Meinlschmidt, P., Dix, B., & Sanasi, A. (2008). Development and innovation in particleboard panels. Drvna Industrija, 59(3), 131–136.
Bekhta, P., Kozak, R., Sedliačik, J., Gryc, V., Sebera, V., Bajzová, L., & Iždinský, J. (2022). Selected properties of veneered lightweight particleboards with expanded polystyrene. Materials, 15(18), 6474. https://doi.org/10.3390/ma15186474
Bekhta, P., Korkut, S., & Hiziroglu, S. (2013). Effect of pretreatment of raw material on properties of particleboard panels made from wheat straw. BioResources, 8(3), 4766–4774.
Bresnahan, S. (2022, December 12). Why are trees important to the ocean? WellKind Guatemala NGO. https://www.wellkind.org/blog/ym63d9rbtfq2syoc1gibpl3w4sh9qm
European Committee for Standardization. (2014). Lightweight particleboards—Specifications (CEN/TS 16368:2014). https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/61fdee12-7971-4c50-ba8d-4be0bfb3b5f1/cen-ts-16368-2014
Dziurka, D., & Mirski, R. (2013). Lightweight boards from wood and rape straw particles. Drewno, 56(190), 19–31. https://doi.org/10.12841/wood.1644-3985.051.02
European Committee for Standardization. (1993). Particleboards and fibreboards—Determination of swelling in thickness after immersion in water (EN 317:1993). Brussels, Belgium: CEN. https://ru.scribd.com/document/736512184/317-1993-BS-EN
European Panel Federation. (2025). Types of wood-based panels and their economic impact. https://europanels.org/the-wood-based-panel-industry/types-of-wood-based-panels-economic-impact/
Ghofrani, M., Ashori, A., & Mehrabi, R. (2017). Mechanical and acoustical properties of particleboards made with date palm branches and vermiculite. Polymer Testing, 60, 153–159. doi.org/10.1016/j.polymertesting.2017.03.028
Guler, C., & Ozen, R. (2004). Some properties of particleboards made from cotton stalks (Gossypium hirsitum L.). Holz als Roh- und Werkstoff, 62, 40–43. https://doi.org/10.1007/s00107-003-0439-9
Hussein, Z., Ashour, T., Khalil, M., Bahnasawy, A., Ali, S., Hollands, J., & Korjenic, A. (2019). Rice straw and flax fiber particleboards as a product of agricultural waste: Evaluation of technical properties. Applied Sciences, 9(18), 3878. https://doi.org/10.3390/app9183878
Khojasteh-Khosro, S., Shalbafan, A., & Thoemen, H. (2020). Preferences of furniture manufacturers for using lightweight wood-based panels as eco-friendly products. European Journal of Wood and Wood Products, 78, 593–603. https://doi.org/10.1007/s00107-020-01519-8
Khristova, P., Yossifov, N., & Gabir, S. (1996). Particle board from sunflower stalks: Preliminary trials. Bioresource Technology, 58(3), 319–321. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(96)00112-5
Kord, B., Roohani, M., & Kord, B. (2015). Characterization and utilization of reed stem as a lignocellulosic residue for particleboard production. Maderas. Ciencia y Tecnología, 17, 517–524. https://doi.org/10.4067/S0718-221X2015005000046
Mantau, U. (2010). Is there enough wood for Europe? In EUwood—Final report (pp. 19–34). Hamburg, Germany.
Mantau, U. (2012). Wood flows in Europe (EU27). Celle, Germany.
Mehmet, E. K. (2025). Mechanical and physical properties of particleboard produced from hemp plant. BioResources, 20(3), 5361–5376. https://doi.org/10.15376/biores.20.3.5361-5376
Meinlschmidt, P., Schrip, A., Dix, B., Thole, V., & Brinker, N. (2008). Agricultural residues with light parenchyma cells and expandable fillers for lightweight particleboards. In Proceedings of the International Panel Products Symposium (pp. 179–188). Espoo, Finland.
Michanickl, A. (2006). Development of a new light wood-based panel. In Proceedings of the 5th European Wood-Based Panel Symposium (pp. 4–6). Hannover, Germany.
Mirski, R., Banaszak, A., & Bekhta, P. (2021). Selected properties of formaldehyde-free polymer-straw boards made from various thermoplastics and types of straw. Materials, 14(5), 1216. https://doi.org/10.3390/ma14051216
Moulana, R. (2012). Utilization of hemp (Cannabis sativa L.) as an alternative raw material for the production of three-layered particleboard. In Proceedings of the 2nd Annual International Conference Syiah Kuala University (Vol. 2). Banda Aceh, Indonesia.
Neitzel, N., Hosseinpourpia, R., Walther, T., & Adamopoulos, S. (2022). Alternative materials from agro-industry for wood panel manufacturing: A review. Materials, 15, 4542. https://doi.org/10.3390/ma15134542
Norén, A. (2025). Worldpress: Are we consuming plywood? https://wordpress.kpu.ca/najikad93/hemp-can-save-trees/
Papadopoulos, A. N., Kyzas, G. Z., & Mitropoulos, A. C. (2019). Lignocellulosic composites from acetylated sunflower stalks. Applied Sciences, 9(4), 646. https://doi.org/10.3390/app9040646
Pipiska, T., Paschová, Z., Král, P., Nociar, M., Červenka, J., Meyer, M., & Wimmer, R. (2023). Alternative particleboards based on treated and untreated hay. BioResources, 18(1), 357–366. https://doi.org/10.15376/biores.18.1.357-366
Réh, R., & Vrtielka, J. (2013). Modification of the core layer of particleboard with hemp shives and its influence on board properties. Acta Facultatis Xylologiae Zvolen, 55(1), 51–59.
Sam-Brew, S., & Smith, G. D. (2017). Flax shive and hemp hurd residues as alternative raw material for particleboard production. BioResources, 12(3), 5715–5735. doi.org/10.15376/ biores.12.3.5715-5735
Suchsland, O., & Woodson, G. E. (1986). Fiberboard manufacturing practices in the United States (Agric. Handbook No. 263). U.S. Department of Agriculture, Forest Service.
Sun, S., Mathias, J.-D., Toussaint, E., & Grédiac, M. (2013). Hygromechanical characterization of sunflower stems. Industrial Crops and Products, 46, 50–59. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.01.009
Yalinkilic, M. K., Imamura, Y., Takahashi, M., Kalaycioglu, H., Nemli, G., Demirci, Z., & Ozdemir, T. (1998). Biological, physical, and mechanical properties of particleboard manufactured from waste tea leaves. International Biodeterioration & Biodegradation, 41(1), 75–84. https://doi.org/10.1016/S0964-8305(98)80010-3
Yeniocak, M., Göktaş, O., Erdil, Y. Z., Özen, E., & Alma, M. H. (2014). Investigating the use of vine pruning stalks (Vitis vinifera L. cv. Sultani) as raw material for particleboard manufacturing. Wood Research, 59(1), 167–176.
Zvirgzds, K., Kirilovs, E., Kukle, S., & Gross, U. (2022). Production of particleboard using hemp shives of various particle sizes. Materials, 15(3), 886. https://doi.org/10.3390/ma15030886
