Емісія формальдегіду з легких стружкових плит з вмістом стружки зі стебел соняшника та міскантуса
Анотація
Досліджено вплив стружки зі стебел соняшника та міскантуса на емісію вільного формальдегіду з легких тришарових стружкових плит. Актуальність дослідження зумовлена посиленням екологічних вимог до деревинних композиційних матеріалів та необхідністю зменшення використання деревинної сировини у виробництві плит. Мета роботи полягала у встановленні впливу на показники емісії формальдегіду часткової та повної заміни деревинної стружки у внутрішньому шарі легких стружкових плит стружкою зі стебел соняшника та міскантуса. У лабораторних умовах виготовлено тришарові стружкові плити щільністю 550 кг/м³ з різним вмістом агросировини у внутрішньому шарі. Для склеювання використано клей на основі карбамідоформальдегідної смоли. Визначення емісії вільного формальдегіду проводили методом газового аналізу відповідно до вимог EN ISO 12460-3. Встановлено, що використання стружки зі стебел соняшника та міскантуса сприяє зниженню емісії формальдегіду порівняно з контрольними плитами, виготовленими виключно з деревинної стружки. Найнижчий показник емісії формальдегіду отримано для плит зі 100% стружки зі стебел соняшника у внутрішньому шарі – 2,32 мг/(м²·год), що на 23,93% нижче порівняно з контрольними зразками. Для плит зі 100% стружки міскантуса середній показник емісії формальдегіду становив 2,76 мг/(м²·год), що на 9,51% нижче від контрольних плит. Комбіноване використання стружки зі стебел соняшника і міскантуса також сприяло зменшенню виділення формальдегіду. Усі дослідні зразки, включно з контрольними, відповідали вимогам класу емісії формальдегіду E1. Зниження емісії формальдегіду пояснюється особливостями будови лігноцелюлозної сировини, меншою її щільністю та формуванням більш щільної структури плит із меншою пористістю. Використання стебел соняшника та міскантуса у виробництві легких стружкових плит дає змогу розширити сировинну базу, зменшити споживання деревини та підвищити екологічну безпечність плитних матеріалів.
Посилання
Bekhta, P., Kozak, R., Gryc, V., Pipíška, T., Sedliačik, J., & Reh, R. (2023). Properties of lightweight particleboard made with sunflower stalk particles in the core layer. Industrial Crops and Products, 205, 117444. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.117444
Bekhta, P., & Sedliačik, J. (2019). Environmentally-Friendly High-Density Polyethylene-Bonded Plywood Panels. Polymers, 11(7), 1166. https://doi.org/10.3390/polym11071166
Chrobak, J., Iłowska, J., & Chrobok, A. (2022). Formaldehyde-Free Resins for the Wood-Based Panel Industry: Alternatives to Formaldehyde and Novel Hardeners. Molecules, 27(15), 4862. https://doi.org/10.3390/molecules27154862
ECHA. Formaldehyde. European Chemicals Agency (ECHA) Substance Information Database, InfoCard № 100.000.002. URL: https://echa.europa.eu/substance-information/-/substanceinfo/100.000.002
Ferdosian, F., Pan, Z., Gao, G., & Zhao, B. (2017). Bio-Based Adhesives and Evaluation for Wood Composites Application. Polymers, 9(2), 70. https://doi.org/10.3390/polym9020070
Frihart, C. R., Chaffee, T. L., & Wescott, J. M. (2020). Long-Term Formaldehyde Emission Potential from UF- and NAF-Bonded Particleboards. Polymers, 12(8), 1852. https://doi.org/10.3390/polym12081852
Hemmilä, V., Adamopoulos, S., Karlsson, O., & Kumar, A. (2017). Development of sustainable bio-adhesives for engineered wood panels: A review. RSC Advances, 7(61), 38604–38630. https://doi.org/10.1039/C7RA06598A
IARC. Formaldehyde, 2-Butoxyethanol and 1-tert-Butoxypropan-2-ol. Lyon: International Agency for Research on Cancer, 2006. (IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans; Vol. 88). URL: https://publications.iarc.fr/Book-And-Report-Series/Iarc-Monographs-On-The-Identification-Of-Carcinogenic-Hazards-To-Humans/Formaldehyde-2006
Ikubanni, P. P., Adeleke, A. A., Adekanye, T. A., Aladegboye, O. J., Agboola, O. O., & Ogunsemi, B. T. (2025). Particleboard from biomass wastes: A review of production techniques, properties, and future trends. Research on Engineering Structures & Materials, 11(2), 713–740. https://doi.org/10.17515/resm2024.265ma0502rv
Kara, M. E. (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
Keskin, H., Küçüktüvek, M., & Gür, M. (2015). The potential of poppy (Papaver somniferum Linnaeus) husk for manufacturing wood-based particleboards. Construction and Building Materials, 95, 224–231. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.07.160
Kozak, R. O., & Biruk, V. S. (2025). Mechanical properties of lightweight particleboards containing sunflower and miscanthus stem particles. Scientific Bulletin of Ukrainian National Forestry University, 35(6), 41–48. https://doi.org/10.36930/40350605 [Козак, Р. О., Бірук, В. С. (2025). Механічні властивості легких стружкових плит із вмістом стружки стебел соняшника та міскантуса. Науковий вісник НЛТУ України, 35(6), 41–48] (in Ukrainian)
Kozak, R., & Biruk, V. (2025а). Operational properties of lightweight particleboard with sunflower and miscanthus stem particles. Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, 29, 290–301. https://doi.org/10.36930/412539 [Козак, Р., Бірук, В. (2026). Експлуатаційні властивості легких стружкових плит з вмістом стружки стебел соняшника та міскантуса. Наукові праці Лісівничої академії наук України, 29, 290–301] (in Ukrainian)
Klímek, P., Wimmer, R., Meinlschmidt, P., & Kúdela, J. (2018) Utilizing Miscanthus stalks as raw material for particleboards. Industrial Crops and Products, 111, 270–276. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.10.032
Kristak, L., Antov, P., Bekhta, P., Lubis, M. A. R., Pizzi, A., & Hejna, A. (2022). Recent progress in ultra-low formaldehyde emitting adhesive systems and formaldehyde scavengers in wood-based panels: A review. Wood Material Science & Engineering, 18(2), 763–782. https://doi.org/10.1080/17480272.2022.2056080
Lee, S. H., Lum, W. C., Geng, B. J., Krišťák, Ľ., Antov, P., Pędzik, M., … Pizzi, A. (2022). Particleboard from agricultural biomass and recycled wood waste: a review. Journal of Materials Research and Technology, 20(4-5), 4630–4658. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.08.166
Liu, R., Liu, M., Qu, Y., Huang, A., & Ma, E. (2018). Dynamic moisture sorption and formaldehyde emission behavior of three kinds of wood-based panels. European Journal of Wood and Wood Products, 76, 1037–1044. https://doi.org/10.1007/s00107-017-1255-y
Martyniak, D., Pędzik, M., Żurek, G., Tomczak, K., Gąsiorowski, R., Komorowicz, M., & Janiszewska-Latterini, D. (2025). Exploitation of Perennial Plant Biomass for Particleboards Designed for Insulation Applications. Materials, 18(2), 352. https://doi.org/10.3390/ma18020352
Pizzi, A., Papadopoulos, A. N., & Policardi, F. (2020). Wood Composites and Their Polymer Binders. Polymers, 12(5), 1115. https://doi.org/10.3390/polym12051115
