Proteinska lepila za visoko zmogljive notranje lesene konstrukcije

V zadnjih dveh desetletjih je lesena gradnja doživela velik razvoj in napredek zaradi novih tehnologij, ki so omogočile, da so lesene stavbe cenovno dostopnejše in višje kot kdaj koli prej. Da bi nadomestili omejitve velikosti žaganega lesa, so bili razviti l proizvodi iz lepljenega lesa, kot so lepljeni lepljeni les (GLT), križno lepljeni les (CLT) in les iz lepljenega furnirja (LVL) in mnogi drugi. Lepilo je ključna sestavina, ki omogoča izdelavo takšnih konstrukcijskih lesenih izdelkov. Trenutno se pri lesnih kompozitih najpogosteje uporabljajo lepila na osnovi formaldehida, poliuretani, izocianati ali epoksidne smole. Vedno večja vključenost lesnih kompozitov v bivalne prostore prinaša večjo dnevno izpostavljenost ljudi rakotvornemu formaldehidu, zato je razvoj lepil na biološki osnovi, ki ne oddajajo toksinov, vse bolj zaželen in iskana. Eno takih lepil je lepilo na osnovi ribjega klej ki je sestavljeno iz proteinskih molekul. Vendar lepila na osnovi proteinov običajno vpijajo vodo, zaradi česar se zmanjša njihova trdnost, kar lahko privede do zgodnje porušitve lepilnega spoja. V projektu bomo razvili lepilo na osnovi proteinov (iz ribjega kleja, ki predstavlja odpadek iz ribiške in živilske industrije), in ima izboljšano odpornost na vlago. Celovito bomo raziskali obnašanje takšnega lepilnega spoja, zlasti v okoljih z visoko vlažnostjo. Razvoj lepil bo vključeval neposredno ali posredno zamreženje aminoskupin proteionov ribjega kleja z uporabo kovalentnih (npr. epoksidirana naravna olja, maleinski anhidrid) in ionskih (CaCO3) zamreževalcev. Učinkovitost modificiranega lepila bomo ocenili z uporabo različn spektroskopskih metod (npr. ninhidrinska metoda in spektroskopija FTIR), izboljšanje vodoodpornosti bomo proučevali gravimetrično, z analizo parne sorpcijo-desorpcijo in dinamično mehansko analizo, učinkovitost oz. kakovost lepilnega spoja pa z različnimi mehanskimi preskusi na različnih nivojih testiranja (na furniriju, lesu, GLT-nosilcu.). Globina penetracije in razporeditev lepila v strukturo lesa bomo ocenili s sodobnimi raziskovalnimi metodami (μCT, SEM). Osredotočili se bomo na zdravstvene vplive razvitih lepil na osnovi proteinov z merjenjem njihovih emisij hlapnih organskih spojin v primerjavi s tradicionalnimi PUR lepili. Vpliv na okolje bomo obravnavali z analizo življenjskega cikla, v kateri bomo razvit lepila na osnovi proteinov primerjali s sintetičnimi lepili. Študija bo dopolnjena z analizo trga, ki bo opredelila potencialne potrošnike in njihove preference.