Co-funded by:
Mentored by:

Proteinska lepila za visoko zmogljive notranje lesene konstrukcije (SEAFARER)

  • ŠIFRA PROJEKTA: J4-4546
  • NASLOV PROJEKTA: Proteinska lepila za visoko zmogljive notranje lesene konstrukcije (SEAFARER)
  • VODJA PROJEKTA: dr. Matthew Schwarzkopf
  • TRAJANJE: 1. 10. 2022 – 30. 09. 2025
  • SREDSTVA: 300.000,00 EUR (116.547,60 EUR za InnoRenew CoE)
  • FINANCIRANJE: ARRS
  • KOORDINATOR PROJEKTA: InnoRenew CoE (Slovenija)
  • PARTNERJI: Zavod za gradbeništvo Slovenije (Slovenija); Inštitut Andrej Marušič, Univerza na Primorskem (Slovenija)

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 proizvodi iz lepljenega lesa, kot so lepljeni les (GLT), križno lepljeni les (CLT) in les iz lepljenega furnirja (LVL) ter 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 kleja, 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 različnih spektroskopskih metod (npr. ninhidrinska metoda in spektroskopija FTIR), izboljšanje vodoodpornosti bomo proučevali gravimetrično, z analizo parne sorpcijo-desorpcijo in dinamično mehansko analizo, učinkovitost oziroma 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 razvita lepila na osnovi proteinov primerjali s sintetičnimi lepili. Študija bo dopolnjena z analizo trga, ki bo opredelila potencialne potrošnike in njihove preference.

Glavne aktivnosti InnoRenew CoE na projektu

InnoRenew CoE bo preučil lastnosti novih lepil na biološki osnovi, ki se razvijajo, in njihovo primerjavo z običajnimi rešitvami, kot so poliuretani. Izvedli bomo mehanske preskuse lesa, lepljenega s temi novimi lepili, pa tudi njihov vpliv na okolje in potencialno uveljavitev na trgu.