Mejores adhesivos significan productos de madera más fuertes y más baratos
Publicado por Diane Banegas, Investigación y Desarrollo, Servicio Forestal en Silvicultura .Estados Unidos de NA
Foto : Estas vigas de madera laminada estructuralmente diseñadas en el Centro de Investigación del Centenario del Laboratorio de Productos Forestales son libra por libra más fuertes que el acero. (Foto del Servicio Forestal / Laboratorio de Productos Forestales)
Aunque la madera de ingeniería, como el contrachapado o el tablero de partículas, es ideal para una variedad de usos de construcción y fabricación, tiene sus limitaciones, especialmente en aplicaciones al aire libre. Una de las mayores limitaciones no es la madera, sino el adhesivo utilizado para pegar las chapas o partículas de madera. Estos adhesivos son uno de los costos más significativos en productos de madera manufacturados.
Los científicos del Servicio Forestal del USDA se están asociando con investigadores de la Universidad Estatal de Oregón, el Laboratorio Nacional de Argonne y Scion, un laboratorio de investigación de Nueva Zelanda, para comprender mejor qué controla el rendimiento en la «línea de unión» o donde el adhesivo se encuentra con la madera. Para acelerar el desarrollo de adhesivos para madera nuevos y mejorados para productos de madera de ingeniería, el grupo está trabajando para comprender la penetración óptima del adhesivo para productos y aplicaciones específicos.
«La clave para desarrollar adhesivos para madera nuevos y mejorados, especialmente para la durabilidad de la humedad, es que los científicos comprendan mejor cómo un adhesivo penetra en la madera», dijo Chris Hunt, químico investigador del Servicio Forestal en el Laboratorio de Productos Forestales . » Investigamos tanto el flujo de adhesivo hacia huecos microscópicos en la estructura de la madera como la infiltración en las paredes celulares de la madera».
Los científicos prueban qué tan bien funcionará una pieza de madera contrachapada o producto en una situación de la vida real al someter el producto a varios ciclos de secado en húmedo para imitar las condiciones exteriores. La madera se hincha cuando está húmeda y se contrae cuando está seca, probando la resistencia de la unión adhesiva de madera. Mientras que cambios como estos son visibles a simple vista, observar estos cambios a escalas más pequeñas requiere herramientas de imagen avanzadas, como la tomografía computarizada de rayos X, la microscopía de fluorescencia de rayos X y la dispersión de neutrones de ángulo pequeño para estudiar la forma en que el adhesivo fluye hacia el aire espacios en la estructura de madera, luego ingresa a las paredes celulares, especialmente debajo de la superficie de la madera.
Los investigadores descubrieron que las moléculas adhesivas más pequeñas son más efectivas que las moléculas más grandes para ingresar a las paredes celulares y minimizar los efectos de la humedad en las propiedades de la madera más cercana a la línea de enlace. Además, los resultados de la investigación. han ayudado a los científicos a identificar las interacciones más importantes entre el adhesivo y las estructuras de la pared celular a nanoescala para crear uniones adhesivas de madera duraderas.
«Esperamos que entender cómo funcionan los adhesivos en la madera dará como resultado mejores productos a un costo menor», dijo Hunt. “Los productos de madera son renovables, apoyan a las comunidades rurales y eliminan el CO 2 de la atmósfera. Hacerlos más competitivos es bueno para los negocios y para el medio ambiente «.
Izquierda: vista de tomografía computarizada de rayos X del adhesivo entre dos piezas de madera. Derecha: una microscopía de fluorescencia de rayos X mapea el adhesivo alrededor de una línea de pegamento. (Foto del Servicio Forestal / Laboratorio de Productos Forestales)