Characteristics of high-density fibreboard produced with the use of rice starch as a binder

• Autorzy: Dasiewicz Julia , Kowaluk Grzegorz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.9299

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Characteristics of high-density fibreboard produced with the use of rice starch as a binder. The adhesives used as binders in the boards are not biodegradable, and their formaldehyde is toxic. Nowadays it is very important to take care of the environment. There are a lot of biodegradable products that as well as the current board binders can meet good mechanical and physical properties and at the same time not harm the environment. Therefore in this project, the study aimed to investigate the possibility of producing dry-formed fibreboards using rice starch as a binder. The research involved the production of boards with a mass proportion of rice starch 0%, 10%, 12%, 15%, and 20% (when referred to as totally dry wood fibre mass) and to study of their selected physical and mechanical properties. The results proved that rice starch can be used as a binding agent if we choose the right amount of starch so that it can improve some mechanical and physical properties. Very good properties came out for the determination of modulus of elasticity in bending and of bending strength and for screw withdrawal resistance with a high rice binder content, but on the other hand for internal bonds, the high rice content reduced the properties. For some studies, rice flour improved properties but not enough to comply with standards as was the case with the swelling of the thickness.

PL

: Charakterystyka płyt pilśniowych o wysokiej gęstości produkowanych przy użyciu skrobi ryżowej jako spoiwa. Kleje stosowane jako spoiwa w płytach nie ulegają biodegradacji, a zawarty w nich formaldehyd jest toksyczny. W dzisiejszych czasach bardzo ważne jest dbanie o środowisko. Istnieje wiele biodegradowalnych produktów, które podobnie jak obecne spoiwa do płyt mogą spełniać dobre właściwości mechaniczne i fizyczne, a jednocześnie nie szkodzić środowisku. W związku z tym w niniejszym projekcie celem badań było określenie możliwości tworzenia płyt pilśniowych formowanych na sucho przy użyciu skrobi ryżowej jako spoiwa. Badania obejmowały produkcję płyt z masowym udziałem skrobi ryżowej 0%, 10%, 12%, 15% i 20% względem masy zupełnie suchych włókien oraz badanie ich właściwości fizycznych i mechanicznych. Wyniki dowiodły, że skrobia ryżowa może być stosowana jako środek wiążący, jeśli wybierzemy odpowiednią ilość skrobi, aby poprawić niektóre właściwości mechaniczne i fizyczne. Bardzo dobre właściwości uzyskano w przypadku określania modułu sprężystości przy zginaniu i wytrzymałości na zginanie oraz odporności na wyciąganie śruby przy wysokiej zawartości spoiwa ryżowego, ale z drugiej strony w przypadku spoin wewnętrznych wysoka zawartość ryżu obniżyła właściwości. W niektórych badaniach mąka ryżowa poprawiła właściwości, ale nie na tyle, aby spełnić wymagania normy, jak miało to miejsce w przypadku spęcznienia na grubość.

Słowa kluczowe

EN

ibreboard; HDF; rice starch; binder

PL

płyta pilśniowa; HDF; skrobia ryżowa; spoiwo

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2023
• Tom: No. 122
• Strony: 169--181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Dasiewicz Julia

• Faculty of Wood Technology, Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Warsaw, Poland

autor

Kowaluk Grzegorz

• Department of Technology and Entrepreneurship in Wood Industry, Institute of Wood Sciences and Furniture, Warsaw University of Life Sciences – SGGW

Bibliografia

• 1. ADLY, M., LUBIS, R., PARK, B., AND HONG, M. (2020). “Tuning of Adhesion and Disintegration of Oxidized Starch Adhesives for the Recycling of Medium Density Fiberboard,” BioResources, 15(3), 5156–5178. DOI: 10.15376/biores.15.3.5156-5178.
• 2. BURRELL, M. M. (2003). “Starch: the need for improved quality or quantity-an overview,” Journal of Experimental Botany, 54(382), 451–456. DOI: 10.1093/jxb/erg049 CHROBAK, J., IŁOWSKA, J., AND CHROBOK, A. (2022). “Formaldehyde-Free Resins for the Wood-Based Panel Industry: Alternatives to Formaldehyde and Novel Hardeners,” Molecules, 27(15). DOI: 10.3390/molecules27154862.
• 3. DASIEWICZ, J., AND KOWALUK, G. (2022). “Selected aspects of production and characterization of layered biopolymer composite bonded with a cellulose-based binder,” Annals of WULS - SGGW. Forestry and Wood Technology, 119, 24–34. DOI: 10.5604/01.3001.0016.0519.
• 4. EN 310. (1993). Wood-Based Panels. Determination of Modulus of Elasticity in Bending and of Bending Strength, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
• 5. EN 317. (1993). “Particleboards and fibreboards - Determination of swelling in thickness after immersion in water,” European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
• 6. EN 319. (1993). Particleboards and Fibreboards. Determination of Tensile Strength Perpendicular to the Plane of the Board, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
• 7. EN 320. (2011). Particleboards and fibreboards - Determination of resistance to axial withdrawal of screws, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
• 8. EN 382-2. (1993). Fibreboards - Determination of surface absorption - Part 2: Test method for hardboards, European Committee for Standardization, Brussels, Belgium.
• 9. EN 622-5. (2010). “EN 622-5 Fibreboards. Specifications. Part 5: Requirements for dry process boards (MDF).”
• 10. FERŔNDEZ-GARCÍA, C. E., ANDREU-RODRÍGUEZ, J., FERŔNDEZ-GARCÍA, M. T., FERŔNDEZ-VILLENA, M., AND GARCÍA-ORTUÑO, T. (2012). “Panels made from giant reed bonded with non-modified starches,” BioResources, 7(4), 5904–5916. DOI: 10.15376/biores.7.4.5904-5916
• 11. FERŔNDEZ-VILLENA, M., AND GARCÍA-ORTUÑO, T. (2012). “Panels made from giant reed bonded with non-modified starches,” BioResources, 7(4), 5904–5916. DOI: 10.15376/biores.7.4.5904-5916.
• 12. GADHAVE, R. V., MAHANWAR, P. A., AND GADEKAR, P. T. (2017). “Starch-Based Adhesives for Wood/Wood Composite Bonding: Review,” Open Journal of Polymer Chemistry, 07(02), 19–32. DOI: 10.4236/ojpchem.2017.72002.
• 13. GUMOWSKA, A., AND KOWALUK, G. (2023). “Physical and Mechanical Properties of High-Density Fiberboard Bonded with Bio-Based Adhesives,” Forests, 14(1). DOI: 10.3390/f14010084.
• 14. HAZIM, M., AMINI, M., HASHIM, R., SULAIMAN, N. S., MOHAMED, M., AND SULAIMAN, O. (2020). “Citric Acid-modified Starch as an Environmentally Friendly Binder for Wood Composite Making,” BioResources, 15(2), 4234–4248.
• 15. HUANG, C., PENG, Z., LI, J., LI, X., JIANG, X., AND DONG, Y. (2022). “Unlocking the role of lignin for preparing the lignin-based wood adhesive: A review,” Industrial Crops and Products, 187.
• 16. LOMELÍ-RAMÍREZ, M. G., BARRIOS-GUZMÁN, A. J., GARCÍA-ENRIQUEZ, S., RIVERA-PRADO, J. D. J., AND MANRÍQUEZ-GONZÁLEZ, R. (2014). “Chemical and Mechanical Evaluation of Bio-composites Based on Thermoplastic Starch and Wood Particles Prepared by Thermal Compression,” BioResources, 9(2), 2960–2974. DOI: 10.15376/biores.9.2.2960-2974.
• 17. PETERSON, S. C., JOSHEE, N., VAIDYA, B. N., AND KURU, R. H.-O. (2020). “Properties of Distillers Dried Grains with Solubles,” 2020(Elling 2015), 2678–2701.
• 18. ROSA, P., AND KOWALUK, G. (2022). “Selected features of medium density fiberboards produced with the use of plant binder,” Annals of WULS, Forestry and Wood Technology, 120(120), 27–36. DOI: 10.5604/01.3001.0016.2168.
• 19. SULAIMAN, N. S., HASHIM, R., AMINI, M. H. M., SULAIMAN, O., AND HIZIROGLU, S. (2013). “Evaluation of the properties of particleboard made using oil palm starch modified with epichlorohydrin,” BioResources, 8(1), 283–301. DOI: 10.15376/biores.8.1.283-301.
• 20. TESTER.R.F, AND KARALAS.J. (2002). “Polysaccharides. II. pollysaccharides from eukaryotes,” 6, 381–438.
• 21. THENG, D., EL MANSOURI, N. E., ARBAT, G., NGO, B., DELGADO-AGUILAR, M., PÈLACH, M. ÀNGELS, FULLANA-I-PALMER, P., AND MUTJÉ, P. (2017). “Fiberboards made from corn stalk thermomechanical pulp and kraft lignin as a green adhesive,” BioResources, 12(2), 2379–2393. DOI: 10.15376/biores.12.2.2379-2393.
• 22. WRONKA, A., RDEST, A., AND KOWALUK, G. (2020). “Influence of starch content on selected properties of hardboard,” Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Forestry and Wood Technology, 109, 48–52. DOI: 10.5604/01.3001.0014.3160.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).