Kompositbindemedel är viktiga material som används i möbler, golv och andra konsumentprodukter, men de kan utgöra hälsorisker.

Nu, Purdue University forskare har utvecklat en lägre kostnad, hållbar och grönare metod för att producera kompositskivor – en metod som redan ser växande stöd från stora industriaktörer.

Tillverkning av många kompositskivor kräver användning av formaldehydbaserade hartsbindemedel som släpps ut i hemmiljön med tiden, utgör betydande hälsorisker eftersom formaldehyd är ett känt cancerframkallande ämne.

"Det unika med vår metod är att vi tar icke-livsmedelsbaserad biomassa som flis, sågspån eller rishalm, och genomgå en process för att extrahera ligninliknande material som sedan kan användas som huvudkomponent i ett icke-formaldehydbindemedelssystem för kompositskivor, sa James Caruthers, Purdues Gerald och Sarah Skidmore professor i kemiteknik. "Vår metod är hållbar och grön eftersom lignin är en avfallsbiprodukt och en av de vanligaste biopolymererna på jorden."

Teamet arbetade med Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization för att patentera denna teknik.

Forskarna och OTC har arbetat med CalPlant och Wilsonart för att få ut Purdue-teknologin på marknaden. Wilsonart är en global tillverkare och distributör av högtryckslaminat och andra konstruerade kompositmaterial. CalPlant, ett jordbruksinriktat företag, producerar rishalmbaserad fiberskiva med medeldensitet.

Purdue-teamet funderar på att kommersialisera den patenterade metoden för produktion av detta ligninbaserade material för användning vid tillverkning av kompositskivor, där det kan finnas andra applikationer såsom lim, tvättmedel, framställning av slipande produkter, filterpapper och många andra produkter.

"Vi ser att denna Purdue-teknologi hjälper oss att hålla oss i framkant inom tillverkning av rishalm med hållbara och gröna lösningar, sa Jerry Uhland, VD för CalPlant. "Den nya Purdue-metoden är spännande när vi vill använda ligninbaserat harts. Detta har varit en mycket interaktiv process när vi utnyttjar universitetets innovativa miljö."

Tester med Purdue-teamets metod visade att kombinationen av ligninbaserat harts med cellulosafibrer i matris med tvärbindningsbara variationer gav kompositskivor med önskvärda fysikaliska egenskaper.

"Som en stor aktör på den globala marknaden för högtryckslaminat som överstiger 4 miljarder dollar, Wilsonart letar alltid efter ny teknik för att hjälpa oss att stärka våra produkter och ta med nya lösningar till världen, sade Mahesh Subramanian, direktör för teknisk operationell excellens för Wilsonart. "Purdue-tekniken har applikationer och potentiellt stora hållbarhetsfördelar för våra inköpta fiberskivor som används som limbindemedel och behandlat kraftpapper och bärare, som hartsförlängningar och är byggstenen i laminat och kompositkompositer. De preliminära testerna har redan visat livsdugligheten hos ett harts av mättande typ."

Purdue sammansatta kartongbindemedelsteknologi fick också finansiering från Trask Innovation Fund, ett utvecklingsprogram etablerat för att stödja projekt som främjar det kommersiella värdet av Purdues immateriella rättigheter.

"En kostnadsanalys visar en kostnadsminskning jämfört med nuvarande produktion av formaldehydfri kompositskiva vid tillverkning av fiberskivor med medeldensitet, " sade Caruthers. "Denna teknik ger en låg kostnad hållbar, grön metod för att producera kompositskivor som kan ge högre marginaler till kompositskivor, samtidigt som konsumenternas långvariga exponering för formaldehyd minskar."

Det funktionella ligninderivatet har också etablerade egenskaper som underlättar svampdödande och flamskyddande egenskaper. Detta erbjuder framtida vägar för kemi att fulländas.

Den andra kvarvarande delen av ligninderivat som separeras är renare trä och öppnar dörren för cellulosamöjligheter.