На международной выставке «Химия-2023» ученые Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина представили новые смолы для клеевых составов. Ученые их разработали в Лаборатории органического синтеза и высокомолекулярных соединений Державинского университета.
Прикладные исследования и разработки Лаборатории призваны содействовать сохранению здоровья и повышению качества жизни миллионов людей – радикально снизить количество вредных веществ, которые выделяют предметы, окружающие человека в быту и на работе.
Фенолформальдегидные, меламиноформальдегидные, карбамидоформальдегидные и другие смолы применяются для производства фанеры и OSB, стеклохолста и ламината, минеральных тепло- и звукоизоляционных плит. Большая часть мебели, которая заполняет квартиры и офисы, состоит из хорошо знакомой всем ДСП. Это смесь некоторого наполнителя (главным образом, древесной стружки) с клеем. Сейчас значительные объёмы ДСП производятся с использованием карбамидных смол, а такие смолы весьма нестойки к гидролизу – распаду под воздействием влаги, – что приводит к увеличению выделения формальдегида. Фенолформальдегидные смолы более влагостойкие; тем не менее, и они являются источником эмиссии в окружающую среду формальдегида и фенола. Эти два соединения крайне негативно влияют на состояние и здоровье человека, обладая, в том числе, и канцерогенным эффектом.
Важнейшая задача химиков Державинского университета состоит в том, чтобы сократить до минимума выделение из смол вредных веществ.
– Среди наших продуктов можно отметить две смолы, которые выделяются своей экологичностью. Разработка одной из них была поддержана программой У.М.Н.И.К., которую реализует Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, – говорит руководитель Лаборатории органического синтеза и высокомолекулярных соединений Державинского Алексей Абрамов. – Мы хотели сделать полностью безфенольную смолу. Сделали. Но получалась слишком высокая себестоимость. Конкретно эта смола в серийное производство не пошла. Зато в рамках этого проекта мы смогли создать смолу с минимальным количеством фенола. В отличие от тривиального соотношения, мы сократили до 12% требуемое количество фенола на синтез. Такой результат был достигнут за счёт замены фенола на существенно более безопасный лигносульфонат – дешёвый побочный продукт целлюлозно-бумажного производства.
По словам Алексея Абрамова, цель другого проекта – создание новой фенолформальдегидной смолы, которая соответствовала бы наиболее строгим требованиям по здоровьесбережению.
– Вся мебель – любая ДСП и даже массив дерева – при влажности подвергается деструкции. Обратите внимание, как, например, разбухают недорогие мебельные щиты при малейшем контакте с водой. Влажность стимулирует распад клеевых соединений – идёт гидролиз и, соответственно, выделяются продукты распада, – отметил Алексей Абрамов. – Эмиссия формальдегида, в той или иной мере, происходит практически при любых показателях влажности, но во влажной среде – значительно интенсивнее. С этим явлением нужно бороться. Мы научились делать фенолформальдегидную смолу с превосходными показателями: эмиссия фенола и формальдегида минимальны. Эти вещества хорошо удерживаются в составе смолы. Несмотря на то, что стоимость нашего продукта оказалась несколько выше стоимости обычных смол, к ней есть интерес производителей, в том числе зарубежных.
Оснащение и функционирование Лаборатории органического синтеза и высокомолекулярных соединений осуществляются в рамках стратегического проекта Державинского университета «Новые химические продукты и технологии». Это один из университетских проектов, который получил поддержку по программе «Приоритет 2030».
