Login for students

Login for employees

Publication detail

Cold-pressed hybrid lignin composite reinforced with beech and spruce wood for automotive applications
Authors: Nemec Miroslav | Prokůpek Luboš | Lexa Martin | Janesch Jan | Hysek Stepan
Year: 2025
Type of publication: článek v odborném periodiku
Name of source: Industrial Crops and Products
Publisher name: Elsevier B.V.
Place: Amsterdam
Page from-to: 121561
Titles:
Language Name Abstract Keywords
cze Za studena lisovaný hybridní ligninový kompozit vyztužený bukovým a smrkovým dřevem pro automobilové aplikace Kraftový lignin je málo využívaná surovina s potenciálem pro použití v mnoha typech kompozitních materiálů. V současnosti mnoho výzkumníků doporučuje lignin k výrobě lepidel. Nicméně kvůli nízké reaktivitě kraftového ligninu tyto vývoje jen zřídka dosáhnou vysoké úrovně připravenosti z hlediska technologie. Proto jsme v prezentované studii předpokládali, že kraftový lignin může působit jak jako pojivo, tak jako posilující prvek bez chemické aktivace. Kompozitní pelety obsahující 90 % rozemletého kraftového ligninu a 10 % prášku z buku nebo smrku byly vyráběny lisováním při teplotách 16 kN a 22 °C. Charakterizovali jsme je dle rozložení velikosti částic výplně, hodnotili kompozitní mikrostrukturu pomocí SEM a hodnotili viskoelastické vlastnosti pomocí kompresního DMA, včetně frekvenčních přehledů, deformačních přehledů a kvazistatických silových ramp. Vzorky na bázi smrku vykazovaly obecně vyšší mechanickou pevnost, zatímco bukový kompozit s hrubým podílem (B1) vykazoval E′ asi o 35 % vyšší než smrkové kompozity (S1, S2) a přibližně o 60 % vyšší než jemný buk (B2); jeho ztrátový faktor byl téměř poloviční oproti vzorkům vyplněným smrkem. Snímky SEM ukazovaly pouze malé povrchové praskliny u dřevem vyplněných kompozitů, ve srovnání s četnými hlubokými trhlinami u vzorků obsahujících pouze lignin. Tyto poznatky naznačují, že kompatibilita dřeva a ligninu může být naladěna tak, aby zvýšila tuhost, elasticitu a strukturální integritu, a může dále těžit z lisování blízko teploty skelného přechodu ligninu. Jednokrokový, nízkoteplotní proces se vyhýbá chemickému vytvrzování, minimalizuje vstup energie a spoléhá na standardní lisovací zařízení. Buk; smrk; lignin; lisovaný kompozit; lehký kompozit
eng Cold-pressed hybrid lignin composite reinforced with beech and spruce wood for automotive applications Kraft lignin is an underutilised raw material with the potential to be used in many kinds of composite materials. Currently, lignin is suggested by many researchers to be used for the production of adhesives. However, because of the low reactivity of kraft lignin, these developments rarely reach a high technology readiness level. Therefore, in the presented study, we hypothesised that kraft lignin could act both as a binder and reinforcing element without chemical activation. Composite pellets containing 90 % pulverised kraft lignin and 10 % beech or spruce wood powder were produced by pressing at 16 kN and 22 degrees C. We quantified filler particle size distribution, assessed composite microstructure by SEM, and evaluated viscoelastic properties using compression DMA, including frequency sweeps, strain sweeps, and quasi-static force ramps. Spruce-based samples showed generally higher mechanical strength, while the beech composite with the coarse fraction (B1) exhibited an E ' about 35 % higher than spruce composites (S1, S2) and roughly 60 % higher than fine beech (B2); its loss factor tan delta was nearly half that of the spruce-filled samples. SEM images showed only small surface cracks in wood-filled composites, compared to numerous deep cracks in the lignin-only reference. These findings suggest that wood-lignin compatibility can be tuned to enhance stiffness, elasticity, and structural integrity, and may benefit further from pressing near lignin's glass transition temperature. The single-step, low-temperature process avoids chemical curing, minimises energy input, and relies on standard pressing equipment. Beech; Spruce; Lignin; Pressed composite; Lightweight composite

Departments

Other Parts

Map

en.mapy.cz

Services

Popular Links

© 2023 University of Pardubice, Studentská 95, 532 10 Pardubice 2
Phone: +420 466 036 111, 466 036 112, 466 036 113
Webmaster, RSS
Data box ID: f5vj9hu
Accessibility Statement
CC BY-NC-ND 4.0Creative CommonsAttributionNonCommercialNoDerivatives