The volume of deadwood increases annually because of changes in environmental, climatic, and hydrological conditions. On the other hand, during the last decade, manufacturers of wood-based boards have been facing an acute problem of a shortage of conventional raw materials. The purpose of this study was to evaluate the possibility of using wood particles from deadwood in the production of particleboards. Three-layer particleboards with different content of deadwood particles (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) were produced. Conventional urea-formaldehyde (UF) resin was used for gluing the particles. The physical and mechanical properties of the boards, as well as the formaldehyde content in the boards, were determined. In addition, the effect of adding melamine-urea-formaldehyde (MUF) resin to UF adhesive on the properties of the boards was investigated. Replacing conventional sound wood particles with deadwood particles leads to deterioration of the physical and mechanical properties of the boards. The boards from deadwood particles absorb more water and swell more. The bending strength (MOR), modulus of elasticity in bending (MOE), and internal bonding (IB) values for boards with 100% deadwood particles are reduced by 26.5%, 23.1%, and 72.4%, respectively, compared to reference boards from sound wood particles. Despite this, a significant advantage is that boards made from 100% deadwood particles are characterized by 34.5% less formaldehyde content than reference boards made from conventional sound wood. Moreover, adding 3% of MUF resin to UF adhesive increases MOR, MOE, and IB by 44.1%, 43.3%, and 294.4%, respectively.

The aim of this study was to improve the properties of lightweight particleboards by their veneering. The industrially produced wood particles, rotary-cut birch veneer, expanded polystyrene (EPS) granules and urea-formaldehyde (UF) resin were used to manufacture non-veneered and veneered boards in laboratory conditions. The boards were manufactured with different densities of 350, 450 and 550 kg/m³ and with various levels of EPS content 4, 7 and 10%. Boards without EPS granules as the reference were also manufactured. Bending strength (MOR), modulus of elasticity in bending (MOE), internal bond (IB) strength, thickness swelling (TS) and water absorption (WA) of lightweight particleboards were determined. This study confirmed that veneering of lightweight particleboards by birch veneer improved mechanical properties significantly. The MOR and MOE of veneered boards throughout the whole density range of 350–550 kg/m³ meet the requirements of the CEN/TS 16368 for lightweight particleboards types LP1 and LP2. The IB strength of veneered boards only with density of 550 kg/m³ meets the requirements of CEN/TS 16368 (type LP1). The MOR, MOE and IB of non-veneered boards also meet the requirements of CEN/TS 16368 (type LP1) except boards with density of 350 kg/m³ for MOR and MOE, and except densities of 350 and 450 kg/m³ for IB.

Досліджено вплив стружки зі стебел соняшника та міскантуса на окремі експлуатаційні властивості легких стружкових плит (СП). Встановлено, що зі збільшенням частки стружки зі стебел соняшника в легких тришарових стружкових плитах щільністю 550 кг/м3, склеєних КФ клеєм, експлуатаційні властивості покращуються за прямолінійною залежністю. У плит зі стружкою з стебел соняшника показники водопоглинання та набрякання впродовж 2 та 24 год є меншими порівняно з контрольними плитами з деревинної стружки і становлять 69,04 та 90,62% для плит з вмістом стружки соняшника і 72,64 та 95,40% – для контрольних плит. Опір витягуванню шурупа як з пласті, так і з торця плити зростає зі збільшенням частки стружки зі стебел соняшника у структурі плити. У плит зі стружкою стебел міскантуса показники водопоглинання та набрякання впродовж 2 та 24 год є меншими порівняно з контрольними плитами з виключно деревинної стружки і становить 65,11 та 78,65% відповідно. Опір витягуванню шурупа як з пласті, так і з торця плити зростає зі збільшенням частки стружки зі стебел міскантуса у структурі плити. Для плит з вмістом міскантуса 100% цей показник становить 954 Н при витягуванні шурупа з пласті та 917 Н – при витягуванні шурупа з торця плити. Комбінування стружки зі стебел соняшника та міскантуса у середньому шарі легких тришарових СП покращує їхні експлуатаційні властивості. Порівняно з плитами, виготовленими з 100% деревинної стружки, плити, виготовлені з комбінацій деревинної стружки, стружки стебла соняшника та міскантуса, мають менші показники водопоглинання та набрякання впродовж 2 та 24 год та більші показники опору витягування шурупа з пласті і торця плити.

Розглянуто можливість часткової та повної заміни деревинної стружки у виробництві легких стружкових плит (СП) лігноцелюлозними відходами, а саме стружкою зі стебел соняшника та міскантуса. Встановлено, що використання стружки зі стебел соняшника та міскантуса у виробництві легких стружкових плит сприяє збереженню лісових насаджень шляхом зменшення використання деревини, підвищує ресурсну ефективність виробництв та дає змогу розширити сировинну базу плитної продукції за рахунок відновлюваних біоматеріалів. Досліджено виготовлені за лабораторних умов тришарові стружкові плити щільністю 550 кг/м3 із використанням карбамідоформальдегідного (КФ) клею. Зовнішні шари плит повністю формували з деревинної стружки, а у внутрішньому шарі змінювали частку недеревних компонентів відповідно до розроблених композицій. Випробування зразків проведено за стандартами EN 310, EN 319 та EN 323. Проаналізовано міцність і модуль пружності під час статичного згинання та міцність на розтяг перпендикулярно до пласті. З'ясовано вплив різного вмісту стружки соняшника та міскантуса у середньому шарі тришарових легких стружкових плит на їхні механічні властивості. Встановлено прямолінійне зростання усіх досліджуваних механічних показників плит зі збільшенням вмісту стружки зі стебел соняшника та міскантуса. Легкі стружкові плити із 100 % соняшникової стружки у середньому шарі продемонстрували приріст модуля пружності під час статичного згинання на 16,04 %, міцності під час статичного згинання – на 12,27 %, а міцності на розтяг перпендикулярно до пласті – на 43,33 % порівняно з контрольними плитами з деревини. Для плит зі 100 % стружки міскантуса ці показники зросли відповідно на 7,4, 6,42 і 23,33 %. Комбінування соняшника, міскантуса та деревини також забезпечило стабільне покращення властивостей: приріст модуля пружності під час статичного згинання становив 4,09-8,77 %, міцності під час статичного згинання – 2,65-9,35 %, на розтяг перпендикулярно до пласті – 10-30 %. Усі виготовлені зразки відповідали вимогам ДСТУ CEN/TS 16368:2022. Доведено, що використання стружки зі стебел соняшника та міскантуса у внутрішньому шарі легких стружкових плит є ефективним шляхом зменшення частки деревини та підвищення їх екологічності без погіршення механічних властивостей. Результати дослідження підтверджують перспективність застосування цих лігноцелюлозних матеріалів як повноцінної сировини для виробництва легких стружкових плит.

Фанера, склеєна з використанням як клею термопластичних плівок, є перспективним матеріалом у меблевому виробництві. Проте такий вид деревинного композиту володіє нижчою водостійкістю порівняно з композитами на основі термореактивних клеїв. Крім того, для термопластичних полімерів властива низька адгезія до деревини. У цій роботі, для покращення адгезії термопластичного полімеру до деревини, запропоновано модифікувати лущений березовий шпон лимонною кислотою концентрацією 5, 15 та 25%. Витрата розчину кислоти становила – 50, 100 та 150 г/м2. Як клей використовували термопластичну плівку поліетилену низької густини (ПЕНГ) товщиною 100 мкм. Для порівняння отриманих результатів виготовляли фанеру з немодифікованого шпону, склеєну плівкою ПЕНГ та карбамідоформальдегідним клеєм марки КФ-МТ. Результати дослідження показали, що модифікування шпону лимонною кислотою позитивно впливає на властивості фанери. Встановлено, що показники водопоглинання і набрякання за товщиною фанери – зменшуються (покращуються), а міцність на зріз та згин – збільшуються. Зокрема виявлено, що фанера зі шпону, модифікованого 15%-ним розчином лимонної кислоти, володіє найнижчою адсорбцією води (38,5-39,24%). Максимальна міцність фанери на зріз становила 2,11 МПа. Концентрація розчину лимонної кислоти суттєво впливає на властивості фанери, тоді як витрата речовини – не впливає. Модифікування шпону лимонною кислотою у виробництві фанери, склеєної плівкою ПЕНГ, має значний потенціал внаслідок її екологічності, доступності, вартості та здатності покращувати властивості фанери, що є важливим аспектом для збереження високих експлуатаційних характеристик продукції.

Оцінено доцільність виробництва легких стружкових плит (СП) з використанням стружки зі стебел соняшника (Helianthus annuus L.) та лігносульфонату натрію (NaLS). Встановлено, що їх застосування дасть змогу зменшити попит на деревинну сировину, зменшить остаточну вартість виготовлення легких СП і підвищить їх екологічність, дасть змогу раціонально використовувати й утилізовувати залишки сільськогосподарської діяльності. Досліджено тришарові легкі СП, виготовлені з розрахунковою щільністю 550 кг/м3 та з різною часткою деревинної стружки та стружки зі стебел соняшника (100/0 %, 75/25 %, 50/50 %, 25/75 %, 0/100 %) в середньому шарі. Для склеювання плит використано клей на основі карбамідоформальдегідної (КФ) смоли (100 %), а також з її 20 % заміщенням на NaLS. Зовнішні шари у всіх видах виготовлених зразків плит містили тільки деревинну стружку. Досліджено такі механічні властивості легких СП, як міцність під час статичного згинання, модуль пружності під час статичного згинання та міцність на розтяг перпендикулярно до пласті плити. Встановлено, що заміна деревинної стружки на стружку зі стебел соняшника сприяє покращенню механічних властивостей легких СП. Відповідно, найвищі показники міцності спостережено для плит, в яких внутрішній шар містив 100 % стружку зі стебел соняшника. Це можна пояснити меншою щільністю частинок стружки зі стебел соняшника та більшою площею їх склеювання. Досліджено, що заміна 20 % КФ-клею розчином NaLS призводить до зменшення міцності виготовлених легких СП. Значення міцності під час статичного згинання зменшуються в середньому на 21 % незалежно від вмісту в СП стружки зі стебла соняшника. Значення модуля пружності під час статичного згинання зменшуються на 5,37 % для легких СП з деревинної стружки та на 9,71 % – для плит із 100 % стружки зі стебла соняшника у внутрішньому їх шарі. Значення міцності під час розтягу перпендикулярно пласті зменшуються на 6,87 % для легких СП з деревинної стружки та на 5,56 % – для плит із 100 % стружки зі стебла соняшника у внутрішньому їх шарі. Покращення механічних показників зі збільшенням частки стружки зі стебла соняшника зберігається і для легких СП, виготовлених з використанням розчину NaLS. Виготовлені зразки легких СП з використанням розчину NaLS відповідали вимогам ДСТУ CEN/TS 16368:2022 щодо міцності під час статичного згинання тільки для класу LP1, щодо модуля пружності під час статичного згинання – для класу LP1 і LP2, щодо міцності на розрив перпендикулярно пласті плити – для класу LP1 і LP2 з використанням стружки зі стебел соняшника та тільки LP1 з деревинної стружки. Отримані результати підтверджують доцільність використання стружки зі стебел соняшника як альтернативної сировини для виробництва легких СП. Заміна 20 % дороговартісного КФ-клею дешевим розчином лігносульфонату натрію є прийнятним, а покращення взаємодії між КФ-клеєм з розчином NaLS і лігноцелюлозною стружкою залишається актуальним для подальших досліджень.