Tutkijat tekivät ekoliimaa, joka voi korvata terveydelle haitalliset liimat puurakentamisessa

Puurakentamisen hiilijalanjälki on selvästi betonirakentamista pienempi, ja puurakentamista on pidetty usein myös terveydelle parempana vaihtoehtona. Puupaneeleissa käytetään kuitenkin edelleen fossiilisista raaka-aineista tehtyjä liimoja. Ne sisältävät formaldehydiä, joka voi aiheuttaa terveyshaittoja erityisesti liimojen valmistusprosessissa työskenteleville.  Myös rakennuksissa asuvat tai vierailevat ihmiset voivat altistua puulevyistä haihtuvalle myrkylliselle formaldehydille.  

Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet biopohjaisen liiman, joka voi korvata formaldehydiä sisältävät liimat puurakentamisessa. Liiman pääraaka-aine on ligniini: puun rakenneosa, joka sitoo selluloosan ja hemiselluloosan yhteen ja antaa puulle sen kovan, vahvan rakenteen.

Ligniinin osuus puun painosta on noin neljännes, ja sitä tuotetaankin sellu- ja biojalostusteollisuuden sivutuotteena valtavia määriä. Vain 2–5 prosenttia tuotetusta ligniinistä käytetään, loput poltetaan tehtaissa energiaksi.

Ligniinin hyödyntäminen liimoissa ja komposiiteissa ilman formaldehydiä on vaatinut paljon energiaa vieviä, pitkiä ja runsaasti kemikaaleja nieleviä esikäsittelyjä. Aalto-yliopiston tutkijoiden kehittämässä liimassa voidaan käyttää puhdistettua voimalaitosligniiniä ja liiman valmistuksen kemiallinen reaktio tapahtuu muutamissa minuuteissa aiemman 3–10 tunnin sijaan. Myöskään raaka-aineen lisälämmitystä ei tarvita, mikä pienentää energiankulutusta. Prosessin sivutuotteena syntyy ainoastaan suolaa ja natriumhydroksidiä eli lipeää.

Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulun professori Monika Österberg korostaa, että kyse on sekä ympäristön että teollisuuden kannalta merkittävästä keksinnöstä.

”Ligniinin hyödyntäminen materiaalina vähentäisi sen polttamisesta syntyviä hiilidioksidipäästöjä ja nostaisi metsien jalostusarvoa. Tämän vuoksi ligniiniin keskittyvä tutkimus on meille Aalto-yliopistossa tärkeä painopistealue.”

Väitöskirjatutkija Alexander Henn kertoo, että liimattuja puulevyjä, kuten vaneria ja lastulevyjä käytetään yhä enemmän seinissä, katoissa ja lattiapäällysteissä.

”Siksi puulevyjen liimojen haitat olisi tärkeää ratkaista ja kehittää uudesta innovaatiosta kaupallinen tuote. Näin siirtyminen yhä enemmän puupohjaiseen rakentamiseen olisi mahdollista, koska luja ja lämmönkestävä luonnonmateriaalista valmistettu liima tekee rakentamisesta aidosti ekologista ja turvallista.”

Innovaatio on merkittävä edistysaskel metsä- ja liimateollisuudelle, koska tähänastisten liimojen ligniinipitoisuus on ollut melko matala (noin 20-50 prosenttia). Uudessa Aalto-yliopiston innovaatiossa ligniinipitoisuus on yli 90 prosenttia. Liima on tulenkestävä, luja ja myrkytön. Liima suojaa pintoja tulelta, joten sitä voidaan käyttää jopa palonestoaineena.

Tutkijoiden mukaan ligniiniä voidaan hyödyntää raaka-aineena myös esimerkiksi pinnoitteissa ja komposiiteissa. Tutkimustyö jatkuu laboratoriossa, ja erilaisia kaupallistamismahdollisuuksia haetaan todennäköisesti yhdessä Aallosta ponnistaneen LignoSphere Oy:n kanssa.

Tutkimus julkaistiin juuri Green Chemistry -lehdessä.