Extraktstoffe sind Stoffe, die sich durch Extraktion aus Pflanzengeweben herauslösen lassen. Einige werden gezielt als industrielle Rohstoffe extrahiert, zum Beispiel Stärke aus Kartoffeln oder Zucker aus Rüben. Allerdings können sich Stoffe auch durch natürliche Prozesse lösen und an die Holzoberfläche wandern. Dort können sie eine Verklebung des Holzes nachhaltig beeinträchtigen. Zu den potenziell problematischen Extraktstoffen zählen Zucker, Harze, Fette, Säuren, Chinone und weitere.
Im Projekt charakterisieren und evaluieren wir die Extraktstoffarten und -anteile von vier Baumarten (Fichte, Douglasie, Buche und Eiche). Von jeder Baumart nehmen wir Proben an vier verschiedenen Wuchsstandorten, welche sich in folgenden Parametern möglichst stark unterscheiden: Wasserhaushalt/Bodenfeuchte, Nährstoffversorgung, Höhenlage und geographische Lage. Sollten die Extraktstoffe sich standortabhängig signifikant unterscheiden, wird dies kartographisch dargestellt.
Baumstämme haben in der Regel drei Verwertungszonen:
- Unten: Edelzone (z. B. Möbel, Bauholz)
- Mitte: Industrieholzzone (z. B. Schwellen, additive Fertigung)
- Oben: Biomassezone (z. B. Brennholz, Hackschnitzel)
Wir entnehmen bei jedem Baumstamm Proben aus den drei Zonen, um eine Aussage über den Extraktstoffgehalt in Abhängigkeit vom Endprodukt treffen zu können, insbesondere für Bauzwecke.
Zur Ermittlung des Einflusses der Extraktstoffe auf die Verklebung führen wir Untersuchungen mit vier Klebstoffen durch, welche auch regulär zur Herstellung von Holz-Holz-Verbindungen eingesetzt werden:
- Herkömmliches PF-System
- Biobasiertes PF-System
- MUF-System
- 1K-PUR-System
Das wird untersucht:
- Extraktstoffanteile und -mengen
- Ermittlung des pH-Werts des Holzes
- Analyse der Gelierzeit und die Viskosität des Klebstoffs unter Zugabe von Extraktstoffen
- Bruchmechanische Prüfungen an geklebten Holzproben, zum Beispiel Test der Längszugscherfestigkeit nach DIN EN 302-1
Bei den bruchmechanischen Prüfungen werden wir ggf. zusätzlich Extraktstoffe auf die Fügeteiloberfläche aufgebringen, um Effekte deutlicher sichtbar zu machen. Idealerweise kann ein Zusammenhang zwischen Extraktstoffen, Standorten und Qualität der Verklebung hergestellt werden. Klebstoffkompositionen könnten infolgedessen auf die Spezies und Herkunft des Holzes angepasst werden.