Artikelförfattare: Reza Hosseinpourpia, Linnéuniversitetet och Erik Pettersson Thyboll, AkzoNobel Adhesives AB
Byggsektorn står inför ett ökande tryck att minska utsläppen av växthusgaser, samtidigt som kraven på bärförmåga, säkerhet och beständighet är fortsatt höga. I detta sammanhang har intresset för träbaserade byggprodukter ökat.
Som förnybart material lagrar trä dessutom kol under byggnadens livslängd, vilket kan ge ett betydligt lägre klimatavtryck än många konventionella byggmaterial.
Skillnaden blir särskilt tydlig vid jämförelse med cement och stål, vars tillverkning vardera står för upp till omkring åtta procent av de globala antropogena koldioxidutsläppen, beroende på systemgräns. När trä används i långlivade byggnader kan träbaserade konstruktioner därför bidra både till minskad klimatpåverkan och till en resurseffektiv dimensionering.
Moderna träbyggnader bygger dock i hög grad på industriellt framställda produkter med förutsägbara materialegenskaper, hög bärförmåga och väldokumenterad strukturell prestanda. Det gäller exempelvis limträ (Glulam), korslimmat trä (CLT), fanerträ (LVL), plywood och träbaserade skivor. Gemensamt för dessa produkter är att limmet är en avgörande komponent. Limmet binder samman enskilda träelement till större konstruktionsdelar som kan överföra laster och motstå långvarig belastning.
För att produkterna ska fungera som avsett måste limfogen ha tillräcklig hållfasthet, styvhet, krypbeständighet och fuktbeständighet. I praktiken ska limfogens prestanda vara minst i nivå med träets, så att brott inte uppstår i limfogen under produktens brukstid.
Eftersom trä i grunden är ett förnybart och klimatmässigt fördelaktigt material riktas allt större uppmärksamhet mot limkomponenten. Dagens trälim baseras fortfarande till stor del på petrokemiska råvaror. Det kan delvis minska den miljömässiga fördelen med träprodukter och väcka frågor om användning av icke förnybara råvaror, utsläpp av växthusgaser, emissioner av flyktiga organiska ämnen (VOC), arbetsmiljö och återvinning vid livslängdens slut. Mot denna bakgrund ökar intresset för biobaserade lim. För att sådana lim ska kunna användas i byggprodukter krävs dock mer än en förnybar råvarubas. De måste också uppfylla byggsektorns krav på beständighet, reproducerbarhet, produktionsanpassning och byggnormer. Denna artikel ger en översikt över utvecklingen av biobaserade lim och deras möjliga roll i framtida träbaserade byggprodukter, med fokus på byggteknisk tillämpning.
Biobaserade lim i byggprodukter Biobaserade lim har en lång historia inom träbyggande och användes långt innan syntetiska lim introducerades. Fram till första halvan av 1900-talet baserades trälimning huvudsakligen på naturliga råvaror från djur och växter. I Europa användes kaseinlim från mjölkprotein, i större omfattning från slutet av 1800 talet fram till 1940-talet i fanerprodukter, möbler och tidiga limträkonstruktioner.
Kaseinlim hade relativt god hållfasthet i torra miljöer och måttlig fukttålighet. Det kunde därför användas både i icke bärande komponenter och i skyddade bärande konstruktioner. Ett välkänt exempel är takkonstruktionen i Stockholms och Malmös Centralstation från 1920-talet, där kaseinlimmade limträelement användes i stor offentlig byggnad som fortfarande är i bruk. Dessa konstruktioner visar tydligt att biobaserade lim, när de används på rätt sätt i kontrollerade inomhusmiljöer, kan ge tillräcklig strukturell prestanda och lång livslängd.
Liknande historiska exempel finns i bland annat Tyskland, Danmark, Storbritannien och Nederländerna. Gemensamt för dem är att lång livslängd har kunnat uppnås under gynnsamma exponeringsförhållanden. Begränsningarna blev däremot tydliga vid ökad fuktbelastning, varierande klimat och krav på snabb industriell produktion [1].
Under 1900-talets industrialisering gick träindustrin därför successivt över till syntetiska limsystem. De härdade snabbare, var mindre känsliga för fukt och fungerade bättre i varierande klimat. Det gjorde det möjligt att använda limmade träprodukter i fler tillämpningar, även i halvexponerade och mer krävande miljöer. Tillsammans med utvecklingen av byggnormer, massproduktion och konkurrenskraftiga industriella lim ledde detta till att de biobaserade limmen i stor utsträckning ersattes från mitten av 1900-talet.
De första breda ersättarna var framför allt fenolbaserade hartser, med den karakteristiska mörkbruna limfogen. Senare fick aminohartser (UF, MF) ökad betydelse i träbaserade byggprodukter. Därefter etablerades även isocyanatbaserade system, såsom EPI-lim, samt polyuretanlim.
Under de senaste två decennierna har intresset för biobaserade trälim åter ökat. Drivkrafterna är flera: striktare regler för formaldehydemissioner, behovet av att minska produkternas klimatavtryck, ökade och mer varierande priser på fossila råvaror samt en växande efterfrågan på mer hållbara byggprodukter.
Även om många lösningar fortfarande befinner sig på laboratorie- eller pilotnivå har flera material visat tillräcklig prestanda och processbarhet för industriell eller nära industriell användning. Dessa används idag i produkter som plywood, spånskivor, fiberskivor, OSB, LVL och i viss utsträckning även i massivträprodukter, ofta genom hybrida lösningar där biobaserade komponenter kombineras med etablerad limkemi.
