Размещено на http://www.allbest.ru/

Державний вищий навчальний заклад

Національний лісотехнічний університет України

УДК 674.093.26

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Розроблення клейових композицій на основі карбамідоформальдегідної смоли для виготовлення малотоксичної фанери

05.23.06 - технологія деревообробки, виготовлення меблів

та виробів з деревини

Салдан Роман Йосипович

Львів - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу Національного лісотехнічного університету України Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Бехта Павло Антонович, Національний лісотехнічний університет України, завідувач кафедри технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Кійко Орест Антонович, Національний лісотехнічний університет України, завідувач кафедри технології виробів з деревини

кандидат технічних наук Малахова Ольга Сергіївна, Національний університет біоресурсів та природокористування України Кабінету Міністрів України доцент кафедри технології деревообробки

Захист відбудеться "12" квітня 2011 р. о 14.³⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.04 у Національному лісотехнічному університеті України Міністерства освіти і науки України за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 103.

З дисертацією можна ознайомитися в науково-технічній бібліотеці Національного лісотехнічного університету України за адресою: м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 101.

Автореферат розісланий "3" березня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

кандидат технічних наук, доцент С.В. Гайда

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У процесі виготовлення та експлуатації фанери на основі карбамідоформальдегідних смол із неї виділяється вільний формальдегід, який призводить до захворювань системи дихання, шкіри і слизових оболонок, шлунково-кишкового тракту, серцево-судинної та нервової систем людини. Поряд із токсичною й алергічною дією формальдегід може надавати ембріотоксичного та мутагенного ефектів. Окрім того, формальдегід офіційно визнано канцерогеном. Міжнародне агентство з дослідження ракових захворювань (частина Всесвітньої організації охорони здоров'я) визнало, що нагромаджено достатньо даних, щоб стверджувати, що формальдегід спричиняє онкологічні захворювання.

Амоній хлорид найчастіше застосовують затверджувачем карбамідоформальдегідних смол. Він є доступним і порівняно дешевшим реагентом, але надає також крихкості клейовому шару. Суттєва вада амоній хлориду як затверджувача полягає в тому, що він може утворювати хлорорганічні хімічні сполуки, які в разі потрапляння в організм людини зумовлюють багато небезпечних захворювань. На сьогодні хлорорганічні хімічні сполуки визнано канцерогенними для людини та повинні бути вилучені зі списку матеріалів, з якими вона контактує.

Питання заміни амоній хлориду різного типу затверджувачами та зниження рівня токсичності карбамідоформальдегідних смол і матеріалів на їх основі вивчало багато науковців. Однак, незважаючи на багаточисельні дослідження в цьому напрямку, кардинального вирішення проблеми виділення формальдегіду з деревинних виробів дотепер немає. Тому пошук шляхів, які б зменшували токсичність карбамідоформальдгідних смол та фанери, виготовленої на їх основі, не погіршуючи під час цього інших характеристик, є актуальним і сьогодні.

Таким чином, дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого та актуального завдання - розробленню нових рецептур карбамідоформальдегідних клейових композицій для виготовлення малотоксичної фанери, що є особливо важливим насамперед для охорони здоров'я людини.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною науково-дослідних робіт, які виконуються за основним напрямком наукової діяльності кафедри технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу НЛТУ України.

Цю роботу виконано в межах держбюджетної науково-дослідної роботи ДБ 08.22.27-08 на тему: "Підвищення декоративних і фізико-механічних властивостей та екологічних параметрів шпону і фанери в процесі їх термічної обробки" (номер державної реєстрації 0107U012824).

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - розробити клейові композиції на основі карбамідоформальдегідної смоли для виготовлення малотоксичної фанери.

Для досягнення поставленої мети було сформульовано та вирішенно такі основні завдання:

– встановити можливість заміни амоній хлориду затверджувачами, які зменшать токсичність карбамідоформальдегідних клейових композицій та фанери, виготовленої на їх основі;

– встановити вплив типу та вмісту запропонованих затверджувачів на властивості клейових композицій;

– встановити вплив типу та вмісту запропонованих затверджувачів на межу міцності фанери під час сколювання та виділення з неї вільного формальдегіду;

– дослідити вплив температури, тиску та тривалості пресування на межу міцності фанери під час сколювання та виділення з неї вільного формальдегіду;

– розробити раціональні режимні параметри пресування фанери на основі розроблених клейових композицій;

– розрахувати еколого-економічний ефект використання розроблених клейових композицій у виробництві фанери.

Об'єкт дослідження - технологічний процес виготовлення фанери.

Предмет дослідження - розроблення рецептур клейових композицій на основі карбамідоформальдегідної смоли та режимів виготовлення малотоксичної фанери.

Методи дослідження. У дисертаційній роботі визначення властивостей клеїв виконували згідно зі стандартними методиками: умовну в'язкість - методом ламінарного витікання рідини крізь калібрований отвір; час желатинізації - фізичним методом; сухий залишок - сушильно-ваговим методом; концентрацію йонів Гідрогену (рН) - потенціометричним методом; масову частку (вміст) вільного формальдегіду - титриметричним методом.

Під час визначення властивостей фанери застосовано такі методи дослідження: фізичні - для визначення розмірів та вологості; хімічні - для визначення вмісту та виділення вільного формальдегіду; механічні - для визначення межі міцності фанери під час сколювання. Для зменшення системних похибок під час проведення дослідів застосовано метод рандомізації. Оброблення експериментальних даних виконано методом статистичного аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі виконаних теоретичного та експериментального досліджень у роботі одержано такі результати:

– доведено можливість заміни амоній хлориду ефективними затверджувачами (алюміній сульфатом та амоній персульфатом) для карбамідоформальдегідної смоли у виробництві фанери;

– встановлено вплив різного вмісту алюміній сульфату та амоній персульфату на властивості карбамідоформальдегідної смоли та фанери, виготовленої на її основі;

– вперше розроблено рецептури нових клейових композицій на основі карбамідоформальдегідної смоли з використанням алюміній сульфату та амоній персульфату для склеювання фанери, які характеризуються низьким вмістом вільного формальдегіду в карбамідоформальдегідному клеї, підвищують межу міцності фанери під час сколювання та зменшують виділення з неї вільного формальдегіду (Патенти України на винаходи № 88211, № 88550, № 89091, позитивне рішення на видачу патента України, номер заявки u 2010 09590);

– отримано регресійні залежності межі міцності фанери під час сколювання та виділення з неї вільного формальдегіду від параметрів режиму пресування (тиску, температури та тривалості), які дають змогу отримати раціональні режимні параметри пресування та спрогнозувати межу міцності фанери під час сколювання та виділення з неї вільного формальдегіду (Патент України на винахід № 88211, позитивне рішення на видачу патента України, номер заявки u 2010 09590).

Практичне значення отриманих результатів. Запропоновано рецептури розроблених клейових композицій та режимні параметри пресування малотоксичної фанери, які забезпечують нормативні показники міцності під час сколювання та низькі показники виділення вільного формальдегіду (Патенти України на винаходи № 88211, № 88550, № 89091, позитивне рішення на видачу патента України, номер заявки u 2010 09590).

У сертифікованих лабораторіях ТОВ "OДЕК - Україна" та ТОВ "Свиспан Лімітед" здійснено випробування розроблених клейових композицій та зразків фанери, виготовлених на їх основі, що підтверджує достовірність висновків, отриманих за результатами дослідження. Розроблено рекомендації щодо впровадження отриманих результатів для виготовлення малотоксичної фанери на підприємствах: ТОВ "OДЕК - Україна" (смт. Оржів, Рівненська обл.); ТОВ "Костопільський фанерний завод" (м. Костопіль); ТОВ "Язьм" (м. Львів). Результати дисертаційної роботи використано на ТОВ "Язьм" під час виготовлення дослідної партії фанери об'ємом 25 м³.

Розраховано еколого-економічний ефект та показано доцільність впровадження у виробництво результатів роботи, які дають змогу зменшити вартість клею, зменшити виплати внаслідок зниження викидів формальдегіду завдяки використанню клейових композицій з алюміній сульфатом або амоній персульфатом і запобігти екологічній шкоді навколишньому середовищу та особливо людині.

Особистий внесок здобувача. Автором проведено огляд і виконано аналіз літературно-інформаційних джерел щодо можливості заміни амоній хлориду іншими речовинами, які зменшують виділення вільного формальдегіду і покращують умови виготовлення та властивості композиційних матеріалів; здійснено планування й виконання експериментальних досліджень, проаналізовано їх результати; розроблено рецептури клейових композицій та режими пресування фанери; досліджено властивості отриманих клеїв; отримано регресійні залежності межі міцності фанери під час сколювання та виділення з неї вільного формальдегіду; узагальнено результати дисертаційної роботи та подано рекомендації щодо їх практичного застосування.

Апробація результатів роботи. Матеріали роботи доповідались і обговорювались на:

– II (IV Всеукраїнській) та III Міжнародних конференціях студентів, аспірантів і молодих вчених з хімії та хімічної технології (м. Київ, Національний технологічний університет України "Київський політехнічний інститут", 2009-2010 рр.);

– XIX міжнародному симпозіумі "Adhesives in woodworking industry" (Словаччина, м. Зволен, 2009 р.);

– Українській науково-практичній конференції "Перспективи впровадження новітніх деревооброблюваних технологій в Україні" (м. Київ, Національний університет біоресурсів та природокористування України, 24-26 червня 2010 р.);

– Українській науково-практичній конференції "Екологічні проблеми природокористування та охорона навколишнього середовища" (м. Львів, Національний лісотехнічний університет України, 14-16 квітня 2010 р.);

– Міжнародній науково-практичній конференції "Освіта, наука та інновації у лісовому і садово-парковому господарстві України в контексті регіональних та глобальних викликів" (м. Київ, Національний університет біоресурсів та природокористування України, 30 вересня-2 жовтня 2010 р.);

– 58-й, 59-й, 60-й науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу "Теоретичні та прикладні аспекти створення енергоощадних і екологобезпечних технологій деревообробки, нових композиційних матеріалів і конструкційних виробів з деревини сучасного дизайну" (м. Львів, Національний лісотехнічний університет України, 2008-2010 рр.);

– наукових семінарах кафедри технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу НЛТУ України (м. Львів, 2007-2010 рр.);

– розширеному засіданні кафедри технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу НЛТУ України (м. Львів, 2010 р.).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 16 наукових праць, зокрема: 7 статей у фахових виданнях; 5 доповідей у матеріалах і тезах науково-практичних конференцій; отримано 3 патенти України на винаходи та 1 позитивне рішення на видачу патента України.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, шести розділів, висновків та рекомендацій, списку використаних джерел, який містить 165 найменування та 18 додатків. Основний зміст роботи викладено на 135 сторінках друкованого тексту, який містить 58 рисунків і 15 таблиць. Загальний обсяг дисертації - 184 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано доцільність та актуальність теми дисертації, визначено мету та завдання дослідження, показано наукову новизну та практичну значущість одержаних результатів. Наведено дані про апробацію отриманих результатів, публікації та зазначено особистий внесок автора дисертаційної роботи.

У першому розділі роботи проаналізовано літературні джерела. Проаналізовано виробництво фанери на основі карбамідоформальдегідної смоли з амоній хлоридом, а також умови синтезу смоли та її властивості. Наведено основні потенційні джерела та фактори, що впливають на виділення вільного формальдегіду, а також переваги та вади основних напрямків зменшення токсичності карбамідоформальдегідних смол.

Проаналізовано основні напрямки модифікування карбамідоформальдегідних клеїв і шляхи заміни амоній хлориду на інші речовини. З'ясовано вплив різного типу та вмісту затверджувачів, як замінників амоній хлориду, на властивості карбамідоформальдегідних смол та композиційних матеріалів, виготовлених на їх основі. Визнано, що введення в карбамідоформальдегідні смоли добавок, які знижують їх токсичність та підвищують фізико-механічні показники, є найбільш перспективним напрямком їх модифікування.

За результатами аналізу сформульовано мету та основні завдання дослідження.

У другому розділі обґрунтовано вибір придатних затверджувачів, як замінників амоній хлориду, для виробництва малотоксичної фанери.

Запропоновано для затвердіння карбамідоформальдегідних смол використати латентні каталізатори, каталітична дія яких призводить до поступового досягнення кислотності, завдяки чому відбувається затвердіння карбамідоформальдегідної смоли, внаслідок чого і збільшується її життєздатність. Окрім цього, враховуючи вартість та витрату затвердждувачів, а також їх вплив на властивості карбамідоформальдегідних смол та композиційних матеріалів на їх основі, запропоновано для виготовлення малотоксичної фанери використовувати алюміній сульфат або амоній персульфат.

На теоретичному рівні розглянуто процеси затвердіння карбамідоформальдегідних смол із запропонованими затверджувачами та їх переваги порівняно з амоній хлоридом. Введення алюміній сульфату або амоній персульфату сприяє утворенню міцних хімічних зв'язків між смолою та затверджувачем, внаслідок чого в процесі затвердіння утворюється оптимальна надмолекулярна структура. Наведено гіпотетично-структурні реакції зшивання між макромолекулами смоли та затверджувача і їх взаємодію з метилольними групами, внаслідок чого передбачається (які забезпечують) утворення міцного клейового з'єднання із мінімальним виділенням вільного формальдегіду.

У третьому розділі наведено методику експериментального дослідження, яку виконано у два етапи.

З метою встановлення раціональних рецептур клейових композицій на першому етапі класичний експеримент використано для з'ясування впливу типу та вмісту затверджувачів на властивості клейових композицій та фанери, виготовленої на їх основі. Затверджувачі додавали до смоли у вигляді водних розчинів. Вміст амоній хлориду, алюміній сульфату та амоній персульфату від маси смоли був однаковим - 0,5; 1,0; 1,5 %. Виготовлення п'ятишарової фанери здійснювалось за таких режимів пресування: тиск - 1,5 МПа; температура - 120 ^оС; тривалість - 8 хв; витрата клею - 120 г/м².

Як критерії оцінки якості карбамідоформальдегідного клею вибрано такі показники: умовна в'язкість, час желатинізації, сухий залишок, концентрація йонів Гідрогену, масова частка вільного формальдегіду у клеї, а фанери: межу міцності під час сколювання; виділення з неї вільного формальдегіду.

На другому етапі дослідження для клейових композицій, відібраних на першому етапі, за допомогою багатофакторного планування експерименту (трирівневий план другого порядку), досліджували вплив параметрів технологічного режиму пресування (тиску, температури і тривалості) на межу міцності фанери під час сколювання та виділення із неї вільного формальдегіду. Рівні та інтервали змінювання факторів наведено в табл. 1.

Таблиця 1. Рівні та інтервали змінювання факторів

Назва фактора	Позначення фактора	Рівень змінювання фактора	Інтервал змінювання фактора
	натуральне	нормалізоване	Нижній (-1)	основний (0)	Верхній (+1)
Тиск пресування, МПа	Р	x1	1,2	1,5	1,8	0,3
Температура пресування, єС	Т	x2	100	120	140	20
Тривалість пресування, хв	ф	x3	4	6	8	2

Експериментальне дослідження здійснювали у сертифікованих лабораторіях ТОВ "Одек-Україна" (смт. Оржів, Рівнеська обл.) та ТОВ "Свиспан Лімітед" (м. Костопіль).

У четвертому розділі представлено результати дослідження впливу різного типу та вмісту алюміній сульфату та амоній персульфату на властивості розроблених карбамідоформальдегідних клейових композицій та фанери, виготовленої на їх основі (табл. 2).

Встановлено, що тип і вміст затверджувачів по-різному впливають на властивості клейових композицій. Характерною особливістю є те, що збільшення вмісту будь-якого із досліджуваних затверджувачів, призводить до зростання умовної в'язкості клею, а час желатинізації всіх клейових композицій зменшується. Умовна в'язкість у межах збільшення вмісту затверджувачів підвищується на: 11,5 % - для амоній хлориду; 27,1 % - для алюміній сульфату; 8,3 % - для амоній персульфату. А час желатинізації, навпаки, зменшується на: 28,2 % - для амоній хлориду; 45,2 % - для алюміній сульфату; 15,5 % - для амоній персульфату. Такий характер зміни умовної в'язкості, часу желатинізації та сухого залишку клеїв пояснюються тим, що під час збільшення вмісту затверджувачів утворюється більша кількість зшивань між макромолекулами смоли та затверджувачем, внаслідок чого клей починає швидше густішати та затвердівати.

Таблиця 2. Характеристика клеїв залежно від типу та вмісту затверджувачів

Тип затверджувача	Вміст затверджувача, %	Умовна в'язкість, с	Час желатинізації, с	Сухий залишок, %	рН	Вміст вільного формальдегіду, %
Амоній хлорид	0,5	88,0	23,4	56,4	3,7	0,10
	1,0	92,4	22,8	58,7	3,3	-*
	1,5	98,2	16,8	59,3	3,2	-*
Алюміній сульфат	0,5	84,6	43,4	58,8	2,8	0,08
	1,0	101,4	23,8	60,2	2,7	-*
	1,5	107,5	18,6	61,2	2,8	-*
Амоній персульфат	0,5	92,0	26,0	58,4	6,0	0,04
	1,0	94,8	23,8	59,4	5,3	0,03
	1,5	99,6	22,0	60,3	4,6	0,03

1. -* Вміст вільного формальдегіду у клеї становив менше похибки титриметричного визначення 0,01 %. 2. Вміст вільного формальдегіду у смолі марки КФС-01-МУУ становив 0,13 %.

Концентрація йонів Гідрогену (рН) зі збільшенням вмісту будь-якого із досліджуваних затверджувачів незначно зменшується. Найменше значення рН=2,7 зафіксовано у разі додавання до смоли 1,0 % алюміній сульфату. Це пояснюється тим, що алюміній сульфат, на відміну від інших досліджуваних затверджувачів, утворює більш кисле середовище вже в період змішування із смолою.

Вміст вільного формальдегіду в розроблених клейових композиціях є значно менший, ніж у смолі, а в окремих випадках взагалі не визначається титриметрично. Використання алюміній сульфату дає змогу зменшити вміст вільного формальдегіду у клеї на 20,0 %, а використання амоній персульфату - на 60,0 % порівняно із амоній хлоридом.

Використання алюміній сульфату як затверджувача збільшує глибину затвердіння карбамідоформальдегідних олігомерів. Йон Аl³⁺ утворює як ковалентні зв'язки з метилольними групами, так і координаційні зв'язки, до того ж як із атомами Оксигену, так і Нітрогену. Ефект, що отримується під час введення алюміній сульфату, пов'язаний з тим, що присутність у системі йонів алюмінію дає змогу створити у процесі затвердіння оптимальну надмолекулярну структуру, до того ж йон А1⁺³ виступає у ролі структуроутворювача.

На першій стадії гідролізу амоній персульфату, завдяки зменшенню рН, зменшується кількість метилольних груп внаслідок виділення вільного формальдегіду та води. На другій стадії процесу паралельно відбуваються реакції поліконденсації та полімеризації. Дефіцит метилольних груп на другій стадії процесу спричиняє додаткове значне приєднання метаналю, а це, водночас, приводить до зменшення токсичності клею.

Середні значення межі міцності під час сколювання фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли із запропонованими затверджувачами, наведено в табл. 3.

Аналізуючи її дані, можна стверджувати, що значення міцності фанери під час сколювання перевищують нормований показник міцності згідно з ГОСТ 3916.1-96 (майже вдвічі) і ТУ 00274105.008.2000, а також значення міцності фанери на основі клею із використанням амоній хлориду. Фанера, виготовлена на основі карбамідоформальдегідної смоли із застосуванням амоній хлориду, не відповідає згаданим вище ТУ, позаяк її міцність становить всього 2,10 МПа.

Таблиця 3. Вплив різного типу та вмісту затверджувачів на межу міцності фанери під час сколювання

Тип затвержувача	Вміст затверджувача, %	Межа міцності під час сколювання, МПа	Межа міцності під час сколювання, МПа, згідно з
			ГОСТ 3916.1-96	ТУ 00274105. 008.2000
Амоній хлорид	0,5	2,05	не менше 1,5	не менше 2,2
	1,0	2,06
	1,5	2,10
Алюміній сульфат	0,5	2,28
	1,0	3,47
	1,5	2,94
Амоній персульфат	0,5	2,33
	1,0	2,78
	1,5	3,13

Найвищий показник міцності під час сколювання - 3,47 МПа - зафіксовано для фанери, отриманої на основі клейової композиції, затверджувачем якої є алюміній сульфат за його вмісту 1,0 %, що обґрунтовується найбільшою кількістю йонів алюмінію саме за такого вмісту та найменшим значенням рН. Збільшення вмісту алюміній сульфату до 1,5 % призводить до зменшення міцності під час сколювання на 15,3 %. Тому подальше збільшення вмісту алюміній сульфату понад 1,5 % є недоцільним, оскільки збільшується витрата затверджувача, а міцність фанери зменшується. амоній затверджувач клейовий фанера

Достатньо високі показники міцності під час сколювання характерні для фанери, виготовленої на основі клейової композиції, затверджувачем якої є амоній персульфат. Порівняно із міцністю фанери, виготовленою на основі клею із амоній хлоридом за вмісту 1,5 %, міцність фанери на основі клею із амоній персульфатом є вищою на 49,0 %.

Високу міцність під час сколювання фанери, виготовленої на основі розроблених клейових композицій із алюміній сульфатом і амоній персульфатом, можна пояснити їх інтенсифікувальною дією порівняно із амоній хлоридом. Алюміній сульфат та амоній персульфат прискорюють та поглиблюють процес затвердіння карбамідоформальдегідного клею, внаслідок чого підвищується міцність фанери під час сколювання.

Із даних, отриманих методом газового аналізу, можна констатувати, що запропоновані затверджувачі суттєво зменшують виділення вільного формальдегіду із фанери. Згідно з ГОСТ 3916.1-96, фанера з їх використанням належить до класу Е1.

Рис. 1. Залежність виділення вільного формальдегіду від типу та вмісту затверджувачів

Істотніше впливає на виділення вільного формальдегіду з фанери використання алюміній сульфату. Вміст 0,5 % алюміній сульфату у карбамідоформальдегідній смолі дозволяє на 36,4 % зменшити виділення вільного формальдегіду із фанери, порівняно із фанерою, виготовленою на основі смоли із амоній хлоридом. За вмісту 1,0 % алюміній сульфату у смолі виділення вільного формальдегіду із фанери зменшується на 75,0 % порівняно із вмістом 0,5 %.

Підвищення вмісту алюміній сульфату у смолі від 1,0 до 1,5 %, призводить до збільшення виділення формальдегіду з фанери на 12,5 %. Амоній персульфат за вмісту 0,5 % в смолі дає змогу отримати фанеру, яка за показником виділення вільного формальдегіду є аналогічною фанері на основі алюміній сульфату за такого ж вмісту. Збільшення вмісту амоній персульфату до 1,0 % у клейовій композиції призводить до отримання менш токсичної фанери, оскільки виділення вільного формальдегіду із неї зменшується на 35,7 %. Подальше збільшення амоній персульфату, як і алюміній сульфату, є недоцільним, оскільки збільшується виділення вільного формальдегіду.

Враховуючи властивості клеїв із алюміній сульфатом та амоній персульфатом і властивості фанери, виготовленої на їх основі, для наступного етапу експериментів рекомендовано клейові композиції, рецептури яких наведено в табл. 4.

Таблиця 4. Рецептура клейових композицій

Компоненти клею	Вміст, мас.ч.
	рецептура 1	рецептура 2
Карбамідоформальдегідна смола	100	100
Алюміній сульфат	1,0	-
Амоній персульфат	-	1,5

У п'ятому розділі досліджено вплив режимних параметрів пресування (тиску Р, температури Т та тривалості ф ) на межу міцності фанери під час сколювання та виділення з неї вільного формальдегіду.

За результатами реалізації В₃ плану отримано адекватні та відтворювані рівняння регресій межі міцності під час сколювання фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли із алюміній сульфатом (4) та амоній персульфатом (5):

(4)

(5)

На основі рівнянь регресії побудовано графічні залежності (рис. 2, 3) межі міцності під час сколювання фанери від параметрів режиму пресування.

Рис. 2. Залежності межі міцності фанери під час сколювання від тривалості та температури за тиску пресування 1,8 МПа

Встановлено, що під час пресування фанери за тиску 1,8 МПа з підвищенням температури пресування від 100 до 120 °С та тривалості від 4 до 6 хв міцність під час сколювання зростає відповідно на 5,8 і 7,5 % - у разі використання алюміній сульфату та 4,0 і 6,2 % - у разі використання амоній персульфату. Подальше підвищення температури пресування від 120 до 140 °С та тривалості від 6 до 8 хв призводить до різкого зменшення показників міцності під час сколювання, відповідно, на 25,0 і 37,4 % - у разі використання алюміній сульфату та 18,2 і 14,9 % - у разі використання амоній персульфату (рис. 2).

Рис. 3. Залежності межі міцності фанери під час сколювання від тиску та температури за тривалості пресування 8 хв

Такий характер залежності межі міцності під час сколювання від досліджуваних факторів пояснюється для обох затверджувачів тим, що з підвищенням температури пресування від 100 до 120 °С та збільшенням тривалості від 4 до 6 хв посилюється рухливість молекул полімеру та збільшується площа контакту деревини із клеєм, швидше відбувається процес поліконденсації карбамідоформальдегідного клею та повне його затвердіння. Проте за тиску пресування 1,8 МПа, з подальшим підвищенням температури від 120 до 140 °С та тривалості від 6 до 8 хв показники міцності зменшуються. Це пояснюється тим, що за температури понад 120 °С в'язкість клею різко зменшується, відбувається теплова деструкція затверділого клею, що призводить до зменшення міцності клейового з'єднання та можливого його руйнування. За температури понад 120 °С газовиділення домінує над газопоглинанням, внаслідок чого відбувається термоокислювальна деструкція, завдяки якій зменшується міцність під час сколювання.

Однак із підвищенням тривалості пресування від 4 до 6 хв, для всіх досліджуваних температур, зростання межі міцності під час сколювання відбувається значно стрімкіше у разі використання амоній персульфату та менш стрімко - для алюміній сульфату. Подальше збільшення тривалості пресування від 6 до 8 хв призводить до протилежних характерів зміни міцності. Зокрема, більш плавно відбувається зменшення міцності для амоній персульфату та дещо різкіше - для алюміній сульфату (за винятком температури 120 °С). Відмінність характеру зміни межі міцності під час сколювання фанери із амоній персульфатом, порівняно із алюміній сульфатом, пояснюється характеристикою самого амоній персульфату, який належить до ініціаторів вільно радикального типу.

З підвищенням тиску пресування від 1,2 до 1,8 МПа, міцність під час сколювання фанери збільшується (рис. 3). Під тиском клей краще проникає у відкриті пори деревини, що збільшує площу склеювання; товщина клейового шару зменшується, а отже - зменшується ймовірність утворення в ньому мікротріщин. Клейові олігомери проникають у макропустоти деревини, а їх низькомолекулярні фракції, можливо, - також і в клітинну сітку, збільшуючи взаємодію між компонентами деревини та клею, відповідно підвищуючи міцність фанери під час сколювання.

За результатами реалізації В₃ плану отримано адекватні та відтворювані рівняння регресії виділення вільного формальдегіду з фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли із алюміній сульфатом (6) та амоній персульфатом (7):

(6)

(7)

На основі рівнянь регресії побудовано графічні залежності виділення вільного формальдегіду з фанери від параметрів режиму пресування, які зображено на рис. 4, 5.

Рис. 4. Залежності виділення вільного формальдегіду від тривалості та температури за тиску пресування 1,8 МПа

Під час пресування фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та алюміній сульфату, за тиску 1,8 МПа з підвищенням тривалості пресування від 4 до 8 хв виділення вільного формальдегіду зменшується за температури: 100 °С - на 54,2 %; 120 °С - на 100,0 %; 140 °С - аж на 650,0 % відповідно (рис. 4 ). Під час використання тиску 1,8 МПа, найменше виділення вільного формальдегіду 0,02 мг/м²·год зафіксовано за тривалості пресування 8 хв та температури 140 °С.

Підвищення тривалості пресування по-різному впливає на показники виділення вільного формальдегіду з фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та амоній персульфату. Збільшення тривалості пресування від 4 до 6 хв за тиску 1,8 МПа призводить до зменшення виділення формальдегіду з фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та амоній персульфату, за температури: 100 °С - на 1,8 %; 120 °С - на 16,1 %; 140 °С - на 60,0 %. Подальше збільшення тривалості пресування від 6 до 8 хв за тиску 1,8 МПа, навпаки, призводить до збільшення виділення вільного формальдегіду за температури: 100 °С - на 27,3 %; 120 °С - на 36,4 %; 140 °С - на 110,0 %. Значний вплив на виділення вільного формальдегіду з фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та алюміній сульфату, чинить температура пресування. З її підвищенням від 100 до 140 °С за тиску 1,8 МПа виділення вільного формальдегіду зменшується за тривалості пресування: 4 хв - у 2,5 раза; 6 хв - у 3,4 раза; 8 хв - аж у 12 разів (рис. 4). З підвищенням температури пресування виділення вільного формальдегіду з фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та амоній персульфату, зменшується найінтенсивніше, порівняно із тиском та тривалістю пресування. Під час пресування фанери за тиску 1,8 МПа з підвищенням температури пресування від 100 до 140 °С виділення вільного формальдегіду зменшується за тривалості: 4 хв - у 3,5 раза; 6 хв - у 5,5 раза; 8 хв - у 3,3 раза (рис. 4).

Рис. 5. Залежності виділення вільного формальдегіду від тиску та температури за тривалості пресування 8 хв

З підвищенням тиску пресування виділення вільного формальдегіду з фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та алюміній сульфату, зменшується. З підвищенням тиску пресування, внаслідок збільшення сили, що діє на фанеру, зменшується її товщина. Газоподібні продукти, зокрема формальдегід, які утворюються під час пресування фанери, виділяються інтенсивніше, оскільки зусилля, що діють на фанеру, збільшуються. Також із підвищенням тиску пресування зменшується надлишок нанесеного клею, який видавлюється через торці та крайки фанери, а відповідно - збільшується виділення вільного формальдегіду, який присутній у ньому.

Екстремальний вплив на виділення вільного формальдегіду з фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та амоній персульфату, має тиск пресування. З підвищенням тиску пресування від 1,2 до 1,5 МПа виділення вільного формальдегіду з фанери збільшується, а подальше підвищення тиску від 1,5 до 1,8 МПа зменшує його виділення. Варто зазначити, що в діапазоні тиску 1,2-1,5 МПа приріст збільшення виділення вільного формальдегіду є значно меншим, порівняно з приростом зменшення виділення формальдегіду в діапазоні 1,5-1,8 МПа, що свідчить про важкість дифузії вільного формальдегіду із клейового шару.

Отже, підвищення температури та збільшення тривалості пресування фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та алюміній сульфату, призводять до інтенсивнішого процесу поліконденсації та затвердіння карбамідоформальдегідного клею, а також до поглибленої взаємодії між карбамідоформальдегідною смолою та алюміній сульфатом. Тому виділення вільного формальдегіду з фанери за цих режимів є найменшим за температури 140 °С та тривалості пресування 8 хв. З підвищенням температури та тривалості пресування значна кількість формальдегіду виділяється вже в процесі гарячого пресування фанери, тому готовий виріб є малотоксичним. Висока температура сприяє також тепловій деструкції, яка призводить до зменшення когезійного зв'язку. Тому, чим він менший, тим є більше шляхів виділення формальдегіду, і він може виділятися з меншими перешкодами, які існують в смолі. Також за підвищених температур пресування (понад 120 °С) відбувається термоокислювальна деструкція, внаслідок дії якої процеси газовиділення переважають над газопоглинанням, що призводять до збільшення виділення вільного формальдегіду в процесі пресування.

Тому процес пресування фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли та алюміній сульфату, необхідно проводити за високих температур, щоб у період гарячого її пресування і вивантаження з преса було вилучено найбільше вільного формальдегіду, а готова фанера в процесі експлуатації залишалась малотоксичною.

Зовсім інший вплив температури та тривалості пресування на виділення вільного формальдегіду з фанери спостерігається у разі виготовлення її на основі карбамідоформальдегідної смоли та амоній персульфату. Підвищення температури процесу пресування від 100 до 140 °С забезпечує зменшення виділення формальдегіду, а підвищення тривалості пресування від 6 до 8 хв, навпаки, збільшує його виділення. Надмірно висока тривалість пресування від 6 до 8 хв призводить до деструкційних процесів у смолі, внаслідок чого збільшується частина непрореагованого формальдегіду, а це призводить до збільшення виділення формальдегіду з фанери. Подібні залежності спостерігаються під час пресування фанери, виготовленої на основі карбамідоформальдегідної смоли із алюміній сульфатом та амоній персульфатом, за тиску 1,5 та 1,2 МПа та тривалостей 4 та 6 хв.

На основі отриманих регресійних залежностей за допомогою градієнтного методу виконано пошук раціональних параметрів процесу пресування фанери. Під час цього основним критерієм було обрано виділення вільного формальдегіду з фанери, виготовленої на основі карбомідоформальдегідної смоли з алюміній сульфатом (8) або амоній персульфатом (9), яке повинно прямувати до мінімуму:

>mіn(8)

або

>mіn(9)

за накладанням обмежень на межу міцності під час сколювання:

(10)

Раціональні параметри пресування фанери (табл. 5) забезпечують нормативні показники міцності під час сколювання та мінімальні показники виділення з неї вільного формальдегіду.

Таблиця 5. Раціональні параметри пресування фанери

Компоненти клею	Вміст, мас. ч.	Тиск пресування, МПа	Температура пресування, оС	Тривалість пресування, хв	Межа міцності під час сколювання, МПа	Виділення вільного формальдегіду, мг/м2?год
КФС алюміній сульфат	100 1,0	1,8	140	8	2,47	0,038
КФС амоній персульфат	100 1,5	1,8	140	5,7	3,01	0,1

У шостому розділі виконано розрахунок економічного ефекту використання затверджувачів алюміній сульфату та амоній персульфату, що складається з ефекту від зниження вартості клею та ефекту від зменшення виплат внаслідок зниження викидів формальдегіду. Застосування запропонованих клеїв дасть змогу підприємству з об'ємом виробництва 50000 м³ фанери на рік отримати річний економічний прибуток, у разі використання алюміній сульфату - 248715 грн, а у разі використання амоній персульфату - 162431 грн.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

У дисертації вирішено науково-технічне завдання, яке полягає у розробленні клейових композицій на основі карбамідоформальдегідної смоли, які характеризуються пониженим вмістом вільного формальдегіду та дають змогу отримати малотоксичну фанеру. Внаслідок виконаного дослідження та його аналізу отримано такі висновки:

1. Доведено можливість заміни амоній хлориду на затверджувачі алюміній сульфат або амоній персульфат, складові частини яких не містять сполук хлору, для карбамідоформальдегідної смоли у виробництві фанери.

2. Розроблено рецептури клейових композицій на основі карбамідоформальдегідної смоли з алюміній сульфатом та амоній персульфатом для склеювання фанери. Досліджено вплив різного типу та вмісту затверджувачів на властивості карбамідоформальдегідних клеїв. Встановлено, що зі збільшенням вмісту затверджувачів час желатинізації та концентрація йонів Гідрогену клею зменшуються, а умовна в'язкість та сухий залишок збільшуються. Розроблені клейові композиції з алюміній сульфатом та амоній персульфатом характеризуються зменшеним вмістом вільного формальдегіду, порівняно із амоній хлоридом на 20 % та 60 % відповідно.

3. Встановлено, що межа міцності під час сколювання фанери, виготовленої на основі розроблених клейових композицій з алюміній сульфатом або амоній персульфатом, відповідає вимогам чинних стандартів, а порівняно із фанерою на основі амоній хлориду, характеризується більшою міцністю на 65,2 % - для алюміній сульфату; на 49,0 % - для амоній персульфату. Згідно з методом газового аналізу, встановлено, що використання алюміній сульфату дає змогу зменшити виділення вільного формальдегіду з фанери на 20,0 та 36,4 %, а амоній персульфату на 10,0 та 36,4 %, за їх вмісту у смолі 0,5-1,5 %.

4. Для виготовлення малотоксичної фанери рекомендовано застосовувати клейові композиції із вмістом 1,0 % алюміній сульфату або 1,5 % амоній персульфату, які характеризуються низькою в'язкістю, невеликим часом желатинізації, малим вмістом вільного формальдегіду. Окрім цього, такі клеї забезпечують високу межу міцності фанери під час сколювання (відповідно 3,47 і 3,13 МПа) та низьку емісію вільного формальдегіду з фанери (відповідно 0,8 і 1,0 мг/м²•год).

5. На основі виконаних експериментальних досліджень отримано адекватні та відтворювані регресійні залежності межі міцності фанери під час сколювання від тиску, температури та тривалості пресування, які дають змогу спрогнозувати межу міцності фанери під час сколювання від параметрів режиму пресування, яка має параболічний характер.

6. На основі виконаних експериментальних досліджень отримано адекватні та відтворювані регресійні залежності виділення вільного формальдегіду з фанери від тиску, температури та тривалості пресування, які дають змогу спрогнозувати виділення вільного формальдегіду від параметрів режиму пресування. У разі використання алюміній сульфату ця залежність має прямолінійний характер, а у разі використання амоній персульфату - як лінійний (від температури), так і параболічний (від тиску та тривалості пресування).

7. За допомогою градієнтного методу отримано раціональні параметри режимів пресування, які забезпечують нормативні показники міцності фанери під час сколювання та мінімальні показники виділення вільного формальдегіду.

8. На основі результатів експериментальних досліджень запропоновано режими виготовлення фанери на основі розроблених карбамідоформальдегідних клейових композицій з використанням різного типу затверджувачів, які захищено патентами України на винаходи № 88211, № 88550, № 89091, позитивне рішення на видачу патента України, номер заявки u 2010 09590.

9. Розроблено рекомендації для впровадження отриманих результатів виготовлення малотоксичної фанери на основі розроблених клейових композицій на фанерних заводах ТОВ "OДЕК-Україна" (смт. Оржів, Рівненська обл.), ТОВ "Костопільський фанерний завод" (м. Костопіль), ТОВ "Язьм" (м. Львів). Використання запропонованих клеїв дасть змогу (для об'єму виробництва 50000 м³ фанери на рік) отримати річний економічний прибуток, що складається з ефекту від зниження вартості клею та ефекту внаслідок зменшення викидів вільного формальдегіду, у разі використання алюміній сульфату - 248715 грн, а у разі використання амоній персульфату - 162431 грн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

Статті у наукових фахових виданнях за темою дисертації:

1. Салдан Р.Й. Властивості композиційних матеріалів на основі карбамідоформальдегідних клеїв із різними затверджувачами / Р.Й. Салдан // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України. - 2009. - Вип. 19.6. - С. 114-117.

2. Салдан Р.Й. Економіко-екологічна ефективність виготовлення малотоксичної фанери / Р.Й. Салдан // Науковий вісник НУБіП України: зб. наук. праць. - (Лісівництво та декоративне садівництво). - К. : Вид-во НУБіП України. - 2010. - Вип. 152. - С. 372-376.

3. Салдан Р.Й. Процес затвердіння карбамідоформальдегідної смоли за участю алюміній сульфату та амоній персульфата / Р.Й. Салдан, Р.О. Демчина // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України. - 2011. - Вип. 21.1. - С. 119-126.

4. Бехта П.А. Щодо впливу різного типу затверджувачів на властивості карбамідоформальдегідних клеїв і фанери на їх основі / П.А. Бехта, Р.Й. Салдан // Науковий вісник НУБіП України: зб. наук. праць. - (Лісівництво та декоративне садівництво). - К. : Вид-во НУБіП України. - 2007. - Вип. 113. - С. 328-331.

5. Бехта П.А. Зменшення токсичності карбамідоформальдегідних клейових композицій і фанери на їх основі / П.А. Бехта, Р.Й. Салдан // Науковий вісник НУБіП України: зб. наук. праць. - (Лісівництво та декоративне садівництво). - К. : Вид-во НУБіП України. - 2010. - Вип. 147. - С. 372-377.

6. Бехта П.А. Аналіз методів визначення токсичності фанери / П.А. Бехта, Р.Й. Салдан // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України. - 2010. - Вип. 20.5 - С. 106-109.

7. Бехта П.А. Розроблення режимів пресування фанери, виготовленої на основі малотоксичних клейових композицій / П.А. Бехта, Р.Й. Салдан // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України, - 2010. - Вип. 20.10. - С. 63-67.

Патенти України:

8. Патент на винахід № 88211, Україна, МПК В 27 N 3/00. Спосіб виготовлення фанери / Бехта П.А., Бехта Н.С., Салдан Р.Й.; власник Національний лісотехнічний університет України. - № а 2007 15021; заявл. 29.12.2007; опубл. 25.09.2009, Бюл. № 18.

9. Патент на винахід № 88550, Україна, МПК В 27 N 3/00. Спосіб виготовлення фанери / Бехта П.А., Бехта Н.С., Салдан Р.Й.; власник Національний лісотехнічний університет України. - № а 2008 01635; заявл. 08.02.2008; опубл. 26.10.2009, Бюл. № 20.

10. Патент на винахід № 89091, Україна, МПК В 27 L 5/00. Спосіб виготовлення фанери / Бехта П.А., Бехта Н.С., Салдан Р.Й.; власник Національний лісотехнічний університет України. - № а 2008 01637; заявл. 08.02.2008; опубл. 25.12.2009, Бюл. № 24.

11. Спосіб зменшення токсичності карбамідоформальдегідних клеїв і фанери на їх основі: заявка на патент України / Бехта П.А., Салдан Р.Й.; заявник "Національний лісотехнічний університет України". - № u 2010 09590; заявл. 30.07.2010; позитивне рішення 02.12.2010.

Матеріали і тези доповідей науково-практичних конференцій:

12. Bekhta P. Hardeners of UF glues for manufacturing low-toxic рlywood / P. Bekhta, R. Saldan // Adhesives in woodworking industry: Proceedings of XIX Symposium. - Slovakia, Zvolen, 2009. - p. 74-78.

13. Салдан Р.Й. Дослідження властивостей карбамідоформальдегідних клеїв для склеювання фанери / Р.Й. Салдан // II Міжнародна (IV Всеукраїнська) конференція студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технології, 22-24 квітня 2009 р.: збірник тез учасників. - К. : НТУ України "Київський політехнічний інститут", 2009. - С. 136.

14. Салдан Р.Й. Малотоксичні карбамідоформальдегідні клеї для виробництва екологічно чистої фанери / Р.Й. Салдан // III Міжнародна конференція студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технології, 21-23 квітня 2010 р.: збірник тез учасників. - К. : НТУ України "Київський політехнічний інститут", 2010. - С. 172.

15. Салдан Р.Й. Екологічно чиста фанера на основі розроблених малотоксичних карбамідоформальдегідних клеїв / Р.Й. Салдан // Всеукраїнська науково-практична конференція студентів та аспірантів "Екологічні проблеми природокористування та охорона навколишнього середовища", 14-16 квітня 2010 р. - Львів : НЛТУ України, 2010. - С. 83-88.

16. Салдан Р.Й. Економіко-екологічна ефективність виготовлення малотоксичної фанери / Р.Й. Салдан // Міжнародна науково-практична конференція "Освіта, наука та інновації у лісовому і садово-парковому господарстві України в контексті регіональних та глобальних викликів", 30 вересня - 2 жовтня 2010 р. - К. : НУБіП України, ННІ лісового і садово-паркового господарства, 2010. - С. 231-232.

АНОТАЦІЯ

Салдан Р.Й. Розроблення клейових композицій на основі карбамідоформальдегідної смоли для виготовлення малотоксичної фанери. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.06 - технологія деревообробки, виготовлення меблів та виробів з деревини. - Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2011.

У дисертаційній роботі вирішено важливе науково-технічне завдання - розроблено рецептури клейових композицій на основі карбамідоформальдегідної смоли та режими виготовлення малотоксичної фанери.

У роботі доведено можливість виготовлення малотоксичної фанери підвищеної міцності на основі розроблених карбамідоформальдегідних клейових композицій. Встановлено вплив різного типу та вмісту затверджувачів на властивості карбамідоформальдегідних клейових композицій та фанери, виготовленої на їх основі, а саме на межу міцності під час сколювання та на виділення вільного формальдегіду; отримано регресійні залежності межі міцності фанери під час сколювання та виділення з неї вільного формальдегіду від параметрів режиму пресування (тиску, температури та тривалості). Розраховано раціональні режимні параметри процесу пресування фанери, що забезпечують нормативні показники міцності фанери під час сколювання та мінімальне виділення з неї вільного формальдегіду. Виконано розрахунок еколого-економічного ефекту використання запропонованих клейових композицій.

Ключові слова: фанера, карбамідоформальдегідна смола, затверджувач, режими пресування, межа міцності під час сколювання, виділення вільного формальдегіду.

АННОТАЦИЯ

Салдан Р.И. Разработка клеевых композиций на основе карбамидо-формальдегидной смолы для изготовления малотоксичной фанеры. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.23.06 - технология деревообработки, изготовления мебели и изделий из древесины. - Национальный лесотехнический университет Украины, Львов, 2011.

В диссертационной работе решено важное научно-технического задание - разработаны рецептуры клеевых композиций на основе карбамидоформальдегидной смолы и режимы изготовления малотоксичной фанеры.

В работе доказана возможность изготовления малотоксичной фанеры повышенной прочности на основе разработанных карбамидоформальдегидных клеевых композиций с затвердителями алюминий сульфатом или аммоний персульфатом, составные которых не имеют соединений хлора. В рамках работы установлено влияние разного типа и содержания затвердителей на свойства карбамидоформальдегидных клеевых композиций и фанеры, изготовленной на их основе, а именно на предел прочности при скалывании и на выделение свободного формальдегида. Учитывая свойства клеевых композиций из алюминий сульфатом и аммоний персульфатом и свойства фанеры, изготовленной на их основе, рекомендуется применять клеевые композиции, при содержимом 1,0 % алюминий сульфата и 1,5 % аммоний персульфата. Получены регрессионные зависимости предела прочности фанеры на скалывание и выделение из нее свободного формальдегида от параметров режима прессования (давления, температуры и длительности). Рассчитаны рациональные режимные параметры прессования фанеры, которые обеспечивают удовлетворительные показатели прочности фанеры при скалывании и минимальные показатели выделения из нее свободного формальдегида. Фанеру, изготовленную на основе карбамидоформальдегидной смолы с алюминий сульфатом (предел прочности при скалывании 2,47 МПа) с минимальным выделением свободного формальдегида 0,038 мг/м²?год рекомендуется прессовать при таких режимных параметрах: давление - 1,8 МПа, температура - 140 °С, длительность - 8 мин. Рекомендованным режимным параметром для фанеры, изготовленной на основе карбамидоформальдегидной смолы с аммоний персульфатом, при использовании которого обеспечивается предел прочности при скалывания 3,01 МПа и минимальное выделение свободного формальдегида 0,1 мг/м²?год, является: давление - 1,8 МПа, температура - 140 °С, длительность - 5,7 мин. Проведен расчет экономического эффекта использования предложенных отвердителей, который состоит из эффекта от снижения стоимости клея и эффекта от уменьшения выплат в результате снижения выбросов формальдегида.

Ключевые слова: фанера, карбамидоформальдегидная смола, затвердитель, режимы прессования, предел прочности при скалывании, выделение свободного формальдегида.

ANNOTATION

Saldan R.J. Making of glutinous compositions for low toxic plywood on the basis of urea formaldehyde resins. - Manuscript.

The dissertation is for obtaining the degree of Candidate of Technical Science, speciality 05.23.06 - woodworking technology, furniture and wooden articles making. National Forestry University of Ukraine, Lviv, 2011.

The low toxic plywood manufacturing possibility of the raised durability on the basis of developed glutinous compositions urea formaldehyde resins in this work is finished.