Древесина, её свойства и область применения

Тема 23

Древесина, её свойства и область применения

Вопросы

1. Строение древесины, ее физические и механические свойства

2. Материалы из древесины: доска, шпон, фанера, прессованная древесина

3. Применение древесины в сельхозпроизводстве

1. Древесина используется в качестве конструкционного материала в различных отраслях промышленности как в натуральном, так и переработанном виде.

Преимущества древесины: малый удельный вес; высокая удельная прочность; способность поглощать удары вследствие упругости; простота обработки; высокие тепло,- звуко, - и электроизоляционные свойства; хорошая химическая стойкость к ряду кислот, солей, щелочей.

Недостатки древесины: способность к быстрому загниванию; гигроскопичность; низкая огнестойкость; низкий модуль упругости; неоднородность строения.

Древесина имеет слоисто-волокнистое строение: кора, луб, заболонь, сердцевина.

Физико - механические свойства древесных материалов:

1) гигроскопичность древесины - с увеличением влажности резко снижается прочность, но повышается упругость;

2) теплопроводность - с повышением влажности она возрастает, т.к. поры заполняются влагой, которая более теплопроводна, чем волокно;

3) электропроводность древесины низкая, поэтому она может быть использована в качестве электроизоляционного материала; с повышением влажности, плотности и температуры древесины увеличивается;

4) твёрдость - в торцевом направлении больше твёрдости боковой поверхности в 1,5…2 раза; по степени твёрдости породы дерева располагаются в возрастающем порядке: липа, пихта, сосна, берёза, листвен- ница, дуб, ясень. Твёрдость зависит от плотности: чем плотнее древесина, тем она твёрже; влажность снижает твёрдость и сопротивление истиранию.

2 и 3. Разновидности древесных материалов и их применение

Натуральная деловая древесина - это лучшая полноценная часть ствола различных пород (сосна, ель, кедр, пихта, дуб, береза, ольха, липа, бук, клен, самшит и др.), которая является ценным конструкционным материалом, характеризующимся высокой удельной прочностью и декоративностью, устойчивостью к органическим кислотам, их солям, спиртам, газам. Недостатками этой древесины: анизотропность, гигроскопичность, недоста- точная биологическая стойкость, ухудшение свойств при t выше 120-130 °С.

Заготовки из натуральной древесины -- доски и бруски (пиленые, клееные и калиброванные) применяют для изготовления железнодорожных вагонов, с/х машин, грузовых автомобилей, судов, мебели, самолетов и вертолетов.

Древесными полуфабрикатными материалами называют продукты механической переработки натуральной древесины и ее отходом. Древесную муку используют в качестве наполнителя пластмасс и древопластиков, для изготовления взрывчатых веществ и др.

Древесную стружку в виде ленточек шириной 1,5--9 мм и толщиной 0,05--0,5 мм применяют при изготовлении древесных прессовочных композиций, а также для упаковки хрупких изделий. Щепа технологическая используется для производства древесно-стружечных плит; шпон лущеный -- для изготовления клееной древесины (фанеры), а также для облицовки изделий из натуральной древесины и древесных пластиков, выпускается листами толщиной от 0,35 до 4 мм; шпон строганый получают из ценных декоративных видов древесины (ореха, дуба, клена, карельской березы) и применяют в качестве облицовочного материала.

Прессованную древесину (ДПО) получают при обработке прессованием натуральной древесины под давлением 15--30 МПа, предварительно пропаренной при температуре 130--140°С или пропитанной аммиаком. В результате древесина пластифицируется. Пластифицированная древесина используется для изготовления сборных подшипников крупного размера для прокатных станов, а также для зубчатых колес, виброгасящих прокладок, челноков ткацких станков и др.

Клееную древесину получают склеиванием трех и более нечетных слоев шпона и получают фанеры или фанерные плиты, а также фасонные изделия -- трубы, швеллеры, сиденья, спинки стульев. Для склеивания шпона используют казеиновые, фенолформальдегидные, карбомидные клеи. Армированная фанера образуется при наклейке бакелитовым клеем металлического (латунь, алюминий, медь) листа толщиной 0,4--0,6 мм. Металлизованная фанера получается при опылении фанеры металлическим порошком или расплавленным металлом с помощью распылителя под давлением струи воздуха 6--7 МПа. Фанера используется в авто-, судо-, вагоно-, авиастроении, радио- и электротехнической промышленности.

Древопластики. Древопластиками называют материалы, в которых наполнителем служит измельченная древесина, опилки, стружка, щепа, обломки шпона. Древопластики в сравнении с натуральной древесиной имеют меньшую анизотропность, большую влаго- и биостойкость.

Древесностружечные плиты изготовляют методом горячего прессования прессовочной массы, пропитанной раствором фенолформальдегидных смол. Плиты выпускают крупногабаритными (до 5500x2400 мм) толщиной от 10 до 25 мм; из них изготовляют корпуса приборов, тару, мебель, а при облицовке шпоном -- детали строительных конструкций, перегородки вагонов и т. п.

Древесно-волокнистые плиты изготовляют из волокон размельченной древесины толщиной от 2,5 до 25 мм и применяют в автомобиле- и вагоностроении для деталей, защищенных от увлажнения, а также в мебельной промышленности.

Древесно-слоистые пластики (ДСП) -- горячепрессованные многослойные, пропитанные синтетическими смолами, листы шпона выпускаются в виде плит и листов толщиной от 1 до 60 мм. ДСП используется как антифрикционный и конструкционный материал.