Совершенствование технологии изготовления древесно-стружечных плит

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ

Г.С. Варанкина

К.Г. Брутян

Как в процессе прессования, так и при эксплуатации изделий, изготовленных из ДСтП, происходит выделение формальдегида, оказывающего вредное воздействие на человека. На интенсивность его выделения оказывают влияние следующие факторы: свойства применяемой смолы и, в первую очередь, содержание в ней свободного формальдегида, количество добавляемого связующего, условия прессования плит (влажность осмоленной стружки, температура и продолжительность прессования), условия эксплуатации плит или изделий из них. В настоящее время к санитарной характеристике плит предъявляют все более жесткие требования. В соответствии с ГОСТ 10632 содержание вредных химических веществ, выделяемых плитами в производственных помещениях, не должно превышать ПДК для воздуха рабочей зоны производственных помещений равной 0, 5 мг/м³, а количество вредных химических веществ, выделяемых плитами в условиях эксплуатации, не должно превышать 0, 003 мг/м³.

Известно большое число природных материалов [3], которые используют в качестве модификаторов карбамидо- и фенолоформальдегидных смол для повышения эффективности их применения в производстве древесно - стружечных плит, одними из них являются шунгиты [4]-комплексный сорбент, катализатор или носитель катализаторов, обладающий одновременно свойствами углеродных и силикатных материалов. Шунгиты позволяют уменьшить токсичность плитных материалов и ускорить процесс их отверждения. Известно [5], что нагрев древесного пакета не только интенсифицирует процесс его склеивания, но и снижает модуль упругости, сопротивление сжатию при прессовании [2], изменяется кинетика формования материала. Представляется возможным уменьшать давление плит пресса на нагретый пакет, снижая затраты энергии на изготовление древесностружечных плит.

Целью работы является снижение токсичности древесностружечных плит путем модификации связующего шунгитами.

Методика проведения исследований. Для проведения исследований использовали карбамидоформальдегидную смолу марки КФ-МТ-15, а в качестве активного наполнителя ? шунгитовые сорбенты.

Кремнеуглеродистый каркас шунгитов строится из элементарных звеньев, которые упакованы не плотно, создавая свободные полости, соединяющиеся каналами. В эти каналы и полости в зависимости от размеров могут проникать молекулы-адсорбаты. Одни молекулы проникают, другие нет; шунгиты характеризуются избирательной адсорбцией, получившей название “молекулярно-ситового эффекта”. Природные шунгиты экологически безвредны, не канцерогенны и не радиоактивны.

В лабораторных условиях изготавливали трехслойные древесностружечные плиты толщиной 16 мм с использованием в качестве наполнителя шунгитовых сорбентов с размером частиц от 0, 02 до 0, 08 мм в количестве от 0 до 15 мас. ч. на 100 мас. ч. связующего. Испытания плит проводили в соответствии с ГОСТ 10633 «Плиты древесностружечные. Общие правила подготовки и проведения физико - механических испытаний»

Результаты исследований и их анализ. Результаты исследований представлены в табл. 1. Их анализ показывает, что с увеличением количества вводимого в смолу наполнителя содержание свободного формальдегида снижается с 0, 2 до 0, 03 мг/м³ при этом повышается прочность и уменьшается разбухание древесностружечной плиты. Улучшение физико - механических свойств ДСтП, склеенных на модифицированном шунгитами карбамидо-формальдегидном связующем (КФС), может быть объяснено высокой реакционной способностью активного наполнителя, степень влияния которого зависит от продолжительности и температуры прессования, дисперсности и количества вводимых шунгитов. На наш взгляд, их введение в состав КФС повышает степень структурирования полимера, снижается количество гидрофильных метилольных групп, увеличивается молекулярная масса и когезионная прочность отвержденного клея. В результате обработки экспериментальных данных, полученных на основе реализации плана Хартли-5, выведены уравнения регрессии в виде:

2, 5 < X₁ < 15; 2, 5 < X₂ < 3, 0; 190 < X₃ < 220 ;

2 < X₄ < 4; 0, 02 < X₅ < 0, 08

где - содержание свободного формальдегида, %; Х₁ - количество вводимого наполнителя, мас.ч.; Х₂ - давление прессования, МПа; Х₃ - температура прессования, °С;

Х₄ - продолжительность прессования, мин; Х₅ - дисперсность частиц наполнителя, мм. Используя методы поиска оптимальных значений переменных факторов и соответствующих им значений показателей эффективности, находим требуемые параметры клеевой композиции и режима прессования (табл. 2).

Таблица 2 Расчетные значения исследуемых параметров технологического режима склеивания ДСтП

Требуемое в начале процесса давление прессования 2, 2 МПа (табл. 2), по мере нагрева пакета и уменьшения модуля упругости древесины может быть снижено по закону релаксирующих напряжений .

Выводы

1.Применение шунгитов в качестве реакционно - способных наполнителей карбамидоформальдегидных смол позволяет снизить токсичность древесностружечных плит. Содержание свободного формальдегида выделяемого плитами уменьшается с 0, 2 до 0, 03 мг/м³, при этом улучшаются физико - механические свойства плит.

2. В результате ускорения процесса склеивания и изменения графика наложения давления возможно снижение энергоемкости процесса на 57 %.

Библиографический список

1. Высоцкий А.В., Варанкина Г.С., Каменев В.П. Высокоэффективная добавка в карбамидоформальдегидные связующие для производства низкотоксичных ДСтП. Деревообрабатывающая промышленность, №4, 1996-с. 22-23

2. Чубинский А.Н., Ермолаев Б.В., Каратаев С.Г., Чубов А.Б., Курочкина В.А. Обоснование давления прессования древесностружечных плит.// Технология и оборудования деревообрабатывающих производств. Межвуз. сб. научн. трудов. Л.: ЛТА, 1987 - с. 45-47.

3. Чубинский А.Н., Варанкина Г.С., Брутян К.Г. Совершенствование технологии склеивания фанеры. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, №179. СПб.: СПб. ГЛТА, 2007- с. 167-175

4. Глебов М.П., Брутян К.Г. Анализ природных минеральных модификаторов для клеящих смол. // Первичная обработка древесины: лесопиление и сушка пиломатериалов. СПб.: СПб. ГЛТА, 2007- с. 31-35.

5. Чубинский А.Н. Формирование клеевых соединений древесины. СПб.: СПб. ГУ, 1992-164 с.

Приложение

древесностружечный плита прессование давление

Таблица 1 Результаты исследования влияния количества вводимого в смолу КФ-МТ-15 наполнителя на свойства древесностружечных плит

Размещено на Allbest.ru