WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2007. №2. С. 101–106. УДК 674.81 ТЕПЛОВОЕ СТАРЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Т.С. Выдрина*, А.В. Артёмов, В.Г. Дедюхин, ...»

ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2007. №2. С. 101–106.

УДК 674.81

ТЕПЛОВОЕ СТАРЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Т.С. Выдрина*, А.В. Артёмов, В.Г. Дедюхин, В.Г. Бурындин

©

Уральский государственный лесотехнический университет, Сибирский

тракт 37, Екатеринбург, 620100 (Россия) E-mail: tsv@usfeu.ru

Исследовано тепловое старение древесных пластиков и высказано предположение о возможных процессах, протекающих в пластиках из древесного опила без добавления связующего и с добавлением карбамидоформальдегидной смолы марки КФ-МТ-15, при коротком и длительном времени выдержки в условиях повышенных температур.

Введение В деревообрабатывающих производствах образуется большое количество отходов, таких как опилки, стружка, шлифовальная пыль фанеры и ДСП и другие, которые не находят полного и рационального использования. Значительные ресурсы отходов лесопиления, фанерного производства и деревообработки остаются невостребованными, часто вывозятся в отвалы или подвергаются сжиганию, ухудшая экологическую обстановку. Исходя из вышеизложенного поиск путей рационального использования неликвидных отходов деревообработки является актуальным.

Основное направление рационального использования отходов древесины – получение древеснокомпозиционных материалов – древесных пластиков [1]. В настоящее время все древесные пластики с использованием измельченного древесного наполнителя изготавливаются с обязательным добавлением связующего на основе карбамидо-, меламино- или фенолоформальдегидных олигомеров. Это в свою очередь повышает стоимость изделий и ухудшает санитарно-гигиенические показатели готовой продукции, кроме того, производство древесных пластиков с добавлением связующих является экологически небезопасным.



В связи с этим изготовление изделий на основе отходов деревообработки без добавления связующего [2, 3] имеет преимущества с точки зрения санитарно-гигиенических и экологических требований. Однако для практического внедрения данного направления необходимы убедительные доказательства высоких эксплуатационных свойств изделий и сохранности этих свойств в процессе эксплуатации, т.е. долговечности.

Для прогноза долговечности полимерных материалов широко применяют метод ускоренного теплового старения. Суть его заключается в том, что по скорости изменения свойств материала при повышенной температуре определяют экстраполяцией изменение тех же свойств материала при нормальной температуре.

Метод ускоренного теплового старения применим и для древесных пластиков, в частности древесностружечных плит, состоящих из 85–90% древесных частиц и 10–15% синтетического связующего, как правило, карбамидного [4].

Цель данного исследованияь:

1. Прогнозирование возможных сроков эксплуатации изделий из древесных опилок без добавления связующего (ДП-БС) и древесных опилок с добавлением связующего (МДП) на базе смолы марки КФ-МТ-15 в отапливаемых помещениях по результатам теплового старения.

2. Изучение влияния различной температуры и времени на эксплуатационные свойства изделий ДП-БС и МДП, изготовленных методом горячего прессования, а также сравнительная оценка эксплуатационных свойств этих изделий.

* Автор, с которым следует вести переписку.

102 Т.С. ВЫДРИНА, А.В. АРТЁМОВ, В.Г. ДЕДЮХИН, В.Г. БУРЫНДИН Образцы ДП-БС являлись лабораторными моделями паркетной доски, которую предполагается изготавливать на основе древесных опилок без добавления связующего. В качестве объектов сравнения были приняты образцы на основе опила и карбамидоформальдегидной смолы марки КФ-МТ-15.





–  –  –

где К – константа скорости реакции, с-1; Еа – энергия активации процесса старения, Дж/моль; R – универсальная газовая постоянная, Дж/(град·моль); Т – температура, К; а – предэкспоненциальный множитель.

Для графического определения Еа уравнение (2) логарифмируют, учитывая, что время реакции обратно пропорционально скорости этой реакции = 1/К. Полученное уравнение представляет собой уравнение прямой линии в координатах lg = f (1/Т). Еа была определена по тангенсу угла наклона прямой (рис. 2).

–  –  –

Рис. 1. Влияние времени выдержки на прочность Рис. 2. Зависимость lg долговечности от 1/Т дисков при изгибе при температуре 70 °С Реальная (эквивалентная) температура эксплуатации Тэкв прессованных изделий на основе древесного опила со связующим и без связующего была выявлена с помощью номограмм [10].

После определения Еа, иск и Тэкв по уравнению (1) был выполнен расчет долговечности изделий в реальных условиях эксплуатации реал. Результаты расчета представлены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты расчетов по прогнозу долговечности пластиков

–  –  –

В начальный период выдержки при повышенных температурах в ДП-БС и в МДП протекают идентичные процессы. Модуль упругости дисков из пластика без связующего в первые 30 ч термообработки увеличивается на 1000–1500 МПа, а дисков МДП на 1000 МПа. Рост прочностных показателей в начальный период, скорее всего, обусловлен продолжением процесса конденсации и сшивания. В МДП, очевидно, протекает доотверждение смолы КФ-МТ-15 по схеме, представленной на рисунке 11.

Согласно литературным данным [11], в процессе пьезотермической обработки древесины из нее удаляются летучие и, в частности, выделяются органические кислоты. В ДП-БС возможна конденсация компонентов древесины, например лигнина, по схеме показанной на рисунке 12. Реакция конденсации лигнина протекает как в кислой, так и в щелочной среде, причем в сильнокислой среде конденсация фрагментов лигнина может приводить к образованию очень прочной трехмерной сетки [12, 13].

–  –  –

Рис. 12. Схема конденсации лигнина При более длительной выдержке образцов при повышенных температурах начинается обратный процесс – процесс медленного разложения материала, в результате которого прочностные показатели постепенно снижаются. Заметное падение модуля упругости и прочности при изгибе у МДП начинается раньше – через 30– 50 ч термообработки, а у дисков без связующего – через 50–100 ч выдержки. Это может быть связано с большей прочностью углерод–углеродных связей -5 и -6 в лигнине в составе ДП-БС (Есвязи C-C по Полингу = 262,3 кДж/моль) по сравнению со связью С–N отвержденной смолы КФ-МТ-15 в составе МДП (Есвязи C-N по Полингу = 223,8 кДж/моль) [14]. Величина абсолютного снижения прочности и модуля упругости при изгибе у МДП значительно больше, чем у ДП-БС: у первых прочность при изгибе изг уменьшается (1,8–2,0 раза); у вторых изг уменьшается (1,3–1,6 раза). Это свидетельствует о том, что процесс деструкции отвержденного карбамидоформальдегидного связующего в дисках МДП начинается легче и идет с большей скоростью, чем деструкция фрагментов лигнина и других компонентов, играющих роль связки в ДП-БС.

В тот период термовыдержки, когда у МДП повышается прочность при изгибе и модуль упругости при изгибе (первые 50–70 ч выдержки), водопоглощение и разбухание этих дисков снижается на 8–10%. Такая корреляция роста прочности и снижения водопоглощения подтверждает нашу гипотезу о протекании доотверждения карбамидного связующего в начале выдержки при повышенных температурах. При длительной выдержке, когда развивается процесс деструкции связующего, водопоглощение МДП повышается снова до 40–50%.

Водопоглощение и разбухание дисков, изготовленных с карбамидной смолой КФ-МТ-15, составляет 40– 47% и в 2,0–2,4 раза выше, чем водопоглощение дисков без добавления связующего. Водопоглощение ДП-БС составляет 20–22%, а разбухание – 10–18%. Изменение этих показателей в ходе выдержки при повышенных температурах проявляется слабее: на 2–4%. Это можно объяснить гидрофобностью связей на основе лигнина, которая, на наш взгляд, формируется в ДП-БС в процессе их прессования и дополнительно укрепляется в начальный период выдержки при повышенных температурах.

106 Т.С. ВЫДРИНА, А.В. АРТЁМОВ, В.Г. ДЕДЮХИН, В.Г. БУРЫНДИН

Выводы

1. По результатам теплового старения изделий выявлено, что предполагаемый срок эксплуатации (реал) прессованных изделий на основе опила без добавления связующего (ДП-БС) составляет 65,1 года, а изделий на основе опила с добавлением связующего на базе смолы КФ-МТ-15 (МДП) – 2,2 года.

2. Результаты исследований показывают, что при тепловой обработке дисков (50, 70 °С) МДП и ДП-БС в начальный период (10–30 ч) протекает небольшое доукрепление прочности, твердости и упругости образцов, а процессы старения и медленного снижения прочностных показателей, сопровождаемые небольшим ростом водопоглощения и разбухания образцов, начинаются лишь после 30–50 ч выдержки.

Список литературы

1. Щербаков А.С., Гамова И.А., Мельникова А.В. Технология композиционных древесных материалов: Учеб. пособие для вузов. М., 1992. 192 с.

2. Петри В.Н. и др. Плитные материалы и изделия из древесины и других одресневевших остатков без добавления связующих. М., 1976. 360 с.

3. Минин А.Н. Технология пьезотермопластиков. М., 1965. 296 с.

4. Хрулёв В.М., Мартынов К.Я. Долговечность древесностружечных плит. М., 1977. 168 с.

5. ГОСТ 4648-71 «Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб».

6. ГОСТ 4670-77 «Пластмасса и эбонит. Метод определения твердости вдавливанием шарика».

7. ГОСТ 4650-80 «Пластмассы. Метод определения водопоглощение».

8. ГОСТ 10634-88 «Плиты древесностружечные. Методы определения физических свойств (с изменением №1)».

9. ГОСТ 9.707-81. «Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные. Методы ускоренных испытаний на климатическое старение».

10. Липатов Ю.С. и др. Справочник по химии полимеров. Киев, 1971. 280 с.

11. Щварцман Г.М., Щедро Д.А. Производство древесностружечных плит. М., 1987. 320 с.

12. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: Учебник для вузов.

СПб., 1999. 628 с.

13. Кононов Г.Н. Химия древесины и ее основных компонентов: Учеб. пособие для студентов специальностей 2602.00, 2603.00. М., 1999. 247 с.

14. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.М. Мищенко, А.А. Равделя. Л., 1972. 256 с.

Похожие работы:

«Утверждаю Технический директор ООО "МПО "СОЮЗ" Шильников В.Ф. Контрольно-кассовая техника Контрольно-кассовая машина "СОЮЗ-К" Инструкция по установке электронной контрольной ленты защищенной ТКРП.0005.00.00.000ЭЛ201 ОГЛАВЛЕНИЕ 1. ВВЕДЕНИЕ 2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 3. УСТАНОВКА ЭКЛЗ 4. СНЯТИЕ ЭКЛЗ 5. ЗАМЕНА ЭКЛЗ 1. ВВЕДЕН...»

«Инспекция сосудов, работающих под давлением, и технологических трубопроводов как составляющая системы управления промышленной безопасностью Крылов Д. И.1, Макеев М. В.2, Мищенко И. Г.3, Рамзин А. Б.4, Тарасов П. А.5, Яшников Д. В.6 Крылов Денис Иванович / Krylov Denis Ivanovich – заместитель заведу...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Е.Ф. Шкурский ШАХТНАЯ ГЕОЛОГИЯ Учебное пособие Рекомендовано ученым советом ДонГТУ Алчевск УДК 551.1/4 Ш 66 Евгений Федорович Шкурский – доцент кафедры маркшейдерии, геодезии и геологии Рецензенты: А.И. Мележик – канд. техн. наук,...»

«Center of Scientific Cooperation Interactive plus Иванова Елена Николаевна педагог-психолог ГАПОУ "Чебоксарский техникум транспортных и строительных технологий" г. Чебоксары, Чувашская Республика ПРОФИЛАКТИКА АДДИКТИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Аннотация: в данной ста...»

«САЛАСЮК Алексей Сергеевич ГИГАГЕРЦОВЫЕ РЕЗОНАНСНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В ТОНКИХ ПЛЁНКАХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ОПАЛОВ (специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой с...»

«Жилой комплекс Пряный Демонстрационные материалы Директор: Шандор Гёнци | +36 20 492 3077 | info@liamhaz.hu Лиам-Хаз. 1136 Будапешт, ул.Бальзака, 39. | www.liamhaz.hu Резюме Презетация ООО Лиам-хаз Регион, и как туда добраться Черсегтомай и его окрестности Жилой комплекс Пряный Коммуникации, проект, строит...»

«ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ №1 ЛЕСНОЙ ЖУРНАЛ 1999 ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА УДК 674.8.003.13 В.И. МОСЯГИН С.Петербургская лесотехническая академия Мосягин Владимир Ильич родился в 1939 г., окончил в 1963 г. Ленинградскую лесотехническую академию, доктор экономических наук, профессор, заведующий кафе...»

«31.62.11.500 26.30.50-80.00 БЛОК КОМУТАЦІЇ АДРЕСНИЙ (БКА) БЛОК КОММУТАЦИИ АДРЕСНЫЙ (БКА) ПАСПОРТ ПРАО. 425459.002 ПС Сертифікат відповідності UA1.166.0148455-11 Дійсний до 30.05.2016 р. Україна, м. Харків ВВЕДЕНИЕ Настоящий паспорт предназначен для изучения принципа работы, прави...»

«УДК 336.02 Базаева Л.Д. Студент 1 курс, факультет "Инженерно-экономический" Россия, г. Ульяновск Ульяновский Государственный Технический Университет Аннотация: В данной научной статье описывается денежная система Китая. Кром...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.