ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДРЕВЕСНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Сафин Р.Г., Аминов Л.И., Аминов И.Х. (КГТУ, Казань, РФ)

Древесина характеризуется низкой плотностью, высокой демпфирующей способностью, низкой теплопроводностью, обладает достаточной прочностью, имеет сравнительно невысокую стоимость и не требует больших затрат труда и энергии при производстве. Кроме того, древесные ресурсы в природе непрерывно возобновляются. Поэтому древесина является ценным материалом для использования в различных отраслях народного хозяйства, а также подходящим компонентом для изготовления различных видов композиционных материалов, обладающих уникальными свойствами.

Как известно, свойства композиционных материалов в целом формируются, с одной стороны, под влиянием характеристик исходных компонентов, с другой стороны – результатом взаимодействия этих компонентов на границе раздела фаз. Учет такого взаимодействия особенно важен для древесных композиционных материалов, т.к. в них, в результате взаимодействия меняются как свойства частиц древесины, так и связующего компонента. При этом связующее, адсорбируясь в приповерхностные слои частиц древесины, способствует к возникновению в древесине областей, обладающих особыми свойствами. Кроме того, в свою очередь, древесина влияет на приповерхностные слои связующего, вызывая также формирование в связующем областей с аномальными свойствами. Отсюда следует, что целенаправленно воздействуя на межфазное взаимодействие в древесных композиционных материалах можно регулировать их свойства в нужных направлениях.

Для достижения этой цели можно воздействовать на частицы древесины, которые в композиционных материалах играют роль наполнителя. Обычно перед приготовлением композиционных материалов древесина подвергается предварительной обработке, в частности, измельчению, сушке, фракционированию состава и т.д.

В данной работе предлагается предварительная обработка древесных частиц перед совмещением их со связующим при приготовлении композиционных материалов. Суть метода сводится к изменению структуры частиц древесины различными внешними воздействиями, в частности, термообработкой и измельчением в дезинтеграторах в специальном режиме. Такие внешние воздействия приводят к изменению свойств частиц древесины, а также структуры капиллярной системы в древесине. Как показали эксперименты, в результате этого у различных пород древесины с полимерными связующими адгезионное взаимодействие в среднем увеличивается на 30-40%. Одновременно происходит повышение жесткости приповерхностных слоев связующих. Так, микротвердость этих слоев у различных полимеров в среднем повышается на 30-35%.

Аналогичные изменения значений адгезии и микротвердости наблюдаются при совмещении свежеизмельченной древесины в дезинтеграторе с различными полимерными связующими. При этом увеличение адгезии достигает до 50%, а повышение микротвердости – до 40%.

Такое возрастание межфазного взаимодействия в древесных композиционных материалах, в конечном счете, приводит к повышению их физико-механических характеристик, улучшению эксплуатационных свойств изделий, изготовленных из них.