ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ПРЕССОВАНИЯ НА СВОЙСТВА ДРЕВЕСНЫХ КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Криворотова А.И., Костыгин А.Г. (СибГТУ, г.Красноярск, РФ)
Manufacture of products from wood glutinous compositions is perspective from the point of view of use of bad quality round forest products, waste products sawing manufactures and woodwork. Properties of products from a wood-glutinous composition are defined by ways and modes of processing and pressing of a material, the sizes of wood particles, force of adhesive interaction binding and particles of wood.
Древесно-клеевые композиции (ДКК) представляют собой композицию из измельченной древесины и связующего вещества, как правило, карбамидоформальдегидных смол. Кроме того, в композицию могут входить различные добавки и модификаторы для придания ДКК специальных свойств. При выборе режимов прессование древесно-клеевой композиции в первую очередь учитывают их назначение. В общем виде процесс получения ДКК складывается из следующих операций: подготовки древесного наполнителя, растворов связующих веществ и модифицирующих добавок и непосредственно самого формования изделий, которое осуществляется либо методом плоского прессования в пресс-формах (периодический или пульсирующий способы), либо экструзионным методом.
В некоторых случаях состав ДКК не отличается от состава древесно-клеевой массы для производства ДСтП, исходя из этого для проведения исследований была отобрана стружка, используемая для производства древесностружечных плит, прошедшая через сито с диаметрами 0,5/1,0/1,5/2,0/5/7/10/. Для формования древесно-клеевой композиции использован метод плоского прессования. Опыты проводились в соответствие с планом второго порядка. Удельное давление прессования изменялось от 1,5 до 5,5 МПа, температура прессования - от 120 до 220 °С. Удельная продолжительность прессования от 0,5 до 3,0 мин/мм. Содержание карбамидоформальдегидной смолы 35 %.
Плотность полученных изделий в зависимости от режима прессования составила от 800 до 1100 кг/м3.
Оценку влияния исследуемых факторов на показатель прочности ДКК проводили по графической интерпретации уравнения регрессии и графикам эффектов факторов и их взаимодействий, приведенных на рисунках 1,2. Как следует из приведенных графических зависимостей, наибольшее влияние на показатель прочности ДКК оказывает давление прессования. Несколько меньше влияет продолжительность прессования. Зависимость прочности от продолжительности и давления прессования носит экстремальный характер.
Если проанализировать характер совместного влияния факторов на прочность ДКК, то можно увидеть, что продолжительность прессования больше влияет на показатель прочности при верхнем уровне варьирования давления
Давление прессования, МПа
|
Температура прессования, 0С
|
Температура прессования, 0С
|
Рисунок 1 – Зависимость показателя прочности ДКК от продолжительности, давления и температуры прессования
 |
Давление прессования, МПа Температура прессования, 0С
 |
Рисунок 2 – Графики эффектов факторов и их взаимодействий
прессования. Аналогично продолжительность прессования больше влияет на прочность ДКК при верхнем уровне варьирования температуры. Так при продолжительности прессования равной 0,5 мин/мм показатель прочность ДКК при переходе от нижнего уровня варьирования к верхнему увеличивается на 9 МПа, при продолжительности прессования 3,0 мин/мм всего на 0,5 МПа. Это связано с тем, что пропорционально росту температуры и давления на систему, повышается давление парогазовой смеси в ней. Одновременно идет и реакция поликонденсации связующего, приводящая к образованию связей между компонентами системы. До тех пор пока давление парогазовой смеси не превышает прочность образующихся связей происходит увеличение прочности. При наступлении момента, когда парогазовое давление превышает прочность связей системы, дальнейшее увеличение продолжительности и давления прессования приводит к разрушению композиции при снятии давления.
Если же проанализировать совместное влияние давления и температуры прессования на показатель прочности при условии, что продолжительность прессования является постоянной видно, что при увеличении давления прессования большее увеличение прочности происходит при максимальной температуре. При переходе от верхнего уровня к нижнему прочность увеличивается на 10 МПа.
Таким образом, проведенные исследования позволяют выбрать оптимальные режимы прессования для получения высококачественных древесно-клеевых композиций.