ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ ДВП МОКРЫМ СПОСОБОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ «ПЕКТОЛА»
Fiber board production using pulp and paper waste products.
Одной из глобальных задач, стоящих перед целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленностью, является создание мало-отходных и безотходных технологий, предусматривающих комплексное использование сырья и предотвращение загрязнения окружающей среды, а также снижение себестоимости продукции за счет экономии сырьевых, материальных и энергетических ресурсов.
Целлюлозная промышленность - самое крупное из направлений химической переработки древесины. Однако в конечном основном продукте - целлюлозе содержится только около половины вещества переработанной древесины. Для повышения эффективности производства большое значение имеет возможность использования отходов, а также побочных продуктов производства. Речь идет об использовании огромной массы органических веществ, которая по количеству примерно равна вырабатываемой целлюлозе, о создании резервов химического сырья, необходимого для развития большой химии, и о получении ряда новых ценных продуктов [1].
Продуктами дистилляции таллового масла - сырца, являются легкие масла и талловый пек. При переработке таллового масла путем ректификации в качестве головного пагона получается 6-8 % легкого таллового масла, в настоящее время оно не находит должного применения. В связи с этим возникает проблема изыскания путей его использования.
Легкое масло представляет собой сложную смесь многочисленных соединений различных классов. Изучение и знание свойств и состава легкого масла дает возможность обоснованно подойти к выбору технологической схемы гидрокрекинга. Исследования физико-химических свойств и группового состава масла проводились по методикам, принятым для талловых продуктов. Результаты представлены в табл. 1.
Таблица 1
|
Наименование |
Показатели |
|
Плотность, г/см3 Показатель преломления Молекулярная масса Влажность, % Вязкость при 40 0С, н.сек/м2 Зольность, % Кислотное число, мг/г Число омыления, мг/г Эфирное число, мг/г Йодное число, мг/г Элементный состав, %. С; Н; О |
0,951 1,5037 233,12 отсутствует 0,0263 0,03 105,17 151,09 45,82 91,05 82,13; 7,10; 10,27 |
Из табл. 1 видно, что легкое масло отличается от таллового пека, характерной особенностью является то, что оно хорошо растворяют пек и имеют не высокую вязкость (0,0263 н.сек/м2).
Более важные сведения о составе легкого масла можно получить, изучая его групповой состав. Из табл. 2 видно, что легкие масла состоят из тех же соединений, что и таловый пек. Особенностью их является высокое содержание нейтральных веществ и низкое - окисленных. В составе нейтральных веществ преобладают углеводороды (74,25 %), из них 98,6 % ароматических.
Сведения из табл. 1,2 свидетельствуют о том, что легкое масло, с одной стороны, может служить разбавителем пека, с другой стороны, легкие масла могут быть дополнительным источником получения ароматических углеводородов.
Таблица 2
|
Наименование |
Содержание, % |
|
|
легкое масло |
пек |
|
|
Жирные кислоты Смоляные кислоты Окисленные вещества Нейтральные вещества, из них: нейтральные кислородные соединения углеводороды В составе углеводородов: ароматические парафино-нафтеновые Потери |
51,39 6,92 0,32 38,75
25,75 74,25
98,60 1,30
|
19,70 19,20 28,30 29,00
73,25 25,80
97,69 2,31 3,80 |
Талловый пек имеет следующие физико-химические показатели:
температура размягчения – 33 °С, кислотное число - 39 мг КОН/г, число омыления – 105 мг КОН/г, массовая доля %: омыляемых веществ-25,7; окисленных веществ - 17,1; смоляных кислот - 24,4; жирных кислот - 32,4; плотность - 1,03 8 г/см3.
При дистилляции таллового масла в кубовом остатке остаются высоко-кипящие нейтральные вещества вместе с нелетучими и окисленными продуктами. Этот остаток - пек.
Ранее в работах [2,3] была исследована и доказана возможность склеивания хвойной фанеры на основе фенолоформальдегидной смолы, где в качестве модификатора выступал “пектол”. “Пектол” - промежуточный продукт лесохимического производства Братского ЛПК, образующийся смешением 60 % пека таллового неомыленного с 40 % масла таллового легкого.
Основной целью настоящей работы являлось исследование возможности производства твердых древесноволокнистых плит (ДВП) мокрым способом, с использованием в качестве проклеивающего состава “пектола”, вместо традиционно используемой фенолоформальдегидной смолы марки СФЖ-3013.
В лабораторных условиях была проведена опытная выработка плит из волокна, проклеенного “пектолом” концентрацией 10 %.
Результаты испытаний опытно-лабораторной выработки плит с добавлением “пектола” взамен фенолоформальдегидной смолы приведены в табл. 3.
Таблица 3
|
Показатели |
Ед. измере- ния |
Норма по тех. регламенту |
1- образец |
2- образец |
3- образец |
4- образец |
|
Помол рафинаторной массы |
ДС |
22-26 |
|
|
|
|
|
Концентрация массы |
% |
1,1-1,6 |
2,5 |
2,7 |
2,4 |
2,7 |
|
Концентрация покровного слоя |
% |
Не менее 0,9 |
|
|
|
|
|
Температура массы |
оС |
Не менее 40 |
55 |
56 |
56 |
57 |
|
рН массы |
|
3,9-4,5 |
4,1 |
4,0 |
4,0 |
3,9 |
|
рН покровного слоя |
|
3,9-4,5 |
|
|
|
|
|
Сухость |
% |
Не менее 25 |
34 |
37 |
34 |
39 |
|
Предел прочности при изгибе |
МПа |
Не менее 33 |
32 |
33 |
31 |
32 |
|
Толщина плит |
мм |
2,9-3,5 |
3,2 |
2,9 |
3,2 |
3,2 |
|
Водопоглощение лицевой поверхности |
% |
Не менее 13 |
7,7 |
8,7 |
9,7 |
9,9 |
|
Разбухание |
% |
Не менее 23 |
16,1 |
18,4 |
18,4 |
15,4 |
|
Плотность |
кг/м3 |
800-1100 |
880 |
790 |
800 |
840 |
|
Стоки: взвешенные в-ва окисляемость |
мг/л мг/л О2 |
Не более 300 Не более 2400 |
225 2320 |
|
|
304 2160 |
На основании экспериментальных исследований по производству твердых ДВП мокрым способом с использованием “пектола” в качестве заменителя смолы, установлено, что полученная продукция не уступает по физико-механическим показателям ДВП, выпускаемой по существующей технологии.
Таким образом, доказана возможность производства твердых ДВП мокрым способом, с использованием в качестве проклеивающего вещества раствора “пектола”.
Полученные результаты позволяют сделать вывод о целесообразности дальнейших исследований по совершенствованию технологии производства твердых ДВП мокрым способом.
1. Богомолов Б.Д., Соколова А.А. Побочные продукты сульфатно-целлюлозного производства. – М.: Гослесбумиздат, 1976. – 436 с.
2. Денисов С.В., Русаков Д.С. Исследование возможности склеивания хвойной фанеры на основе модифицированных отходами лесохимического производства фенолоформальдегидных смол // Естественные и инженерные науки – развитию регионов: Материалы межрегиональной научно-технической конференции. – Братск: ГОУ ВПО «БрГТУ», - 2004. – С. 186-187.
3. Денисов С.В., Русаков Д.С. Эффективная технология склеивания хвойной фанеры модифицированными клеями // Труды Братского государственного технического университета. – Том 2. – Братск: ГОУ ВПО «БрГТУ», - 2004. – С. 192-195.