WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Во второй главе рассмотрены теоретические основы отверждения фенолоформальдегидного связующего. Выдвинуто предположение о том, что причиной низкой водостойкости плит на фенолоформальдегидном связующем, ранее производимых в нашей стране, является малая доля резитов, т. е. недостаточная степень поликонденсации связующего. Для разработки плит повышенной водостойкости на фенолоформальдегидном связующем необходимо экспериментальное исследование с учетом взаимосвязей в системе технологических факторов.

Представлено теоретическое обоснование повышения прочности и снижение эмиссии свободного формальдегида ДСтП на карбамидоформальдегидном связующем при внесении фосфатных добавок на стадии осмоления стружки. Особенности механизма поликонденсации и пространственной структуры смолы обуславливают свойства плит, изготовленных на ее основе. Увеличение прочности поперечных связей между цепями молекул и образование связей с целлюлозой древесины ведет к увеличению прочности клеевых прослоек, а, следовательно, и к увеличению прочности ДСтП, и к уменьшению выделения свободного формальдегида из готовой плиты. Структурная устойчивость системы «древесные частицы – отвержденное связующее» зависит от наименьшей частичной устойчивости (закон наименьших). Наименьшая устойчивость – у отвержденного связующего. Одно из возможных направлений снижения содержания свободного формальдегида в отвержденной смоле – это связывания его в ацетали при взаимодействии с целлюлозой древесины и увеличение стойкости связующего к кислотному гидролизу, причем при этом повышается водостойкость и прочность соединения.

Решением проблемы может быть применение эффективного катализатора отверждения связующего и реакции формальдегида с целлюлозой, который бы при этом связывал формальдегид смолы, создавая связи с целлюлозой древесины и увеличивая густоту сетки между молекулами отвержденного связующего. В данной работе предлагается использовать на стадии осмоления стружки фосфатные добавки – алюмоборфосфат и полифосфаты аммония для более эффективного отверждения связующего и инициирования связей формальдегида с целлюлозой. В работе приведена модель структур, образующихся при отверждении карбамидоформальдегидной смолы с добавкой алюмоборфосфатного концентрата.

Взаимодействие алюмоборфосфата с карбамидоформальдегидной смолой увеличивает густоту пространственной сетки отвержденной смолы и усиливает поперечные связи в структуре. Комплексы, образованные АБФК, имеют большую гидролитическую устойчивость, в результате снижается выделение свободного формальдегида.

Во второй главе также представлена методика экспериментальных исследований. Рассматриваются направления исследований, определены цель и задачи экспериментальных исследований, последовательность проведения экспериментов и обработки их результатов. Приводятся характеристики используемых материалов, методов и средств измерения, применяемого оборудования и приборов.

В качестве связующего для экспериментальной разработки плит повышенной водостойкости использовалась смола фенолоформальдегидная СФЖ – 3014, соответствующая ГОСТ 20907-75. В качестве основы клеевой композиции для плит на карбамидоформальдегидном связующем использовалась смола КФН-54-П, соответствующая ТУ 2223-001-5747575-97. В качестве фосфатных добавок использовались: концентрат алюмоборфосфатный, ТУ 113-08-606-87; полифосфаты аммония, ТУ 2149-062-10964029-96.

Для проведения физико-механических испытаний плит использовались стандартные методики. Для определения эмиссии свободного формальдегида использовался баночный метод (WKI), который более чем перфораторный метод чувствителен в области малых значений формальдегида.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований по разработке плит повышенной водостойкости на фенолоформальдегидном связующем. Исследования проводились согласно плану второго порядка В3. Варьировались факторы: удельная продолжительность прессования Х1, мин./мм; плотность плит Х2, кг/м3; норма расхода связующего в наружных слоях Х3, %. План эксперимента и статистическая обработка результатов определения выходных величин: У1 – разбухания плит по толщине за 24 часа, %, и У2 – прочности плит при статическом изгибе, МПа, представлены в таблице 1.

Регрессионные математические модели:

У1 = 16,371 + 3,2Х1 + 2,77Х2 3,71Х3 + 1,683Х12 1,667Х22 1,467Х32 + +2,013Х1Х2 (1)

У2 = 14,036 + 1,017Х1 + 2,507Х2 + 4,309Х3 3,097Х12 + 1,983Х32 0,442Х1Х2 + +0,752Х1Х3 + 1,083Х2Х3 (2)

Графики зависимости разбухания по толщине от варьируемых факторов представлены на рис. 1 – 3, прочности при статическом изгибе – на рис. 4 – 6.

Результаты эксперимента позволяют рекомендовать сочетание технологических факторов процесса производства ДСтП повышенной водостойкости в зависимости от назначения плитных материалов и требуемых показателей.

Таблица 1

План и статистическая обработка результатов исследования разбухания плит по толщине и прочности при статическом изгибе

N

Х1

Х2

Х3

Средние

арифметические

Дисперсии

S21j

Средние

арифметические

Дисперсии

S22j

1

+

+

+

19,2

5,48

20,78

4,80

2

-

+

+

10,6

6,76

19,14

3,96

3

+

-

+

9,6

3,53

16,98

0,85

4

-

-

+

8,4

2,89

10,92

0,94

5

+

+

-

25,8

7,78

10,88

0,98

6

-

+

-

16,3

1,08

9,60

2,16

7

+

-

-

15,1

4,41

8,76

1,35

8

-

-

-

14,3

1,06

8,36

0,42

9

+

0

0

24,0

12,53

11,33

3,92

10

-

0

0

12,1

1,21

10,54

0,38

11

0

+

0

16,3

10,69

19,11

1,06

12

0

-

0

13,1

2,86

9,45

1,85

13

0

0

+

8,2

1,55

22,45

2,37

14

0

0

-

21,6

6,71

9,58

0,67

У1, %

Х1

(0,3) (0,45) (0,6) (, мин/мм)

Рис. 1. График зависимости разбухания по толщине (У1) от удельной

продолжительности прессования (Х1):

Х2 =1; Х3 =1; Х2 =-1; Х3 =-1; Х2 =1; Х3 =-1; Х2 =-1; Х3 =1

У1, %

Х2

(600) (700) (800) (, кг/м3)

Рис. 2. График зависимости разбухания по толщине (У1) от плотности

плиты (Х2):

Х1 =1; Х3 =1; Х1 =-1; Х3 =-1; Х1 =1; Х3 =-1; Х1 =-1; Х3 =1

У1, %

Х3

(11) (13) (15) (%)

Рис. 3. График зависимости разбухания по толщине (У1) от расхода

связующего в наружных слоях (Х3):

Х1 =1; Х2 =1; Х1 =-1; Х2 =-1; Х1 =1; Х2 =-1; Х1 =-1; Х2 =1

За рубежом ДСтП на фенолоформальдегидных связующих используются для наружной отделки домов. Влияние атмосферных условий ограничивается долговечность ДСтП. Для проверки эксплуатационных свойств разработанных плит использован метод циклических испытаний по ГОСТ 17580-72, предназначенный для оценки конструкционных строительных клеев для склеивания древесины, металлов и др. материалов.

В рамках исследования разработанных плит повышенной водостойкости проводились испытания контрольных образцов ДСтП общего назначения на карбамидоформальдегидном связующем. Проведено семь циклов испытаний, контрольные образцы разрушились во время третьего цикла.

Для образцов на фенолоформальдегидном связующем разбухание по толщине после цикла испытаний увеличилось на 3,5 %. Требование европейского стандарта EN 312 к конструкционным влагостойким ДСтП марки Р5 регламентирует увеличение разбухания после цикла не более 10 %.

У2, МПа

Х1

(0,3) (0,45) (0,6) (, мин/мм)

Рис. 4. График зависимости прочности плит при статическом изгибе (У2)

от удельной продолжительности прессования (Х1):

Х2 =1; Х3 =1; Х2 =-1; Х3 =-1; Х2 =1; Х3 =-1; Х2 =-1; Х3 =1

У2, МПа

Х2

(600) (700) (800) (, кг/м3)

Рис. 5. График зависимости прочности плит при статическом изгибе (У2)

от плотности плиты (Х2):

Х1 =1; Х3 =1; Х1 =-1; Х3 =-1; Х1 =1; Х3 =-1; Х1 =-1; Х3 =1

У2, МПа

Х3

(11) (13) (15) (%)

Рис. 6. График зависимости прочности плит при статическом изгибе (У2)

от расхода связующего в наружных слоях (Х3):

Х1 =1; Х2 =1; Х1 =-1; Х2 =-1; Х1 =1; Х2 =-1; Х1 =-1; Х2 =1

На основании исследований разработаны рекомендации по производству древесно-стружечных композитов повышенной водостойкости на фенолоформальдегидном связующем, предназначенных для использования при температурно-влажностных колебаниях.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований огнестойкости древесно-стружечных композитов. Традиционная технология изготовления огнезащищенных ДСтП включает дополнительную операцию – обработку сырых древесных частиц раствором антипирена. Введение антипиренов таким способом увеличивает расходы на сушку, усложняет технологический процесс производства и удорожает ДСтП. Введение в стружечную массу антипиренов совместно со связующим возможно только при отсутствии негативного влияния на процесс отверждения связующего.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»