Получение клееной фанеры на основе применения модифицированной карбамидоформальдегидной смолы

ПОЛУЧЕНИЕ КЛЕЕНОЙ ФАНЕРЫ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЫ

(БрГУ, г. Братск, РФ)

The basic regularity of agency of technology factors is revealed by pro-duction of plywood on the basis of the inoculated glues on its quality indicators and efficiency of production engineering.

В деревообрабатывающей промышленности основой производства практически всего спектра плитных материалов и мебели являются карба-мидоформальдегидные смолы (КФС). Широкое применение эти смолы по-лучили из-за их низкой стоимости и высокой реакционной способности, а также высоких показателей качества готовой продукции. Значительным недостатком карбамидных олигомеров является их токсичность, обуслов-ленная, в основном, выделением свободного формальдегида из смол и клеев как в процессе производства, так и из готовой продукции.

В связи с изложенным одной из актуальных задач в деревообработке является поиск путей целенаправленного изменения и улучшения КФС с целью получения клеев, обладающих новым комплексом свойств, обеспе-чивающих лучшие показатели качества продукции.

Результаты экспериментов по изучению возможности склеивания фа-неры смолой, модифицированной нафтолом (- и -типа) , явились ос-нованием для дальнейших исследований по разработке оптимальных режи-мов склеивания. Предлагаемая клеевая композиция должна отвечать совре-менным требованиям производства и эксплуатации и обеспечивать при склеивании улучшение физико-механических показателей клеевых соеди-нений.

В настоящей работе исследована технология и разработаны оптималь-ные режимы склеивания фанеры композициями на основе модифицирован-ных карбамидоформальдегидных смол.

Для оценки влияния переменных факторов исследований на выходные параметры (параметры качества фанеры) предусматривалась разработка регрессионной модели, обеспечивающей возможность управления техно-логическими режимами.

Постоянные и переменные факторы экспериментов выбраны исходя из реальных условий производства фанеры и задач, поставленных в данной работе, и представлены в табл. 1, 2 и 3.

В качестве постоянных факторов при проведении исследований выбраны следующие показатели: порода древесины (шпона) - сосна; толщина фанеры – 12,2 мм; слойность фанеры – 5; толщина шпона – 2,6 мм; температура окружающей среды - 20±2 °С; давление прессования – 1,4 МПа; вязкость модифицированной клеевой композиции по ВЗ-4 – 82 сек.

В таблице 1 представлены варьируемые факторы в натуральном и кодовом обозначении, их уровни и интервалы варьирования при примене-нии в качестве модификаторов - и - нафтолов.

Таблица 1 - Основные факторы и уровни их варьирования

Наименование фактора	Единица измерения	Код обозна-чения	Интервал варьирова-ния	Уровни варьирования
Xmin	Xср	Xmax
Массовая доля -нафтола	мас. ч		1	5	6	7
нафтола	мас. ч		2	3	5	7
Продолжитель-ность цикла прессования,	мин		1,0	6,5	7,5	8,5
Температура прессования,	°С		10	105	115	125

В качестве выходных величин при проведении многофакторного эксперимента (по В-плану второго порядка) были приняты качественные показатели готовой продукции:

- предел прочности клееной фанеры на скалывание по клеевому слою после кипячения в течение 1 часа (), МПа;

- предел прочности клееной фанеры при статическом изгибе (), МПа;

Полученные результаты экспериментов обрабатывались методом вариационной статистики..

Матрицы планирования эксперимента по В-композиционному плану второго порядка в нормализованных и натуральных обозначениях и ре-зультаты экспериментов приведены в таблицах 2 (модификатор -нафтол) и 3 (модификатор -нафтол).

Таблица 2 - Матрица планирования и результаты экспериментов при склеивании фанеры на основе смол с модификатором -нафтолом

№ опыта	,, мас. ч.	,, мин	, , °С	, , МПа	, , МПа
1	-1 5	-1 6,5	-1 105	1,27	36,8
2	+1 7	-1 6,5	-1 105	1,24	35,7
3	-1 5	+1 8,5	-1 105	1,36	40,2
4	+1 7	+1 8,5	-1 105	1,26	39,3
5	-1 5	-1 6,5		1,30	38,1
6	+1 7	-1 6,5		1,18	37,4
7	-1 5	+1 8,5		1,39	40,1
8	+1 7	+1 8,5		1,29	40,2
9	-1 5	0 7,5	0 115	1,35	39,4
10	+1 7	0 7,5	0 115	1,23	36,8
11	0 6	-1 6,5	0 115	1,38	39,7
12	0 6	+1 8,5	0 115	1,45	44,2
13	0 6	0 7,5	-1 105	1,32	41,8
14	0 6	0 7,5		1,30	42,6

Таблица 3 – Матрица планирования и результаты экспериментов при склеивании фанеры на основе смол с модификатором -нафтолом

№ опыта	,, мас. ч.	,, мин	, , °С	,, МПа	,, МПа
1	-1 3	-1 6,5	-1 105	1,33	38,6
2	+1 7	-1 6,5	-1 105	1,27	37,4
3	-1 3	+1 8,5	-1 105	1,42	42,5
4	+1 7	+1 8,5	-1 105	1,30	41,1
5	-1 3	-1 6,5		1,35	38,4
6	+1 7	-1 6,5		1,23	37,2
7	-1 3	+1 8,5		1,44	42,1
8	+1 7	+1 8,5		1,34	39,2
9	-1 3	0 7,5	0 115	1,40	43,2
10	+1 7	0 7,5	0 115	1,27	36,8
11	0 5	-1 6,5	0 115	1,43	40,9
12	0 5	+1 8,5	0 115	1,52	50,2
13	0 5	0 7,5	-1 105	1,38	45.6
14	0 5	0 7,5		1,35	44.8

На основании полученных результатов исследований можно сделать следующие выводы:

1. Установлена и подтверждена целесообразность использования - и -нафтолов в качестве модификаторов карбамидоформальдегидных смол.

2.Разработанные оптимальные режимы склеивания фанеры модифи-цированными смолами обеспечивают повышение эффективности процес-са производства фанеры за счет сокращения продолжительности прессо-вания на 15 % и снижения температуры на 5–10°С.

3.Применение модифицированных - и -нафтолами смол позволит повысить качество получаемой фанеры за счет улучшения ее физико-механических показателей, повышения водостойкости и, главное, за счет значительного снижения токсичности (в 1,5-2 раза).

4. Полученные математические модели описания технологического процесса производства фанеры позволяют эффективно управлять послед-ним и получать готовую продукцию высокого качества.

Библиографический список:

1.  Плотников физико-химических свойств a– и b–нафтолов и фенолов. Молодой ученый. Ежемесячный научный журнал. №

2.  , Влияние модифицирования нафто-лом на физико-механические свойства карбамидоформальдегид-ной смолы. Естественные и инженерные науки–развитию регги-онов Сибири: материалы VIII (XXX) Всероссийской научно-тех-нической конференции.–Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2009.– 253 с.

3.  Пижурин АА., Розенблит процессов деревообработки.- М.: Лесная пром-сть, 19с.

4.  ГОСТ 3916-96. Фанера общего назначения. - Минск: Издательство стандартов, 19с.