Новое в исследованиях и технологиях производства древесностружечных плит

Рынок ДСтП в основном насыщен. Экологические ограничения и поиск но­вых областей использования плитных материалов в строительстве, транспортных средствах, упаковке обусловили такие требования к ним как долговечность, био- и огнезащищенность, высокие санитарно-гигиенические показатели, возмож­ность утилизации. Совершенствование технологии и качества ДСтП происходит на фоне конкуренции с интенсивно развивающимся производством ДВП средней плотности (МОР) [Леонович, 1999].

К слагаемым повышения физико-механических характеристик ДСгП сле­дует отнести сохранение качества древесины в частицах при их получении, гео­метрию частиц, создание механизма перераспределения напряжений при дефор­мации, направлен­ное изменение свойств отверждающегося связующего в тонких слоях, граничащих с древесной частицей. Исследованиями, выполненными с использованием электронной микроскопии установили, что степень разрушения древесинного вещества зависит от вида и режима работы стружечных станков, способа получения стружки. Прочность частиц значительно ниже прочности исходной древесины. Отсутствие сплошности в клеевых швах и дефектность полимерной структуры дополнительно предопределяют заниженную прочность ДСтП по сравнению с древесиной и модельными образцами. Для улучшения качества предлагают использовать безножевые методы получения древесных частиц, изготовлять частицы из шпона, специально получаемого на лущильных станках для последующего дробления. Структура ДСтП из таких частиц в большей мере отвечает условию снижения внутренних напряжений при рациональном распределении связующего по пласти частиц. В ряде работ предлагается химически модифицировать поверхность древесных частиц использованием так называемых аппретов, обрабатывать уксусным ангидридом, наносить лигносульфонаты и другие вещества. Разрабатываются различные приемы создания ориентированной структуры плит из крупноразмерных частиц (OSB) [Древесные, 1999].

В США и Японии доля КФС в общем объеме связующих существенно со­кращается. Это связано с низкой гидролитической устойчивостью смолы и высо­кой эмиссией формальдегида из ДСтП. Использование "маломольных" карбами­доформальдегидных смол (КФС) (низкая доля СН2О) уменьшает токсичность ДСтП, но малоперспективно для усиления прочностных свойств. Вопросы сниже­ния токсичности ДСтП на основе КФС являются предметом особого внимания исследователей. Рассматриваются пути снижения токсичности ДСтП строитель­ного назначения за счет специальных отвердителей - кислых фосфорнокислых со­лей металлов (Аl, Cr, Zn, В). В частности, использование алюмохромофосфата в количестве 2% обеспечивает снижение свободного формальдегида в ДСтП в 2 раза. Гигиенические характеристики ДСтП рассматриваются с точки зрения здо­ровья населения и среды обитания. В КНР разработан способ снижения токсично­сти ДСтП с использованием натриевой соли кислого лигнина в качестве поглоти­теля СН^О. Добавку смешивают с эмульгированным парафином и вводят в стру­жечную массу в количестве 6%. Этим достигают снижения эмиссии формальде­гида с 28,5 до 15.6 мг/100 г плиты. Токсичность КФС снижают в процессе синтеза модифицированием неорганическими электролитами. На структуру и свойства смолы оказывает влияние природа ионов. Лучшие результаты получены в присут­ствии NaСI и КСl. В процессе выдержки смол увеличивается радиус глобулярных частиц и, следовательно, вязкость, незначительно растет время желатинизации. Предметом многих патентов и заявок являются режимы синтеза КФС и добавка различных модификаторов при синтезе: лигносульфонатов, отходов производства ПЭПА, ацетатов меламина, алюмосиликатов, протеинов и крахмала. Среди модификаторов готовой КФС перспективно использование кремнезоля, который переходит в гель в режиме отверждения КФС и при этом сорбирует СН2О. Взаимопроникающие полимерные сетки повышают прочность клеевых швов и получаемых ДСтП [Леонович, 1999].

Водостойкость ДСтП улучшают использованием меламино- или фенолофор-мальдегидных смол. Предлагаются новые решения по синтезу меламинокар-бамидоформальдегидных смол с кислым сульфитом щелочных металлов, обеспечивающие содержание свободного СН2О менее 0,1% , а также по минимизации в рецептуре меламина как более дорогого компонента. Для синтеза фенолоформальдегидной смолы (ФФС) используют отходы производства фенола кумольным методом с ГМТА, смесь фенола и n-третбутилфенола, дифенилолпропан. Синтезированный олигомер модифицируют тунговым маслом или карбамидом; полученное связующее используют исключительно для внутренних слоев ДСтП. Сравнительно редко в качестве связующего используются водные дисперсии: акрилобутадиенстирольные, полиуретановые, поливинилацетатные, винилэфирполимеризатов алкилкарбоксильных кислот с виниловым спиртом. Однако благодаря нетоксичности это направление можно считать перспективным, также как использование связующих на основе изоцианатов. На 11-м международном симпозиуме по клеям в Швейцарии (май 1997 г.) сообщалось о новом поколении полиуретановых дисперсий, разработанных в США. Был представлен форполимер с NСО-группами для сшивки ФФС. При использовании такого совмещенного связующего в ДСтП получен сенсационный результат: его расход был снижен до 3% против 12% в случае использования ФФС. Развивается направление моделирования процессов разрушения структуры ДСтП. Предпринимаются попытки заимствовать из бурно развивающейся механики композиционных материалов подходы к оценке напряженно-деформационного состояния, чтобы в конечном счете подобрать состав макроструктуры композиционного материала с требуемыми свойствами. Предлагается армировать ДСтП волокнами различной природы, измельченным ПВХ, ПММА в виде гранул, а также изменять параметры связующих веществ. Так, для мебели общественного назначения (например, школьных парт, лабораторных столов) требуются "антивандальные" ДСтП - ударопрочные, с высокой динамической вязкостью, хорошо удерживающие шурупы. Достигается это использованием бифункциональных олигомеров (например, диизоцианатов) определенной молекулярной массы и гибкости, чтобы в готовой плите в молекулах сохранялась некоторая сегментальная подвижность в режиме вынужденной эластичности для диссипации механической энергии [Древесные, 1999].

Еще статьи по теме

Глобальные проблемы человечества загрязнение водной среды
[AK1] В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является наиболее актуальной, т.к. всем известно – выражение «вода - это жизнь». Без воды человек не может прожить более трех суток, но д ...

Нравственный аспект взаимоотношений человека, общества и природы
Глобальные проблемы современности требуют немедленного переосмысления исторически сформировавшейся в человеческом сознании установки, направленной на потребительское, разрушающее и во многих случаях уничтожающее отношение человека к природ ...