Введение к работе
Актуальность темы. Решение проблемы экономного использования древесных ресурсов невозможно без развития производства древесных плитных материалов, включая фанеру и древесно-стружечные плиты, широко используемые для изготовления товаров потребительского спроса в первую очередь мебели и деревянных домов заводского изготовления.
Для получения качественной конкурентоспособной продукции, особое внимание необходимо уделять вопросам снижения токсичности древесных материалов, уменьшению расхода основных компонентов клея, разработке технологических процессов, обеспечивающих минимальную продолжительность склеивания при требуемой степени отверждения связующего. Учитывая потребность промышленности в использовании низкотоксичных клеев, эффективным является наполнение и модификация синтетических смол. В результате исследований найден адсорбент, обеспечивающий не только снижение токсичности, но и улучшающей физико-механические и технологические свойства клееных материалов и плит. Таким наполнителем является шунгитовый сорбент.
Модификация клеев с целью снижения токсичности древесных клееных материалов и повышения эффективности технологического процесса склеивания, является одним из актуальных направлений дальнейшего развития деревообрабатывающих производств.
Цель работы. Снижение токсичности древесных плитных материалов. Объектом исследования являются древесные плитные материалы: фанера и древесно-стружечные плиты.
Предметом исследования являются процессы модификации связующего и склеивания древесных плитных материалов. Научной новизной обладают:
1. Обоснование снижения токсичности древесных плитных материалов, за счет сорбции шунгитовыми сорбентами свободных молекул формальдегида в клеевой композиции.
Закономерности ускорения процесса отверждения клеевых композиций за счет взаимодействия оксидов щелочных металлов наполнителя со свободным формальдегидом.
Математико-статистические модели процесса склеивания, описывающие свойства клеевой композиции, позволяющие оптимизировать режимы прессования древесных материалов.
Научная гипотеза.
Способность шунгитов к сорбции формальдегида снижает токсичность карбамидо - и фенолоформальдегидных клеев, ускоряет процесс склеива-
ния древесных материалов и увеличивает прочность клеевого соединения.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается обоснованными упрощениями и корректными допущениями при разработке математических моделей; современными средствами научного проникновения, включая поляризационную микроскопию, спектрофото-метрию, дериватографию; подтверждением адекватности разработанных моделей результатами промышленной проверки, положительными результатами внедрения разработок в производство.
Практическая значимость работы. 1 .Разработаны составы клеевой композиции на основе карбамидо - и фено-лоформальдегидных клеев, модифицированных шунгитовыми сорбентами природного происхождения;
2. Обоснованы режимы склеивания шпона в производстве фанеры и дре-весно-стружечных плит модифицированными связующими; Внедрение результатов в производство позволит:
снизить содержание свободного формальдегида в древесных клееных материалах;
ускорить процесс отверждения связующего;
увеличить производительность труда на участке прессования;
уменьшить расход смолы на изготовление клея. Теоретические, методологические и информационные основы исследования. Теоретической основой исследования являются химическая и молекулярно-адсорбционная теории адгезии, основные положения теории химического взаимодействия веществ.
Исследования базировались на принципах системного подхода с использованием обоснованных методов и методик научного поиска, поверенных оборудования, приборов и средств контроля.
Информационную базу исследования составляют материалы научных исследований, научная, учебная и методическая литература, материалы периодических изданий, патентная информация, сведения из сети Интернет.
Основные научные и практические результаты, полученные лично автором:
Установлен механизм снижения токсичности клееных древесных материалов путем введения в карбамидо - и фенолформальдегидные смолы шунгитовых сорбентов.
Определены закономерности ускорения процесса отверждения клеевых композиций за счет каталитических свойств наполнителя.
Разработаны математические модели процесса склеивания, позволяющие оптимизировать режимы прессования древесных материалов.
Обоснованы составы модифицированных связующих и режимы склеивания фанеры и древесно-стружечных плит.
Место проведения. Работа выполнена на кафедре технологии деревообрабатывающих производств Санкт - Петербургской государственной лесотехнической академии имени СМ. Кирова, промышленная апробация проведена на предприятиях ОАО «Невская Дубровка», ОАО «Братскком-плексхолдинг», ОАО «Леспром СПб», ОАО "Севертара", а также в лаборатории ОАО «ЦНИИФ».
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных научно-практических конференциях: «Первичная обработка древесины: Лесопиление и сушка пиломатериалов. Состояние и перспективы развития», СПб, 2007; «Первичная обработка древесины: Лесопиление и сушка пиломатериалов. Состояние и перспективы развития», СПб, 2008; «Современные проблемы лесозаготовительных производств, производства материалов и изделий из древесины: пиломатериалы, фанера, деревянные дома заводского изготовления, столярно - строительные изделия», СПб, 2009; «Современные проблемы механической технологии древесины», СПб, 2010, а также на научно - технических конференциях факультета механической технологии древесины Санкт - Петербургской государственной лесотехнической академии имени СМ. Кирова.
Публикации. По теме работы опубликовано 9 статей и подана заявка на патент Российской Федерации № 2010109035 «Клеевая композиция».
