Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния вопроса. цель и задачи исследований. содержание работы 14
1.1. Направления совершенствования технологии древесных композиционных материалов 14
1.1.1. Карбамидоформальдегидные смолы и клеи 20
1.1.2. Фенолоформальдегидные смолы и клеи 23
1.2. Модификаторы клеев для изготовления фанеры и плит 27
1.3. Процессы, сопровождающие формирование клеевых соединений древесины 421.3.1. Классификация факторов, влияющих на формирование клеевых соединений древесины 42
1.3.2. Характеристика процесса склеивания 441.4. Ресурсо- и энергосбережение при прессовании фанеры и плит 60
1.5. Выводы. Цель и задачи исследований 64
2. Теоретические предпосылки и экспериментальное обоснование снижения эмиссии формальдегида и ускорения процесса отверждения при использовании модифицированных клеев 66
2.1. Обоснование механизма снижения токсичности клеев шунгитовыми сорбентами 66
2.2. Обоснование механизма снижения токсичности клеев пектолом 76
2.3. Выводы 81
3. Основные методические положения 83
3.1. Общие положения 83
3.2. Исходные сырье и материалы, применяемое оборудование 84
3.3. Методы исследований 88
3.3.1. Методы электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа 88
3.3.2. Методика определения продолжительности склеивания модифицированными клеями 89
3.3.3. Методика исследования глубины проникновения клея в шпон 102
3.3.4. Методика исследования физико-механических свойств клееных материалов 102
3.3.5. Методика определения поверхностного натяжения и угла смачивания . 103
3.3.6. Методика исследования характера отверждения клеев 103
3.3.7. Методика термического анализа клеев 104
3.4. Методы и средства определения токсичности клеев 105
3.4.1. Классификация методов 105
3.4.2. Методы определения свободного формальдегида в карбамидо- и фенолоформальдегидных клеях и в рабочей зоне 105
3.4.3. Методы определения эмиссии формальдегида в готовой продукции 107
3.5. Методика планирования экспериментов и обработки полученных
результатов 115
4. Исследование влияния модификаторов на свойства клея 117
4.1. Свойства карбамидо- и фенолоформальдегидных клеев, модифицированных шунгитовыми сорбентами 117
4.2. Оптимизация рецептуры карбамидо- и фенолоформальдегидных клеев, модифицированных шунгитами 125
4.3. Оптимизация рецептуры карбамидо- и фенолоформальдегидных клеев, модифицированных пектолом 127
4.4. Выводы 135
5. Обоснование технологии склеивания фанеры модифицированными клеями 137
5.1. Изучение клеевого слоя 137
5.2. Обоснование режимов склеивания шпона клеями, модифицированными шунгитовыми сорбентами 140
5.2.1 Влияние шунгитовых сорбентов на свойства фанеры, склеиваемой модифицированными карбамидо- и фенолоформальдегидными клеями 140
5.2.2. Режимы склеивания шпона 143
5.3. Обоснование режимов склеивания шпона клеями, модифицированными пектолом 145
5.4. Выводы 156
6. Обоснование технологии прессования низкотоксичных древесностружечных плит 157
6.1. Влияние шунгитовых сорбентов на свойства древесностружечных плит, склеенных модифицированными карбамидоформальдегидными клеями 157
6.2. Обоснование характера изменения давления прессования на склеиваемый материал 162
6.3. Выводы 166
7. Технико-экономическая эффективность производства хвойной фанеры и древесно-стружечных плит с использованием наполненного клея 167
7.1. Определение экономической эффективности от внедрения модифицированной смолы в производстве фанеры и древесностружечных плит 167
7.2. Определение экономической эффективности от внедрения модифицированной пектолом смолы СФЖ-3013 в производство фанеры 174
7.3. Выводы 176
Общие выводы и рекомендации 177
Список использованных источников
- Карбамидоформальдегидные смолы и клеи
- Обоснование механизма снижения токсичности клеев пектолом
- Методика исследования физико-механических свойств клееных материалов
- Оптимизация рецептуры карбамидо- и фенолоформальдегидных клеев, модифицированных шунгитами
Карбамидоформальдегидные смолы и клеи
Необходимым условием отверждения таких смол является введение в их состав отвердителей, способных повысить кислотность среды (снизить число рН). В качестве отвердителей применяют хлористый аммоний NH4Cl (для горячего склеивания) и водные растворы органических кислот – щавелевой (СО-ОН)2 и молочной СН3СНОНСООН. Количество вводимого отвердителя должно обеспечить снижение числа рН смолы до 3,5 – 4,0. При отверждении в процессе взаимодействия метилольных и амидных групп у олигомера образуются поперечные связи с образованием трехмерной пространственной структуры, которая не изменяется при нагревании и под действием растворителей. Карбамидофор-мальдегидные клеи позволяют получать прочные клеевые соединения со средней водостойкостью.
Фенолоформальдегидные смолы и клеи позволяют создавать клеевые соединения повышенной прочности, эластичности, водостойкости и долговечности по сравнению с карбамидоформальдегидными клеями. Их получают путем поликонденсации фенола С6Н5ОН и формальдегида СН2О в присутствии катализаторов. Готовые фенолоформальдегидные смолы представляют собой смесь олигомеров с молекулярной массой от 200 до 4000. Смолы резольного типа имеют линейное строение:
При отверждении однокомпонентных фенолоформальдегидных олигоме-ров резольного типа в результате нагревания углубляется процесс поликонденсации в присутствии оксиметильных функциональных групп с образованием смол, имеющих пространственную структуру. В многокомпонентных системах углубление поликонденсации достигается путем введения в состав фенолофор-мальдегидных смол параформальдегида. Многокомпонентные клеи обладают повышенными по сравнению с исходными смолами вязкостью и концентрацией.
Вязкость смол и клеев, характеризующая внутреннее трение между слоями жидкости, является основным показателем для оценки способности связующего наноситься на поверхность древесины и растекаться по ней.
Важной характеристикой жидких клеящих смол служит их поверхностное натяжение, которое существенно влияет на способность связующего смачивать поверхность твердого тела, растекаться по ней, переноситься с одной поверхности на другую. Поверхностное натяжение клея зависит от поверхностной активности входящих в него компонентов. Чем меньше поверхностное натяжение жидкости, тем выше его способность смачивать поверхность твердого тела. Спирторастворимые клеи имеют меньшее поверхностное натяжение, чем водорастворимые, и лучше смачивают подложку. Феноло- и карбамидоформальде-гидные водорастворимые олигомеры, поверхностное натяжение которых составляет 40 – 45 мДж/м2 (у воды – 72,7 мДж/м2), удовлетворительно смачивают древесину технологической влажности (5 – 10) % [24, 28, 29].
Серьёзным недостатком феноло- и карбамидоформальдегидных смол является их относительно высокая токсичность, характеризуемая показателем эмиссии формальдегида Е (Е0, Е1, Е2). Факторами, определяющими выбор клеёв для древесных клееных материалов, являются их простота нанесения на подложку, прочностные свойства изделий, водостойкость, величина усадки, стабильность и долговечность при эксплуатации. Рыночная конкуренция между клеями определяется стоимостью на единицу продукции, наличием исходного сырья и токсичностью изделий. Следует отметить, что фенольные смолы после отверждения обладают лучшими санитарно- гигиеническими показателями, чем карбамидоформальдегидные, что объясняется спецификой поликонденсации фенола с формальдегидом. В то же время в жидком виде, вследствие выделения паров фенола, работа с ФФС более опасна, чем с КФС. Для изготовления новых видов фанеры и древесных плит предусматривается увеличение примерно на 30 – 40 % производства феноло-, резорцино- и меламиноформальдегидных смол, обеспечивающих получение прочных и водостойких клеевых соединений. Опыт промышленного применения фенольных и резорциновых клеев показывает, что изготовленный с их использованием древесный материал приобретает повышенную водо-, и атмосферостойкость. При их использовании следует скорее опасаться деструкции древесины, чем клеев, т. к. формальдегидные смолы не только устойчивы к гидролизу при эксплуатации клеевых соединений, но и имеют более высокое сопротивление к действию агрессивных сред по сравнению с другими смолами [68]. Международный рынок клеёв представлен широким ассортиментом, в котором 63 % составляют синтетические адгезивы. Товарооборот мирового рынка клеёв достигает 39 млрд. евро (2007 г.) [207]. В настоящее время в мире производится более 4 млн. т синтетических клеев. Из них на производство фанерной продукции расходуется около 200 тыс. т смол. В США для изготовления фанеры расходуется 43 % общего объёма фенольных смол, а для производства ДСтП – 75 % всех карбамидоформальдегидных смол, производимых в США. В нашей стране 75 % фанеры изготавливают на КФС и 17 % на ФФС [13, 15, 18, 22]. Соотношение между различными типами клеёв существенно изменяется: быстрыми темпами растёт потребление клеёв, в том числе на водной основе, которые применяются главным образом для производства фанеры и древесных плит. Фенол-формальдегидные смолы при относительной дешевизне исходных мономеров, не обладая определёнными преимуществами по сравнению со свойствами других классов термореактивных связующих, с начала XX века широко используются в строительстве, электротехнике, авто- и авиастроении. В нашей стране к концу XX в. в общем объёме потребления ФФС доля строительства, строительной индустрии и промышленности строительных материалов составляла около 20,8 %. Благодаря ценному комплексу эксплуатационных свойств годовое производство ФФС в мире превысило 3 млн. т.
Обоснование механизма снижения токсичности клеев пектолом
В области, примыкающей к кромке пакета, это сопротивление незначительно. По мере приближения к середине пакета сопротивление становится таким, что паровоздушная смесь при сложившихся термодинамических условиях не может его преодолеть. Аналогично полю температуры в распределении парогазового давления по ширине пакета также нельзя выделить характерной точки, разделяющей пакет на краевую и серединную зону [115].
Влажность древесных частиц с нанесенным связующим, оказывает большое влияние на продолжительность прессования; чем выше эта влажность, тем длительнее испарение влаги из пакетов в период горячего прессования [30, 56, 85, 99, 100, 112, 113]. Повышенная влажность является причиной разрушения древесностружечных плит. После смешивания древесных частиц со связующим (по данным Усть-Илимского завода древесностружечных плит) древесно-клеевая смесь имеет влажность (в зависимости от породы древесины и слоя), наружных и промежуточных слоев 14 – 17 %, внутреннего 8 – 12 %. В период транспортировки осмоленной стружки и формирования стружечного ковра влажность снижается на 1 – 3 % в зависимости от конкретных условий производства.
Анализ основных направлений ресурсосбережения в производстве фанеры показывает возможность экономии древесины, свзующих и энергии в процессах склеивания шпона и древесных частиц (рис. 1.9). Это может быть достигнуто в результате повышения точности изготовления шпона по толщине, снижения шероховатости его поверхности и модификации клеев, позволяющих снизить расход связующего и сократить продолжительность процесса отверждения, либо уменьшить температуру плит пресса [152, 153].
При лущении чураков для повышения качества шпона и уменьшения диаметра карандашей возможно использование метода «ARIST LATHE», когда вращение чурака осуществляется группой приводных дисков, расположенных в прорезях прижимных роликов. Диски выполнены в виде зубчатых колес с за 61 остренными зубцами, которые, внедряясь в чурак, передают ему вращение. Использование данного метода позволяет уменьшить разнотолщинность и шероховатость поверхности шпона вследствие применения секционных прижимных роликов, получать шпон без волнистости и гофра. Секционные прижимные ролики уменьшают разрушение древесных волокон на поверхности шпона в результате такого обжима.
Разнотолщинность лущеного шпона приводит к ухудшению качества сушки: появлению гофра, трещин, перепада влажности. Для качественной сушки большое значение имеет начальная влажность шпона и равномерное распределение влаги по поверхности и по толщине материала. Существенное различие влагосодержания приводит к значительным внутренним напряжениям в процессе пьезотермической обработки. Одной из причин неравномерного распределения влаги в шпоне является отсутствие в технологическом процессе операции разделения шпона по влажности перед сушкой.
Перепад влажности приводит к ухудшению качества склеивания шпона: появление «пузырей», просачивание клея или «голодное» склеивание [110].
Невысокая точность изготовления шпона приводит к необходимости повышения давления прессования и, как следствие, к увеличению упрессовки. Разнотолщинность шпона должна также учитываться при наборе оптимальных толщин шпона для формирования пакетов и определении параметров режима склеивания.
Условия образования и качество клеевых соединений зависит от свойств клеев. Ускорение процесса отверждения позволяет при небольших затратах времени достичь высокой когезионной прочности связующего, обеспечивающей механическую адгезию, и повысить производительность прессового оборудования, что может быть достигнуто путем увеличения температуры прессования или модификации связующего.
Повышение температуры прессования не всегда возможно, так как является причиной увеличения давления парогазовой смеси в пакете. Известно, что модификация позволяет значительно повысить атмосферо- и водостойкость клеев, а также снизить расход основных компонентов смолы и содержание свободного формальдегида в клее.
Ускорение процесса отверждения происходит за счет каталитических свойств оксидов щелочных металлов, содержащихся в модификаторах [2, 6, 12, 37-39, 40, 42, 64, 69, 71, 78, 86, 90-93, 169, 172-178, 180, 183, 190, 192, 73, 174, 204-206]. В настоящее время определены два ключевых направления снижения расхода ресурсов и энергии при производстве клееных древесных материалов. Первое – снижение расхода древесного сырья путем оптимизации основных операций технологического процесса.
Работа по второму направлению включает замену части основных компонентов фенолоформальдегидных смол на относительно дешевые материалы – наполнители и модификаторы, в том числе отходы лесохимических и целлю-лозно-бумажных производств. Внедрение модифицированных клеевых композиций, обеспечивает снижение расхода электроэнергии при ускоренном отверждении связующих или сокращении продолжительности склеивания. Применение модификаторов для карбамидо- и фенолоформальдегидных смол позволяет снизить расход основных компонентов связующего на 7 – 10 % и сократить время склеивания на 10 – 15 %. Применение модификаторов для карбамидо-, и фенолоформальдегидных смол позволяет снизить расход основных компонентов связующего на 7 – 10 % и сократить время склеивания на 10 – 15 %.
Методика исследования физико-механических свойств клееных материалов
Для исследования глубины проникновения клея в шпон использовали метод электронной микроскопии, широко применяемый для изучения строения пористых материалов. Хвойная 5-ти слойная фанера форматом 2500x1220 мм изготавливалась в производственных условиях фанерного завода Братского лесопромышленного комплекса при температуре склеивания 120 С и трех уровнях давления прессования (1,2; 1,5; 1,8 МПа). Для склеивания применяли модифицированный шунгитами карбамидоформальдегидный клей. После 3-х дневного кондиционирования вырезались образцы толщиной 0,025 мм и исследовались на поляризационном электронном микроскопе ПОЛАМ Р-211М.
Оценка качества клеевого соединения проводилась по критерию прочности при скалывании фанеры по клеевому слою, а у древесностружечных плит на статический изгиб и на разрыв перпендикулярно пласти. Физико-механические свойства клееных материалов определяли по показателям, предусмотренным ГОСТом.
Испытания проводили по стандартным методикам. Для определения зависимости прочности от влияющих факторов проведен многофакторный эксперимент по методике [103, 104]. Методика определения технологических свойств клеев Определение технологических свойств клеев: времени желатинизации, концентрации, вязкости, прочности клеевого соединения выполняли в соответствии со стандартами (ГОСТ 11231, 20907, 9624, 14231).
Для определения поверхностного натяжения использовали метод отрыва от жидкости металлического кольца. Поверхностное натяжение модифициро 2 ванного клея а, мДж/м , определяли по формуле: - эт где аэт - поверхностное натяжение воды, а = 72,7 мН/м; 7 л - усилие отрыва кольца с поверхности клея, мг; Рэт - усилие отрыва кольца с поверхности эталонной жидкости, мг. Определение угла смачивания проводилось по известной методике [50], с помощью микроскопов МПБ-3 и МИСС-11.
Смачивающую способность клея оценивали углом, образованным между касательной к поверхности капли клея и поверхностью подложки. Рассчитывали краевой угол по формуле:
Метод инфракрасной спектрометрии показывает изменение в структуре клеевых композиций по мере их отверждения. Оценку спектрограмм клеев осуществляли по изменению интенсивности характеристических частот поглощения, их контура, ширины полос поглощения и смещений их максимумов [58]. Выводы относительно структуры клеев основываются на изменениях, происходящих в области спектра 2510…2870 см . Эти области выбраны не основе анализа ИК-спектров фенолоформальдегидных смол и 2750…3500 для карбами доформальдегидных смол. Идентификация полос поглощения проводилась в соответствии с рекомендациями [58].
Термический анализ – это один из методов физико-химического анализа, широко применяющегося при исследовании различных веществ, как органических, так и неорганических.
Анализ осуществляется с помощью двух методов: метода дифференциально-термического анализа (ДТА) и метода дериватографиии (ДТГ), регистрирующего изменение массы образца в зависимости от температуры. При термическом анализе модифицированного клея использовался метод дериватографии (ДТГ) - один из термических методов, основанный на одновременном изменении массы и энтальпии, происходящих в образце. Дериватограммы снимались при следующих условиях: навеска 0,5 г, эталон – Al2O3, тигли платиновые тарельчатые, среда – воздух, конечная температура – 200 С, скорость нагрева – 5,0 С /мин, атмосфера – воздух, чувствительность ДТА – 1/2 и ДТГ – 1/10, шкала ТГ – 500 мг.
Совместный анализ кривых ДТГ, ДТА и ТГ позволил установить направление тепловых процессов, протекающих в клее при их отверждении, и определить характеристические температуры начала, конца и максимальной скорости протекания наблюдаемого процесса. Кроме того, он дал возможность определить характер изменения массы в термическом процессе.
Дериватографом производят одновременные измерения температуры, изменения веса, скорости изменения веса и изменение энтальпии испытуемой пробы.
Дериватографом измеряется не температура внутри пространства печи, а температура самой испытуемой пробы. Таким образом, при его помощи может быть определена истинная температура термических превращений. Применение ДТА и ДТГ позволило оценить характер влияния модификаторов на скорость отверждения клеев.
Методы определения свободного формальдегида в карбамидо- и фенолоформальдегидных клеях и в рабочей зоне
Определение содержания СН2О в окислительно-восстановительной среде с перхлоратом магния в карбамидоформальдегидных смолах, несмотря на существенные недостатки, широко распространено в практике аналитического контроля свободного формальдегида карбамидоформальдегидных полимеров и смол. Сущность метода состоит в окислении свободного формальдегида сильным окислителем перхлоратом магния в восстановительной среде Na2SO3 до образования муравьиной кислоты НСООН с дальнейшим ее титрованием 0,1H щелочью с переходом окраски в светло-голубую по индикатору тимолфталеи-ну: Мg(ClO4)2 + Na2SO3 + CH2О H-COOH + MgCl2 + Na2SO4 + H2O
Всё это делает титрант крайне неоднородным, негомогенным, гетерофаз-ным и в итоге затрудняет титрование. Часто растворение смолы в воде приводит к образованию твёрдых агрегатов, собирающихся на дне колбы. В результате в процессе титрования переход к светло-голубой окраске является нечётким.
К числу более удачных и простых титрометрических методов относится сульфитный метод определения содержания свободного CH2O. Метод основан на реакции формальдегида с Na2SO3 в кислой среде по схеме и используется в Избыток кислоты оттитровывают 0,1H раствором NaOH по тимолфталеи-ну. Для реализации метода используют подкисленную свежеприготовленную соль Na2SO3. В 20 %-ный водный раствор соли добавляют соляную кислоту из расчета 250 мл 0,5H HCl на 1000 мл сульфата Na. Навеску смолы 1 г помещают в коническую колбу емкостью 250 мл, доливают 50 мл подкисленного Na2SO3, перемешивают, титруют 0,1Н NaOH в присутствии пяти капель тимолфталеина до голубой окраски.
В лабораторных условиях содержание свободного формальдегида в фе-нолоформальдегидных смолах определяют йодометрическим методом с помощью рН-метра марки рН-340.
Оптимизация рецептуры карбамидо- и фенолоформальдегидных клеев, модифицированных шунгитами
Анализируя полученную кривую на графике (рис. 4.10) можно сделать вывод, с увеличением процентного содержания пектола в смоле происходит значительный рост поверхностных натяжений, что в свою очередь объясняется увеличением сил, удерживающих клеевую пленку в напряженном состоянии.
Важнейшее свойство клеевых материалов - это адгезия. От величины и стабильности адгезии существенно зависят многие свойства клеевого соединения, в том числе долговечность и защитная способность в различных условиях эксплуатации. Адгезия - явление, в процессе которого устанавливаются связи между смолой и подложкой. Существует много различных теорий адгезии (диффузионная, молекулярная, адсорбционная, механическая, электрическая, микрореологическая и др.).
Наличие разновидностей теорий свидетельствует о сложности этого явления, его многогранности. Разные теоретические представления об адгезии не являются взаимоисключающими, а свидетельствуют о том, что при контактировании адгезива и субстрата могут осуществляться различные адгезионные связи, либо их совокупность.
Как следует из формулы, увеличение поверхностного натяжения и увеличение краевого угла смачивания способствует увеличению работы адгезии. Установлено, что с повышением вязкости смол увеличивается их поверхностное натяжение, а с повышением влажности шпона улучшается смачивание, характеризуемое незначительным уменьшением краевого угла смачивания.
На основании полученных данных можно сделать общие выводы по разделу. Образование молекулярного межфазного контакта на стадии формирования клеевого соединения считается основной предпосылкой для реализации адгезионного взаимодействия. Чаще всего процесс образования адгезионного контакта «жидкий клей - древесина» рассматривается с позиций термодинами 133 ки поверхностных явлений. Термодинамическая концепция смачивания в ее строгом виде имеет ограниченные возможности при описании процесса адгезионного взаимодействия такой сложной системы как «клей – древесина». Значение краевого угла смачивания поверхности древесины клеем не может служить показателем адгезионной прочности будущего клеевого соединения. Смачивание только создает необходимые условия для адгезии, являясь необходимым, но еще недостаточным условием формирования адгезионного контакта «жидкий клей – древесина». Кроме того, при оценке механизма формирования адгезионного контакта следует учитывать физические, физико-химические и реологические свойства клея и древесины.
Теоретически обоснованно влияние основных физических и физико-химических свойств модифицированной водорастворимой ФФС на древесину, а также основных технологических факторов на процесс формирования адгезионного контакта «жидкий клей – древесина». Результаты исследований закладывают основы для совершенствований режимов синтеза смол, разработки новых рецептур клеев и связующих, оптимизации режимов холодной подпрессов-ки фанеры.
Анализ результатов исследований показывает необходимость ограничения содержания пектола в фенолформальдегидной смоле, для создания благоприятных условий межмолекулярного взаимодействия. Установлено, что максимальное содержание вводимого модификатора не должно превышать 15 % от жидкой фенолоформальдегидной смолы. Введение пектола в фенолоформаль-дегидную смолу повышает реакционную способность клея, уменьшает продолжительность его отверждения, незначительно снижая его смачивающую способность. Установили, что характер водопоглощения и объемного разбухания экспериментальной фанеры находится в пределах показателей контрольной запрессовки. Это дает основания полагать, что использование пектола не ухудшает показателей водостойкости готовой продукции.
Сравнивая полученные данные со значениями контрольной запрессовки фанеры, а также данными фанерного завода можно говорить о том, что введение в смолу пектола позволяет повысить эффективность фанерного производства за счет повышения качества продукции, снижения расхода связующего и уменьшения продолжительности и температуры прессования. Экспериментальные данные позволяют определить рациональные параметры модифицированного пектолом клея на основе смолы СФЖ-3013 (табл. 4.14).
Результаты выполненных исследований позволяют сделать следующие выводы.
1. Экспериментально подтверждена способность природных шунгитовых сорбентов (более чем в 6 раз для карбамидоформальдегидных и более чем в 5 раз для фенолоформальдегидных клеев) снижать содержание свободного формальдегида, что согласуется с результатами, полученными в разделе 2.
2. Модификация карбамидо- и фенолоформальдегидных смол шунгито-выми сорбентами позволяет не только снижают токсичность продукции, но и повышают реакционную способность связующих, уменьшая продолжительность их отверждения. Продолжительность желатинизации фенолоформальде-гидных клеев, модифицированных шунгитами снижается более, чем на 7 %, а у карбамидоформальдегидных смол на 13 %.
При модификации шунгитами содержание свободного формальдегида снижается с 0,18 до 0,041 %, а для карбамидоформальдегидных смол с 0,18 до 0,003 %. Такое содержание свободного формальдегида позволяет получать продукцию с классом эмиссии Е0.
3. Введение природных сорбентов в состав клеевых композиций на осно ве феноло- и карбамидоформальдегидных смол вызывает не только положи тельный эффект по снижению эмиссии формальдегида и ускорению процесса отверждения, но и негативно влияет на жизнеспособность клеев и их способ ность смачивать древесину. Вот почему для обоснования состава клеевых ком 136 позиций была решена компромиссная задача с использованием метода «условного центра масс», позволяющая оптимизировать рецепты клеев, позволяющие снизить токсичность клеев и повысить их реакционную способность, но при этом ухудшение технологических свойств клеев не превышает предельно допустимые значения.
4. Предлагаемые рецепты клеевых композиций: для смолы СФЖ-3013, модифицированной шунгитами: т = 47,0 с; г] = 66 с; т = 0,047 %; а = 63 мН/м; = 69 , Sш = 8 %, Sш= 0,3 мм. для смолы СФЖ-3013, модифицированной пектолом: г) = 71 с; = 128 г/м ; а = 50,7 мН/м; = 60 , Сп = 7,4 %.
5. Введение пектола в качестве модификатора фенолоформальдегидных смол существенно изменяет их свойства, снижает токсичность, но ухудшает способность взаимодействовать с древесиной. Уровень этого взаимодействия зависит как от количества вводимого модификатора, так и от влажности и ше роховатости поверхности шпона. Содержание пектола в клее необходимо огра ничивать, не допуская значительного снижения смачивающей способности.
Известно, что модификаторы и реакционно-способные наполнители, снижая токсичность связующих и ускоряя процесс их отверждения, в то же время повышают вязкость клея, уменьшают жизнеспособность, ухудшают способность клея смачивать древесину. Для оценки влияния модификаторов на сплошность и равномерность клеевого слоя, проникновения связующего в шпон использовали поляризационный микроскоп. Результаты эксперимента показали, что капиллярно-пористая структура древесины способствует адсорбции адгезива, внедрению связующего в тело субстрата в зависимости от вязкости клеевой композиции. Глубина проникновения клея в древесину различна и зависит от многих факторов: от вида клея, породы древесины и ее анатомического строения, плотности и влажности, условий склеивания (температуры, давления), количества модификатора и вязкости клея.
Зависимость глубины проникновения модифицированного клея в сосновый шпон в процессе склеивания показана в табл. 5.1. Результаты, полученные расчётным путём, хорошо согласуются с экспериментальными данными толщины клеевого слоя (рис. 5.1).
