Исследование влияния гидрофобизирующей добавки на физико-механические свойства ДСтП

Авторы: Пасько Юлия Вячеславовна, Векшина Анна Александровна

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 65-68

Объём: 0,21

Опубликовано в: «Наука без границ» № 5 (22), май 2018

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Пасько Ю. В., Векшина А. А. Исследование влияния гидрофобизирующей добавки на физико-механические свойства ДСтП // Наука без границ. 2018. № 5 (22). С. 65-68.

Аннотация: В работе приводятся результаты исследований влияния парафиновой эмульсии при добавлении ее в связующее для ДСтП на основе карбамидоформальдегидной смолы КФК-СФ и результаты испытаний древесностружечных плит на водостойкость (разбухание и водопоглощение) и физико-механические свойства.

Введение

Древесностружечные плиты являются одним из самых распространенных композиционных материалов по причине относительной дешевизны. Древесностружечные плиты с использованием карбамидо-формальдегидной смолы в качестве связующего в основном применяются как облицовочный материал в мебельном производстве и для строительных работ. Такие плиты имеют свои преимущества и недостатки.

К преимуществам можно отнести высокую прочность и жесткость, легкую механическую обработку. Одним из основных недостатков древесностружечных плит является их низкая водостойкость. Эти недостатки были отмечены в работах по исследованию свойств ДСтП на основе карбамидоформальдегидных смол КФ-СФ и КФК-СФ [1, 2].

При эксплуатации ДСтП в условиях, связанных с повышенной влажностью, водостойкость влияет на физико-механические свойства плит. При разбухании прочность ДСтП снижается, что может вести к разрушению конструкций. Вследствие этого возникает потребность модернизации ДСтП для достижения высоких значений водостойкости плит. Повышение водостойкости плит достигается, в основном, за счет введения парафина и эмульсий на его основе.

Целью данной работы является повышение водостойкости древесно-стружечных плит на основе карбамидо-формальдегидного связующего, модифицированного отходами спиртового производства путем введения парафиновой эмульсии, а также оценка влияния эмульсии на физико-механические свойства ДСтП.

Экспериментальная часть

Карбамидоформальдегидная смола КФК-СФ представляет собой продукт поликонденсации карбамида с формальдегидом в присутствии щелочного катализатора и предназначена для производства древесных плитных материалов. Рецептура смолы КФК-СФ представлена в табл. 1.

Таблица 1

Рецептура смолы КФК-СФ

Компоненты

Количество компонентов (г)

Вода дистиллированная

86

КФК 60–%

230

Карбамид основная порция

80

Карбамид дополнительная порция

82,4

Сивуха

2,3

Едкий натр

для увеличения pH

Хлористый аммоний

для снижения рH

Свойства полученного связующего КФК–СФ представлены в табл. 2.

Таблица 2

Свойства полученного связующего КФК-СФ

Наименование показателя

Ед. измерения

Количество

Содержание сухого остатка

%

40

Показатель преломления

 

1,46

Вязкость по ВЗ-4

с

90

pH

 

7,5

Время желатинизации

с

90

В качестве гидрофобной добавки в данном исследовании используется парафин. Вводят гидрофобные добавки в виде эмульсий [4]. Рецептура приготовления парафиновой эмульсии представлена в табл. 3.

Таблица 3

Рецептура приготовления парафиновой эмульсии

Компонентный состав

Содержание компонентов

%

г

Парафин

27,5

100

Вода

68,4

250

ПАВ

4,1

15

После определения основных показателей качества смолы были проведены расчеты основных компонентов, необходимых для дальнейшей реализации процесса изготовления древесно-стружечных плит. Для сравнительного анализа мы изготавливаем партию древесно-стружечных плит, в часть из которых в процессе приготовления добавляем парафиновую эмульсию. Исходя из литературного обзора [5], было принято решение о введении парафиновой эмульсии в соотношении 7 % от количества связующего. Так как уменьшение процентного соотношения не приведет к необходимым нам показателям водостойкости, а увеличение снизит прочностные характеристики.

В лабораторных условиях были изготовлены древесно-стружечные плиты толщиной 16 мм, размером 120×300 мм. Нанесение связующего и парафиновой эмульсии на стружку проводили в лабораторном смесителе. Плиты изготавливали по режимам: горячее прессование ДСтП проводили при температуре 180 ºС, давлении 2,5 МПа, с временем выдержки равным 6,3 мин.

После горячего прессования плиты выдерживали при комнатных условиях в течение 1 суток и раскраивали на образцы.

В табл. 4 представлены данные по основным физико-механическим показателям.

Таблица 4

Физико-механические показатели ДСтП

Наименование показателя

Ед. измерения

ДСтП (без добавки парафиновой эмульсии)

ДСтП (с добавлением парафиновой эмульсии)

Прочность на изгиб

МПа

10

16,7

Прочность на растяжение

МПа

0,24

0,35

Водопоглощение

%

75,9

31,4

Разбухание

%

53,8

12,1

Содержание свободного формальдегида

мг/100 гр. абс.сух.пл.

2,53

5,6

Плотность

кг/м3

720 

Выводы

Древесно-стружечная плита с гидрофобизирующей добавкой в виде парафиновой эмульсии улучшает показатели водопоглощения и разбухания в несколько раз.

Кроме того, увеличивается прочность на изгиб и растяжение.

Содержание формальдегида остается в предельно допустимом для нас классе эмиссии формальдегида Е1.

Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что внесение парафиновой эмульсии в связующее для ДСтП на основе карбамидоформальдегидной смолы КФК-СФ, улучшает её показатели водопоглощения и разбухания в несколько раз, что дает возможность использовать ДСтП в более влажных условиях, следовательно, дает возможность более широкого использования ДСтП на основе смолы КФК-СФ.

Список литературы

  1. Пасько Ю. В. Древесностружечные плиты на основе карбамидоформальдегидных смол, модифицированных смесью одноатомных спиртов: дис. … канд. техн. наук. 2003, Москва. 164 с.
  2. Пасько Ю. В., Екимов В. О., Щеглов М. А. Исследование физико-механических свойств композиционных материалов на основе КФК-СФ // Красноярск. 2017. С. 152-153.
  3. Пасько Ю. В., Цветков В. Е., Романова М. С. Исследование технологических свойств КФК–СФ // Наука без границ. 2017. № 12 (17). С. 46-49.
  4. Никитин А. А., Тришин С. П. Технология древесных плит. Часть 1. Лабораторные работы 1-3. М. : ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2016.
  5. Гаврилюк С. Ф., Галкин П. В. Гидрофобизация древесных плит парафиновой эмульсией «Эрговакс 60» // Древесные плиты: теория и практика: материалы 12-й междунар. науч.-практ. конф., 18-19 марта 2009 г. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2009. С. 78-79.

 

Материал поступил в редакцию 20.05.2018
© Пасько Ю. В., Векшина А. А., 2018