Исследование технологических свойств КФК-СФ

Авторы: Цветков Вячеслав Ефимович, Пасько Юлия Вячеславовна, Романова Маргарита Сергеевна

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 46-49

Объём: 0,21

Опубликовано в: «Наука без границ» № 12 (17), декабрь 2017

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Цветков В. Е., Пасько Ю. В., Романова М. С. Исследование технологических свойств КФК-СФ // Наука без границ. 2017. № 12 (17). С. 46-49.

Аннотация: Авторами статьи проводилось исследование технологических, реологических и эксплуатационных свойств модифицированного карбамидоформальдегидного клея и оптимизирование его состава. Установлена количественная взаимосвязь снижения токсичности смол от количества вводимого модификатора.

Анализ состояния вопроса. В деревообрабатывающей промышленности используется большое количество клеёв и связующих. Так в производстве древесностружечных плит и цельно спрессованных изделий из измельченной древесины, фанеры и другой продукции очень часто используют карбамидоформальдегидные смолы (далее – КФС).

Однако у КФС и изделий на их основе имеются и недостатки, которые вынуждают интенсивно разрабатывать новые клеи и методы их использования.

Устранение недостатков КФС возможно в усовершенствовании технологических параметров процессов поликонденсации карбамида с формальдегидом и химической модификации КФС как непосредственно во время синтеза, так и готового олигомера.

Цель исследования – снижение токсичности древесных клеёных материалов и повышение эффективности их производства.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  • Исследовать технологические, реологические и эксплуатационные свойства модифицированных карбамидоформальдегидных клеев и оптимизировать их состав.
  • Исследовать физико-механические и эксплуатационные свойства продукции на модифицированных клеях и ее материалоемкость.

Для снижения токсичности необходимо использовать модификаторы, выполняющие функцию реакционного поверхностно – активного вещества по отношению к клеям и древесным материалам, т. е. веществами способными понижать поверхностное натяжение клея до уровня критического поверхностного натяжения древесины, способные создавать в клеевой композиции набор времен отверждения.

В данной работе проводилось изучение поверхностного натяжения смолы с введенным в неё модификатором (сивушными спиртами), в зависимости от его количества. Замерялись показатели после каждого введения модификатора. Методика синтеза модифицированной смолы аналогична синтезу смолы КФК-15 [3].

Реакционная способность модифицированного сивушными спиртами карбамидоформальдегидных смол зависит как от их количества, так и дисперсности частиц, изменяющей их удельную поверхность. Увеличение количества модификатора приводит к существенному снижению содержания свободного формальдегида в клее.

При добавлении модификатора в пределе от 0,5 до 30 масс. частей, поверхностное натяжение смолы падает до значения поверхностного натяжения 40-50 мДж/м2, что соответствует поверхностному натяжению древесины. При этом соответствии достигается наилучшая адгезия смолы и древесины. Дальнейшее увеличение количества модификатора нецелесообразно. Это было подтверждено изучением свойств КФ смолы с разным количеством модификатора [8].

График изменения поверхностного натяжения представлен на рис. 1.

Изменение поверхностного натяжения от количества модификатора

Рис. 1. Изменение поверхностного натяжения от количества модификатора

Анализ данных рис. 1, позволяет заключить, что при введении 8 % модификатора достигается оптимальное значение поверхностного натяжения, которое обеспечивает наилучшие показатели адгезии полимера.

Свойства смолы КФК-СФ сравниваются со свойствами смолы КФК-15, данные представлены в табл. 1

Таблица 1

Свойства смол КФК-15 и КФК-СФ с модификатором

Содержание модификатора

Показатель

0 %

8 %

рН

7,75…8,0

8,0…8,2

Вязкость по ВЗ-4, с

50

58,02

Показатель преломления

1,468

1,482

Концентрация, %

66 ±5

66 ±5

Время желатинизации при 100 %, с

84

57

Содержание свободного формальдегида, %

0,15

0,08

Плотность, кг/м3

1230

1285

Анализ представленных данных позволяет заключить, что при введении 8 % модификатора достигается более полное связывание конечных метилольных групп. Дальнейшее увеличение количества модификатора приводит к незначительному снижению содержанию метилольных групп и свободного формальдегида в смоле.

Свойства модифицированной смолы позволяют сказать, что смола соответствует технологическим требованиям для изготовления клееных материалов и древесно-стружечных плит. 

Разработана и исследована новая карбамидоформальдегидная смола КФК-СФ, позволяющая получать древесностружечные плиты с эмиссией формальдегида по классу Е-1 и Супер-Е [8].

Дальнейшие исследования реологических свойств смолы КФК-СФ позволит отработать рецептуру смолы и технологические параметры её использования.

Список литературы

  1. Варанкина Г. С. Склеивание древесных клееных материалов на основе малотоксичных клеевых композиций : дисс. … канд. техн. наук : 05.21.05 / Варанкина Галина Степановна. СПб, 2000. 210 с.
  2. Варанкина Г. С., Денисов С. В., Челышева И. Н. Клеевая композиция для древесно-волокнистых плит. Патент на изобретение № 2213753 от 10 октября 2003. М. : Бюл. изобр. № 28 от 10.10.2003 г.
  3. Полимеры в производстве древесных материалов / В. Е. Цветков, Ю. В. Пасько, К. В. Кремнев, О. П. Мачнева. М. : ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2012. 55 с.
  4. Цветков В. Е., Мельникова В. Е., Пасько Ю. В. Свойства карбамидоформальдегидных смол, модифицированных смесью одноатомных спиртов // Научные труды МГУЛ. 1995. № 277. С. 49-55.
  5. Пасько Ю. В. Физико-химические свойства КФ-смолы, модифицированной фракциями спиртового производства // Научные труды МГУЛ. 2000. № 312. С. 97-99.
  6. Цветков В. Е., Пасько Ю. В. Исследование физико-механических свойств ДСтП на низкомольной модифицированной КФ смоле // Научные труды МГУЛ. 2003. № 319.
  7. Цветков В. Е., Тищенко В. П., Пасько Ю. В. Математическое моделирование свойств ДСтП на низкомольной модифицированной КФ смоле // Научные труды МГУЛ. 2003. № 324.
  8. Пасько Ю. В. Древесностружечные плиты на основе карбамидоформальдегидных смол, модифицированных смесью одноатомных спиртов : дисс. … канд. техн. наук : 05.21.05 / Пасько Юлия Вячеславовна. М., 2003. 164 с.

  

Материал поступил в редакцию 16.12.2017
© Цветков В. Е., Пасько Ю. В., Романова М. С., 2017