Регистрация / Вход
Прислать материал

РАЗРАБОТКА ПЛИТНЫХ МАТЕРАЛОВ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ СВЯЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Сведения об участнике
ФИО
Намятов Алексей Валерьевич
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Строительные материалы
Тема
РАЗРАБОТКА ПЛИТНЫХ МАТЕРАЛОВ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ СВЯЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Резюме
В работе приведены теоретические и экспериментальные исследования технологии производства плит без применения связующих веществ. Установлен эффективный способ активации опилок путем их гидродинамической диспергации с эффектом кавитации. Рассмотрены аспекты армирования плит с целью повышения прочности на статический изгиб. Приведены физико-механические показатели полученных плит которые составляют: плотность 900 кг/м3; предел прочности при статическом изгибе 19,47 МПа; предел прочности на разрыв перпендикулярно пласти 0,37 МПа; объемное разбухание 10,48 %.
Ключевые слова
древесные частицы, древесные плиты, композиция, армирующие элементы, аутогезия, адгезия, модификатор, соли, щелочи, кислоты стружка, древесное волокно, OSB, MDF, ДСтП,
Цели и задачи
Целью данной работы является разработка технологии производства экологически чистых плитных материалов из отходов деревообработки с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.
Задачи работы:
- провести сравнительный анализ существующих плитных материалов на основе синтетических связующих веществ и способов их получения;
- провести сравнительный анализ существующих способов получения плитных материалов без использования связующих веществ;
- определить способ активации древесины, позволяющий повысить ее реакционную способность;
– определение режимных параметров изготовления плитных материалов из активированной древесины.
Введение

В процессе механической обработки древесины до 70% от исходного объема сырья составляют отходы, из которых от 12 до 15% приходится на измельченную древесину. Источниками данных отходов являются лесопильные и деревообрабатывающие предприятия. Так в лесопильном производстве порядка 60 % перерабатываемого сырья составляют отходы из которых 34 % трудноиспользуемые (кора, стружка, опилки) [5,6]. В основном их используют для получения тепловой энергии путем прямого сжигания, либо в качестве сырья для производства пеллет и брикетов. Это позволяет утилизировать незначительную часть данных отходов, основная же масса складируется в отвалах, увеличивая пожароопасность и экологическую нагрузку на окружающую среду.

 

 

Методы и материалы

В качестве исходного сырья использовались древесные частицы размерами от 0,5 до 7 мм с влажностью 30 – 80%, содержанием коры до 15%, получаемые при пилении хвойной древесины. Исходная влажность древесных опилок (порода сосна) перед обработкой определялась методом высушивания. Перед операцией гидродинамической обработки древесные опилки проходили сортировку с целью удаления крупных фракций (кусковые отходы, кора). Данная операция была необходима для обеспечения стабильной работы оборудования на последующих операциях. После фракционирования древесные частицы поступали в емкость, где осуществлялось их смешивание с водой до концентрации 6 %. Затем полученная масса подавалась в гидродинамический диспергатор. Полученная после обработки суспензия подвергалась обезвоживанию путем механического отжима и поступала на формирование ковра. Ковер формировался на сетчатых поддонах служащих для отвода воды и пара в процессе горячего прессования. Далее древесная масса загружалась в горячий пресс, где осуществлялось ее прессование в три стадии (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Диаграмма прессования древесных плит

 

Описание и обсуждение результатов

Обработка древесных частиц в гидродинамическом диспергаторе позволяет обеспечить интенсификацию процесса фибрилляции частиц с образованием поверхностных высокореакционных функциональных групп.

Пьезотермическая обработка активированных древесных частиц обеспечивает формирование структуры материала обладающего свойствами соответствующими или превосходящими  аналоги получаемые из кондиционной древесины с использованием синтетических связующих веществ.

Для повышения показателя прочности при статическом изгибе разрабатываемых древесных плит предпочтительно использовать в качестве армирующих элементов древесную стружку с применением активирующего реагента – натриевой щелочи(NaOH) Введение в композицию древесной стружки и активирующего агента  позволяет повысить прочность при статическом изгибе разрабатываемого плитного материала на 39%. .

По результатам исследований наилучшими свойствами обладает  композиция с составом: 70% древесная масса, 30% игольчатая древесная стружка, 5% NaOH к общей массе плиты.

Используемые источники
Список использованных источников

1 Аккерман, А.С. Плитные материалы и изделия из древесины [Текст] / А.С. Аккерман, В.Н. Антакова, В.Е. Бабайлов /Под ред. Петри В. И. – М.: Лесн. пром-сть,1976.- 360с.
2 Базарнова, Н.Г. Влияние мочевины на свойства прессованных материалов из древесины, подвергнутой гидротермической обработке/ Н.Г. Базарнова, А.И. Галочкин, В.С. Крестьянников. Химия растительного сырья №2. – М. 1997. с.15-22.
3 Баяндин, М.А., Ермолин В. Н., Васильев, В.А. Влияние гидродинамической диспергации на аутогезионные свойства древесины / Сиб. гос. технол. ун-т //Лесной и химический комплексы - проблемы и решения. - Красноярск: СибГТУ, 2012. - Т. 1. - С. 128-131.
4 Вильнав, Ж. - Ж. Клеевые соединения [Текст] / Ж. - Ж. Вильнав; пер. с фр. Л. В. Синегубовой; под ред. Г. В. Малышевой. – М. : Техносфера, 2007. – 384 с.
Information about the project
Surname Name
Namyatov Alexey
Project title
Development board materials from wood waste without the use of binders
Summary of the project
The paper presents theoretical and experimental research board production technology without the use of adhesives. Established efficient way of activating sawdust by their hydrodynamic dispersion with the effect of cavitation. Aspects of the reinforcement boards in order to improve on the static bending strength. Results of physical and mechanical properties of the obtained boards which are: density 900 kg / m3; ultimate strength in static bending 19.47 MPa; tensile strength perpendicular plasti 0.37 MPa; 10.48% by volume swelling.
Keywords
Wood particles, wood boards, composition, reinforcement elements autohesion, adhesion modifier, salts, alkalis, acids chips, wood fiber, OSB, MDF, particleboard.