Древесностружечные плиты на основе карбамидоформальдегидных смол, модифицированных меламином тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.05, кандидат технических наук Коробанов, Андрей Викторович

• Коробанов, Андрей Викторович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Коробанов, Андрей Викторович

Введение.

1. Состояние вопроса.

1.1.Требования предъявляемые к древесностружечным плитам по физико-механическим и санитарно-гигиеническим свойствам. 7 1.2.0бзор существующих технологий получения древесностружечных плит.

1.3. Влияние свойств связующего на свойства получаемых древесностружечных плит.

2. Предпосылки и задачи исследования.

3. Методические положения экспериментальных исследований.

3.1. Исходные материалы для получения смол и их характеристика.

3.2. Синтез модифицированных карбамидоформальдегидиых смол.

3.3. Методы анализа жидких смол.

3.4. Определение концентрации формальдегида.

3.5. Технология изготовления образцов древесностружечных плит.

3.6. Определение физико-механических показателей древесностружечных плит.

4. Синтез и исследование технологических свойств модифицированных карбамидоформальдегидиых смол.

4.1. Влияние модифицирующих добавок на свойства древесностружечных плит.

4.2. Синтез и свойства модифицированных клеевых смол.

4.3. Исследование влияния отверждающей композиции на свойства карбамидомеламиноформальдегидных смол и древесностружечных плит.

4.4. Изучение термомеханических и термодинамических свойств модифицированных полимеров.

4.4.1. Изучение термодинамических свойств модифицированных полимеров.

4.4.2. Анализ термохимических свойств модифицированных полимеров.

4.4.3. Изучение твердости модифицированных полимеров.

4.5. Влияние применения смолы КФМ-2М в наружном слое на свойства ДСтП.

5 Исследование влияния технологических факторов на свойства древесностружечных плит на смоле КФМ-2М.

5.1. Выбор экспериментального плана.

5.2. Выбор диапазона варьирования факторов.

5.3. Проверка однородности дисперсий в реализованных планах эксперимента.

5.4. Расчет коэффициентов регрессии и оценка их значимости.

5.5. Проверка адекватности регрессионных моделей.

5.6. Рациональные режимные параметры при прессование древесностружечных плит.

6. Промышленное применение модифицированной смолы для производства древесностружечных плит.

6.1. Промышленная апробация смолы КФМ-2М.

6.2. Экономический эффект от внедрения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Древесностружечные плиты на основе карбамидоформальдегидных смол, модифицированных меламином»

Производство древесных плит — одна из наиболее динамично развивающихся подотраслей деревообрабатывающей промышленности. Она перерабатывает низкокачественную древесину и древесные отходы, получая при этом доброкачественные листовые и плитные материалы, используемые в мебельной промышленности, в строительстве и других отраслях.

Тридцать лет назад в мире было изготовлено около 66 миллионов кубометров различных видов древесных плит, а в 2000 году их производство составило более 150 миллионов кубометров [1].

В России эксплуатируется 51 линия по производству ДСтП, 23 линии из которых оснащены отечественным оборудованием, остальные — импортным (финских и германских фирм). Суммарная производственная мощность ДСП составляет 4,5 миллиона кубометров плит в год. Это двенадцатая часть мирового производства [2].

Большинство технологических линий ДСП устарело. Отсюда и основные проблемы неустойчивой работы: повышенные материало- и энергоемкость продукции, обусловливающие се высокую себестоимость. Большинство плит не отвечает требованиям международных стандартов по токсичности и стабильности качества, скуден ассортимент выпускаемой продукции.

Возрождение отечественной подотрасли ДСтП возможно при условии обеспечения соответствия продукции международным стандартам и её конкурентоспособности. Совершенствование технологии, организацию производства следует проводить с учётом результатов последних исследований и разработок.

Рынок ДСтП в основном насыщен. Экологические ограничения и необходимость освоения новых областей использования плитных материалов - в строительстве, транспортных средствах, таре и упаковке -обусловили такие требования к ним, как долговечность, водостойкость, биои огнезащищенность, высокие санитарно-гигиенические показатели, возможность их утилизации.

К слагаемым повышения физико-механических характеристик ДСтП следует отнести сохранение качества древесины в частицах при их получении, геометрию частиц, создание механизма перераспределения напряжений при деформации, направленное изменение свойств отверждающегося связующего в тонких слоях, граничащих с древесной частицей.

В последние 30 лет широкое распространение в производстве ДСтП получили карбамидоформальдегидные смолы (КФС), более 90% всех выпускаемых плит изготавливается с применением данных связующих. Такое широкое применение КФС в производстве древесностружечных плит обусловлено следующими их преимуществами: простой технологией получения; высокой адгезией по отношению к древесине; имеют низкое содержание в свободном виде токсичных веществ; легкость транспортировки и нанесения, а самое главное очень низкой стоимостью по сравнению с другими связующими.

У ДСтП, в которых в качестве связующего используется КФС, есть и ряд недостатков: невысокая водостойкость; недостаточная стабильность формы и размеров при перепадах температур, но самый главный недостаток связан с санитарно гигиеническими характеристиками ДСтП. Это выделяемый ими в процессе эксплуатации формальдегид. Особенно остро проблема выделения формальдегида стала после признания его концерагеном группы 2а и установление ПДК паров формальдегида в воздухе жилой зоны 0,01мг/м3 воздуха [3]. Требования ПДК могут быть

У 1 выполнены при принятой насыщенности помещения 1м /м при использовании для мебели ДСтП со значением формальдегида <5мг/г.а.с.п. по перфораторному методу - класс супер Е-1.

Вопрос об улучшении физико-механических показателей не стоит очень остро, так как выпускаемые на сегодняшней день плиты по этим показателям удовлетворяют большую часть потребителей, однако вопросы улучшения водостойкости и снижения эмиссии формальдегида из готовых изделий, не смотря на большое количество работ по этим темам, требует скорейшего решения. Особенно остро они встанут через 5-10 лет, в связи с резко ухудшающейся экологической обстановкой в мире.

Применение низкомольных смол при склеивании древесных частиц резко увеличивает разбухание. Однако интегральное разбухание с точки зрения эксплуатации не столь важно. В мебельном производстве используют ламинированные ДСтП, в которых кромка и пласть хорошо защищены от воздействия влаги, но технологическая фаска между пластью и кромкой дает возможность проникновению влаги в поверхностный слой плиты. Следовательно, наибольший интерес представляет разбухание поверхностного слоя, поэтому для снижения разбухания поверхностного слоя считаем применение послойного осмолепия.

В настоящей работе поставлена цель разработать технологию ДСтП с послойным осмолением, которая позволит получать ДСтП класса Е-Г и обладающими повышенными физико-механическими свойствами.

Для реализации этой задачи необходимо проведение исследований, позволяющих разработать режимы получения модифицированной смолы для наружного слоя, изучить их физико-химические и технологические свойства, создать технологию производства ДСтП на основе этих смол, а также проверить основные качественные показатели готовой продукции.

Заключение диссертации по теме «Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки», Коробанов, Андрей Викторович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана и внедрена в производство новая модифицированная карбамидомеламиноформальдегидная смола КФМ-2М, позволяющая получать древесностружечные плиты с эмиссией формальдегида менее 8мг/100 г а.с.п. Также предложена рациональная технология получения древесностружечных плите применением смолы КФМ-2М в наружном слое.

2. На основании анализа проведенных экспериментов и теоретических исследований разработаны рациональные режимы получения модифицированных меламином карбамидоформальдегидных смол и установлено его оптимальное количество.

3. Исследован процесс отверждения и структурирования модифицированных карбамидных смол. Наилучшие показатели по снижению эмиссии формальдегида обеспечивают отвердитель К20.

4. Получены регрессионные уравнения выражающие зависимость между прочностью ДСтП, разбуханием и основными параметрами режима прессования: количеством связующего, температурой и продолжительностью прессования. С использованием регрессионных уравнений сформулирована многокритериальная задача оптимизации и методом Соболя-Статникова определены оптимальные параметры режима прессования на модифицированной смоле.

5. Разработана и утверждена технологическая инструкция на процесс получения смолы КФМ-2М и технические условия на нее. Промышленный синтез отработан в цехе смол ЗАО «Электрогорскмебель».

6. Проведены опытно-промышленные испытания на ЗАО «Электрогорскмебель». Результаты этих испытаний показали, что полученные древесностружечные плиты полностью отвечают требованиям ГОСТ 10632-89 и имеют эмиссию формальдегида по классу Е-1. Также определены требования ко всему технологическому процессу, для получения плит класса Е-1.

7. Рассчитана прибЕлль, которая получается при использовэееии смол1>1 КФМ-2М в наружном слое древесностружечных плит на ЗАО «Электорогорскмебель». Прибыль от реализации продукции в ценах на 01.09.2001 г. составила 4 миллиона 695 тысяч рублей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Коробанов, Андрей Викторович, 2004 год

1. А.А.Лсонович Производство древесноплитных материалов: тенденции развития Журнал «Мебельщик», №4/2000

2. А.А.Леонович Древесноплитные материалы. Общие сведения, термины. Журнал «Мебельщик», №1/2001

3. ГН 1.1.029-95. Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, коицерагенных для человека. -М., Госкомсанэпиднадзор России. 1995.

4. Мелони Т. Современное производство древесностружечных и древесноволокнистых плит.: Пер. с англ. В.В. Амалицкого и Е.И. Карасева. -М: Лесн. пром-сть., 1982.

5. Рекомендации по расчетным характеристикам древесных плит. -М. Стройиздат., 1982.

6. Шайберт В. Древесностружечные плиты. -М: Гослесбумиздат. 1961.

7. Кауфман Б.И. и др. Производство и применение древесностружечных плит за рубежом.-М: 1958.

8. Сенчуров К. Т. Мировое производство древесностружечных плит. -М. Деревообрабатывающая промышленность., №9, 1971.

9. ГОСТ 10632-89 Плиты Древесностружечные. Технические условия.

10. CS 239 'MAT FORMING WOOD PARTICLEBOARD'

11. Швайкова М.Д. Токсилогическая химия. М: Медицина. 1975, с. 111.

12. Грацианская Л.Н., Ковшило В.Е. Справочник по профессиональной патологии.-Л: ВМА,1981. с. 11.

13. Анохин А.Е. Российский рынок смол для деревообработки. -М: Деревообрабатывающая промышленность, 1997 №3, с. 19.

14. Лапшин Ю.Г., Поташов О.Е., Абсльсон А.Ф. Дрспссностружсчные плиты в конструкциях мебели. -М: Лесн. пром-сть. 1978. -87 с.

15. Расев А.И. Сушка древесины-М: Лесн. пром-сть., 1982.1617,18