ХімТехДопомога

Допомога в питаннях, пов'язаних з хімічною промисловістю починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи поліграфією та друком

Загальні зауваження по вивченню властивостей зв’язуючих для деревних плит

У виробництві клеєних матеріалів (деревно-стружкових плит, гнутоклеєних матеріалів, фанери, деревно-шаруватих пластиків та інше) зв'язуюче – це єдиний вид з'єднання деревних частинок або листів в одне ціле, кінцеву продукцію. Від виду та властивостей зв'язуючого в значній мірі залежать якість, міцність, довговічність, зовнішній вигляд, властивості та вартість одержаних виробів або матеріалів.

Для виготовлення якісної продукції жоден вид зв'язуючого не повинен надходити у виробництво без попередніх випробувань. При цьому ставиться дві мети:

  • перевірка відповідності властивостей досліджуваного матеріалу
    нормам (перевірка доброякісності);
  • визначення та аналіз технологічних властивостей даної партії
    зв'язуючого для врахування їх при розробці технології склеювання.

Дослідження синтетичних смол

Найбільше застосування у виробництві деревних клеєних матеріалів набули карбамідоформальдегідні, фенолоформальдегідні, карбамідомеламіно-формальдегідні зв'язуючі та клеї на їх основі.

Важливі характеристики, які підлягають контролю, такі:

  • зовнішній вигляд;
  • густина зв'язуючого;
  • концентрація або масова частка сухого залишку у відсотках;
  • коефіцієнт рефракції;
  • концентрація водневих іонів або водневий показник рН;
  • час желатинізації (для карбамідоформальдегідних та карбамідомеламіно-формальдегідних смол визначається при 20 та 100°С, для феноло-формальдегідних – при 150°С);
  • вміст вільного формальдегіду;
  • змішуваність смоли з водою;
  • міцність клейового з'єднання.

1 Зовнішній вигляд смоли

характеризує її однорідність, колір, запах, присутність домішок, згустків, тобто придатність до використання.

2 В'язкість

характеризує властивість рідини чинити опір при переміщенні її шарів один відносно другого. Виникаюча при цьому гальмівна сила називається силою внутрішнього тертя та визначається за законом Ньютона:

де  – коефіцієнт абсолютної в'язкості;

– площа стикання двох шарів рідини, м2;

– градієнт швидкості на одиницю відстані між двома шарами рідини,

Розрізняють в'язкість динамічну, кінематичну та умовну.

Динамічна в'язкість вимірюється силою, якої зазнає одиниця площі з боку іншого шару на відстані між ними, що дорівнює одиниці довжини та швидкості руху шарів відносно один одного, рівній одиниці швидкості.

У СІ одиниця в'язкості виражається в Н×с/м2.

Кінематична в'язкість (n) – відношення динамічної в'язкості речовини (h) до її густини (r):

З практичною метою часто користуються поняттям умовної в'язкості. Визначення останньої засновано на вимірюванні часу витікання певного об'єму досліджуваної рідини через сопло (отвір) заданого діаметру і вимірюється в секундах.

В'язкість смоли суттєво впливає на процес склеювання, його якість. З підвищенням в'язкості збільшується товщина клейового прошарку, а значить, зростають усадочні напруги, знижується міцність клейового з'єднання.

Смоли пониженої в'язкості надмірно вбираються в деревину. Цим самим знижується кількість клею, який безпосередньо бере участь у склеюванні. Розрахункова кількість смоли є недостатньою для утворення суцільного клейового шару, в результаті чого виходить слабке склеювання, непроклейка.

Загальні зауваження по вивченню властивостей зв'язуючих для деревних плит

Різні технологічні операції потребують неоднакової в'язкості клею. Так, у виробництві фанери та облицьовуванні застосовуються клеї високої в'язкості. У виробництві деревно-стружкових плит – клеї з пониженою в'язкістю.

В'язкість смол значно залежить від глибини реакції поліконденсації та від масової частки сухого залишку. Вона зменшується з підвищенням температури. Ось чому всі виміри в'язкості слід проводити при постійній температурі, наприклад, при 201°С.

Регулювати в'язкість готових смол можна введенням додаткової кількості розчинника, наповнювача або підігріванням.

3 Концентрація – вміст клеючої речовини в рідкій смолі, виражений у відсотках.

Смоли низької концентрації характеризуються пониженою клеючою здатністю, меншою швидкістю желатинізації.

Підвищена концентрація смоли викликає ріст в'язкості, що тягне за собою нерівномірне нанесення на поверхню, збільшує витрати, знижує адгезійні властивості клею.

Концентрація смоли регулюється співвідношенням вихідних компонентів та глибиною поліконденсації при синтезі.

З метою підвищення концентрації смоли її вакумують, а для зниження - додають розчинник.

Концентрація клейового розчину в значній мірі обумовлюється галузями його застосування. При склеюванні шпону та облицьовуванні деревних матеріалів шпоном концентрація клеїв повинна знаходитися в межах 55-60%; для виробництва деревно-стружкових плит – 50-55%; для склеювання масивної деревини – 65-70%.

Концентрацію смоли визначають:

  • гравітаційним (ваговим) методом;
  • рефрактометричним методом.

В основі гравітаційного методу лежить висушування смоли до постійної маси та визначення частки сухого залишку в смолі.

Рефрактометричній метод заснований на визначенні величини відхилення положення поляризованого променя світла при проходженні його через досліджуване середовище.

Напрямок променя змінюється у відповідності до закону заломлювання світла, згідно якого відношення синуса кутів падіння "i1" та заломлення "i2" є постійна величина для даного середовища:

Критерій ”n” називається показником заломлення або коефіцієнтом рефракції.

Показник заломлення смол визначається за допомогою лабораторного рефрактометра.

4 Водневий показник – рН,

як відмічалось раніше, характеризує середовище смол. Товарні клеї на основі карбамідоформальдегідних смол мають значення рН в межах 7¸8.

Водневий показник суміші на стадії синтезу смоли визначає швидкість та глибину протікання реакції поліконденсації. При низьких рН=3-4 реакція проходить енергійно, вона важко керована, можливе передчасне твердіння смоли, навіть у реакторі. При зниженні величини рН скорочується час желатинізації, її термін зберігання, підвищується в'язкість.

Регулюють рН відповідним дозуванням затвердника або стабілізатора.

Водневий показник визначають:

  • потенціометричним методом за допомогою лабораторного рН-метра;
  • колориметричним методом з використанням універсальних (рідинних) індикаторів, універсального індикаторного папірця з кольоровою шкалою.

5 Час желатинізації

характеризує період, протягом якого приготований клей переходить з рідинного до твердого стану.

Час желатинізації можна збільшити підвищенням рН виготовленої смоли, зменшенням кількості та типу затвердника, а також додаванням стабілізатора (аміачної води, уротропіну та інше).

Як затвердник при гарячому склеюванні широко використовується хлористий амоній (NH4СІ), водний розчин якого дає слабокисле середовище. Крім цього, NH4СІ вступає у взаємодію з вільним формальдегідом, виділяючи при цьому соляну кислоту:

4NH4СІ + 6СН20 → 4HCI + (СН2)6N4 + 6H2O.

Соляна кислота знижує рH клею, прискорюючи тим самим його твердіння. Швидкість твердіння збільшується з підвищенням кількості (у відповідних межах) затвердника, в'язкості смоли та глибини проведення реакції поліконденсації. Знання швидкості твердіння необхідне для правильного визначення тривалості склеювання.

6  Вміст вільного СН2О

характеризує глибину процесу поліконденсації, час желатинізації та головне  – токсичність як одержаної смоли, так і виробів з її використанням. Він залежить від мольного співвідношення вихідних компонентів, способу синтезу. При пофазній конденсації смол значно зменшується кількість формальдегіду, який не вступив у реакцію. Формальдегід може виділятися з реакційної суміші протягом синтезу в процесі склеювання деревини та деревних частинок, а також у процесі експлуатації виробів, одержаних з використанням карбамідоформальдегідних смол.

Вміст вільного СН2О в карбамідоформальдегідних смолах визначається шляхом титрування і складає величину 0,2-1,0% масових в залежності від марки смоли. У розробленій в Україні смолі марки КФ-МТУ цей показник складає до 0,1% мас.

Відповідно, вимоги для деревних плитних матеріалів за європейським стандартом такі:

нетоксичні – емісія СН2О з плитних матеріалів повинна бути не більше 10 мг СH2O на 100 г плити;

малотоксичні – 10¸20 мг на 100 г плити;

токсичні – більше 20 мг на 100 г плити.

7 Зміщуваність смоли з водою

побічно характеризує технологічні параметри синтезу смоли, які свідчать про досягнення оптимальної середньої молекулярної маси олігомерних продуктів конденсації.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

ХімТехДопомога © 2015 Сайт присвячений хімічній промисловості, починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи поліграфією та друком. Детальні огляди можливостей промислових досягнень. На сайті згадуються такі теми як: протикорозійний захист, методи другу видавничої продукції, технології виробництва термопластів, додрукарська підготовка видання та багато іншого.