CC BY
4УДК 62 Абрамовских А. О., Потапов И.А., Газеев М.А.
Абрамовских А.О.
магистрант
Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург, Россия)
Потапов И.А.
студент
Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург, Россия)
Научный руководитель: Газеев М.А.
д-р техн наук, заведующий кафедрой механической обработки древесины
Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург, Россия)
НАПОЛНИТЕЛЬ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ ФАНЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Аннотация: в статье рассмотрены вопросы переработки отходов фанерного производства, получаемых на этапе обрезки фанеры, описана технология получения из них мелкодисперсной древесной муки путем двух этапного измельчения первоначально в рубительной машине, а затем в специальной мельнице.
Ключевые слова: клей, древесные отходы, фанера, наполнитель.
В качестве наполнителей для клеев применяют различные неорганические и органические вещества, такие как гипс, тальк, пшеничную муку, древесную муку. Наполнители при введении в клей позволяют увеличить вязкость клея, уменьшить проникновение клея в поры древесины, снизить
усадку клея, повысить прочность клеевого шва, изменить деформационные свойства клеевого шва, снизить внутренние напряжения в клеевом соединении, а также снижения себестоимость изготовления будущего изделия. Поскольку в производстве фанеры образуются древесные отходы и необходимо найти путь для их переработки то было предположено, что при их дальнейшем измельчении можно заменить применяемую в клеях в качестве наполнителя древесную муку [1, 2].
Отходы форматной обрезки при производстве фанеры, составляют примерно 4-6% от объёма сырья при её производстве. Получение из них заменителя древесной муки позволит решить как вопрос утилизации отходов, так и вопрос экономии смолы при создании клея для получения продукции. На промышленных предприятиях как правило обрезки измельчают в промышленных рубительных машинах, как, например рубительная машина фирмы «Bruks» приведенная на рисунке 1. В нашем случае для измельчения была использована молотковая мельница, представленная на рисунке 2 в результате обработки обрезков фанеры на ней была получена игольчатая стружка, рисунок 3.
Рисунок 1. рубительная машина «Bruks».
Рисунок 2. Молотковая мельница.
Рисунок 3 Игольчатая стружка.
Следующий этап для получения древесной муки, измельчение полученной после рубительной машины игольчатой стружки, в специальной мельнице. В промышленном производстве может быть применено оборудование на пример «Микроксилема-модуль» (рискунок 4). В лабораторных условиях мы применили специальный дезинтегратор тонкого помола для твердых материалов (рисунок 5.)
Рисунок 4. Оборудование для получения древесной муки «Микроксилема-модуль».
Рисунок 5. Специальный дезинтегратор тонкого помола для твердых материалов.
Древесную муку просеяли через набор сит, с целью разделения на фракции для анализа состава. Для этого древесную муку помещали в верхнее сито, с размером ячейки 0,75, под ним сито 0,6, ниже 0,43 и 0,25. В итоге получили древесную муку из отходов фанеры фракционного состава от 0,75 до древесной пыли.
Рисунок 6. Сита (слева) для разделения древесной муки на фракционный состав, справа полученные фракции древесной муки 0,6 и 0,25 мм.
Для изучения влияния древесного наполнителя на свойства клеевой композиции после введения в нее наполнителя были проведены исследования смачивания поверхности. Для этого при помощи микроскопа МИР2 определили геометрические параметры длины и высоты капли клеевой композиции, нанесенной на поверхность стекла и древесины по которым рассчитали краевой угол смачивания в (рисунок 7). Для объективности получения результатов исследования проводили минимум для трех повторений, после чего в результате статистической обработки результатов нашли % ошибки, который оказался в пределах 3,47 - 4,88, что находится в пределах допустимой ошибки в
5%.
Жидкость
Твердое тело
Рисунок 7. Схема действия сил поверхностного натяжения на каплю жидкости на поверхности твёрдого тела.
Краевой угол смачивания определяли расчётным путём, из через тангенс угла в, который рассчитывали по формуле:
4йИ
шв=—2—,
й2 - 4И
где:
в - краевой угол, й - диаметр капли, мм, И - высота капли, мм.
Результаты определения краевого угла смачивания на стекле и древесине представлены в таблице и на рисунке 8.
Таблица 1. Статистическая обработка результатов исследования краевого угла смачивания клеевой композицией на основе смолы КФМТ с добавлением наполнителя на основе древесных отходов.
№ Вид клеевой композиции и поверхности Количество опытов Хср Б О V, % т Р, %
Х1 Х2 Хз
1 смола КФМТ - стекло 19,6 21,6 18,9 20 3,8 1,4 6,91 0,8 3,99
2 смола КФМТ - древесина 22,6 22,6 19,5 21,6 6,7 1,8 8,46 1,1 4,88
3 смола КФМТ (введено 4% древесной муки, дисперсностью 0,25 мм) -стекло 25,1 22,6 22,6 23,4 4 1,4 6,01 0,8 3,47
Рисунок 8. Графическое представление краевого угла смачивания.
Как видно из результатов определения краевого угла смачивания введение в смолу КФМТ наполнителя на основе древесных отходов в количестве 4% не оказывает отрицательного влияния на смачиваемость, поскольку угол увеличивается на стекле всего на 3 градуса и как следствие не должно приводить к снижению адгезионной прочности склеиваемых древесных материалов. Необходимо дальнейшее проведение исследований по изучению влияния дисперсности и количества вводимого в клей наполнителя на такой параметр как адгезионная прочность склеиваемой древесины и древесных материалов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. А. О. Абрамовских, М. В. Газеев, О. Н. Чернышев // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: Материалы XIX Международного евразийского симпозиума, Екатеринбург, 18-20 сентября 2024 года. - Екатеринбург: Уральский государственный лесотехнический университет, 2024. - С. 125-129;
2. Наполнители и их влияние на свойства клеевых систем / О. Н. Чер нышев, Е. С. Синегубова, С. М. Иржигитова, А. А. Артюшина // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: труды
XVII Международного евразийского симпозиума, под науч. ред. В. Г. Но-Веселова. Екатеринбург: УГЛТУ, 2023. С. 80-84
Abramovskikh A. O., Potapov I.A., Gazeev M.A.
Abramovskikh A.O.
Ural State Forest Engineering University (Ekaterinburg, Russia)
Potapov I.A.
Ural State Forest Engineering University (Ekaterinburg, Russia)
Scientific advisor: Gazeev M.A.
Ural State Forest Engineering University (Ekaterinburg, Russia)
FILLER BASED ON WOOD WASTE FROM PLYWOOD PRODUCTION
Abstract: the article considers the issues ofprocessing plywood production waste obtained at the stage ofplywood trimming, describes the technology of obtaining finely dispersed wood flour from them by two-stage grinding, initially in a chipper, and then in a special mill.
Keywords: glue, wood waste, plywood, filler.
