Вплив виду деревинного наповнювача на властивості деревинно-полімерних матеріалів Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Науковий тсиик НЛТУ УкраТни. - 2010. - Вип. 20.5

3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ

УДК 674.816.3 Проф. П.А. Бехта, д-р техн. наук;

асист. П.В. Лютий - НЛТУ Украти, м. Львiв

ВПЛИВ ВИДУ ДЕРЕВИННОГО НАПОВНЮВАЧА НА ВЛАСТИВОСТ1 ДЕРЕВИННО-ПОЛ1МЕРНИХ МАТЕР1АЛ1В

Проаналiзовано вплив виду деревинного наповнювача (стружки, тирси та бо-рошна) на властивосп деревинно-полiмерних матерiалiв плоского способу пресуван-ня. Встановлено, що вищi показники межi мiцностi пiд час статичного згинання та питомого опору витягуванню шурутв отримують за використання як наповнювача стружки. У разi використання стружки спостер^аються також нижчi показники во-допоглинання та набрякання за товщиною.

Постановка науковоТ проблеми. У виробнищв деревинно-пол1мер-них матер1ал1в (ДПМ) можна використовувати р1зш деревинш наповнювач1, зокрема: стружку з фракцшним 1 породним складом аналопчну як у вироб-ництв1 стружкових плит, волокно, тирсу, деревинне борошно, в1дходи шшфу-вання фанери тощо [1]. Геометр1я (розм1ри та форма) деревинних частинок -один 1з основних чинниюв, який визначае властивосп деревинних компози-цшних матер1ал1в поряд 1з породою деревини, типом 1 кшьюстю клею та ш-ших добавок, структурою матер1алу й умовами пресування [2]. Для виготов-лення ДПМ пропонуеться використовувати таю розм1ри деревинних частинок [3]: довжина 3-8 мм, ширина 1-3 мм, товщина 0,1-0,25 мм: сшввщношен-ня порщ деревини: хвойних 60-70 %, листяних 30-40 %. 1з збшьшенням дов-жини частинок з 2 до 15 мм, меж1 мщносп шд час статичного й динам1чного згинань стр1мко зростають [4]. У раз1 подальшого збшьшення 1х довжини зростання показниюв мщносп сповшьнюеться. Максимальш показники меж1 мщносп шд час статичного згинання спостер1гаються тд час використання деревинних частинок 1з довжиною 40 мм, а протидп удару - ще у раз1 використання бшьших довжин, коли вс частинки ор1ентуються вздовж зразка [3]. Однак пор1вняльного анал1зу щодо впливу р1зного виду деревинного наповнювача на властивосп ДПМ в л1тератур1 не вдалося вщшукати.

Метою до^дження е провести пор1вняльний анал1з впливу виду деревинного наповнювача на ф1зико-мехашчш показники деревинно-пол1мер-них матер1ал1в.

Матерiали та методи дослiджень. Для наповнення ДПМ використо-вували: стружку, тирсу та деревинне борошно; матрицею були подр1бнеш вщходи термозб1жно! пол1етиленово! пл1вки. Сшввщношення деревинних частинок та термопластичного пол1меру становило 60:40. ДПМ одержували методом плоского пресування у гарячому пдравл1чному прес за наступних режимних параметр1в пресування: температури - 180 оС; тиску - 3,5 МПа; тривалосп - 1,0 хв/мм. Шсля гарячого пресування ДПМ витримували в хо-

3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств

91

Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни

лодному прес за тиску 1,5 МПа до температури 40-50 оС для збереження формостшкост матерiалу.

Результати та Тх аналiз. Результати експериментальних випробувань показали, що вищi показники межi мщност пiд час статичного згинання спостер^аються у ДПМ, отриманих iз використанням стружки (рис. 1). Зок-рема, межа мщност пiд час статичного згинання таких ДПМ перевищуе у 2 рази межу мщност шд час статичного згинання ДПМ на основi тирси та в 2,67 раза - ДПМ на основi борошна. До того ж, подiбнi результати спостерь гаються й шд час визначення питомого опору витягуванню шурупiв (рис. 2).

Рис. 1. Вплив виду деревинного Рис. 2. Вплив виду деревинного

наповнювача на межу мiцностi наповнювача на питомий омр

тд час статичного згинання витягуванню шурумв

ДПМ на основi стружки краще втримують шурупи внаслщок перепле-тення деревинних частинок мiж собою та з термопластичним полiмером. Ок-рiм того, можна зауважити, що цей показник у вЫх ДПМ (94-123 Н/мм) е до-сить високим, а порiвняно зi стружковими плитами (60-100 Н/мм) е нав^ь вищим. Найбiльше водопоглинання та набрякання за товщиною спостерь гаеться в ДПМ на основi тирси (рис. 3). Внаслщок неправильно! та неодно-рщно! форми рiзновеликих деревинних частинок молекули води легко прони-кають у внутрiшнi шари ДПМ, створюючи в них надлишковi напруження, що супроводжуеться утворенням значно! кшькоси трiшин i, вiдповiдно, веде до набрякання матерiалiв i поглинання води.

Укладання ж частинок борошна е щшьшшим, вони наближаються одна до одно! так близько, що молекули води неспроможш проникати у !хню капшярно-пористу структуру. Однак питома площа поверхш частинок борошна е бшьшою порiвняно з питомою площею поверхш частинок тирси та стружки i для !! покриття потрiбно використовувати велику кiлькiсть термопластичного полiмеру. Тому в ДПМ утворюються зони iз незв'язаними частин-ками борошна, якi легко шддаються набряканню та поглинанню води. Найбшьша водостiйкiсть спостерiгаеться у ДПМ на основi стружки. Внасль док свое! видовжено! форми частинки стружки шд час формування вклада-ються паралельно до плит преса, утворюючи орiентований деревинний ком-позицiйний матерiал. До того ж, на вщмшу вщ частинок борошна, вони не потребують значно! кiлькостi термопластичного полiмеру. Термопластичний полiмер, покриваючи поверхню частинок стружки, надае !й водостiйкостi й, вщповщно, чим бiльша ним площа поверхонь деревинних частинок буде пок-ритою, тим бшьшою буде водостшюсть ДПМ.

92

Збiрник науково-технiчних праць

Науковий вкник НЛТУ УкраТии. - 2010. - Вип. 20.5

стружка тирса борошно

Рис. 3. Вплив виду деревинного наповнювача на водопоглинання та набрякання за товщиною

Висновок. Порiвняльний анашз впливу виду деревинного наповнювача на експлуатацшш властивост деревинно-полiмерних матерiалiв плоским способом засвщчуе, що для 1х виготовлення доцiльним е використання стружки.

Л1тература

1. Бехта П.А. Технология деревинних композицшних матер1ашв : тдручник / П. А. Бехта. - К. : Вид-во "Основа", 2003. - 336 с.

2. Бехта П.А. Виробництво стружки для деревинностружкових плит / П. А. Бехта. - К. : Вид-во 1СДО, 1995. - 272 с.

3. Перспективы использования отходов термопластичных полимеров для производства древесно-полимерных материалов и изделий / В.Д. Мишак, В.Ф. Анненков, Е.П. Мамуня, Е.В. Лебедев // Плиты и фанера. - М. : Изд-во ВНИПИЭИлеспром. - 1990. - Вып. 7. - С. 8-18.

4. Золднерс Ю.А. Модификация измельченной древесины полистиролом / Ю. А. Золд-нерс, Р.Р. Паулс, Я. А. Сурна // В сб.: Химия древесины. - Рига : Изд-во "Зинатне". - 1976. -№ 4. - С. 43-48.

Бэхта П.А., Лютый П.В. Влияние вида древесинного наполнителя на свойства древесинно-полимерных материалов

Проанализировано влияние вида древесинного наполнителя (стружки, опилок и муки) на свойства древесинно-полимерных материалов плоского способа прессования. Установлено, что высшие показатели границы прочности во время статического сгибания и удельного сопротивления вытягиванию шурупов получают при использовании в качестве наполнителя стружки. В случае использования стружки наблюдаются также низшие показатели водопоглощения и набухания по толщине.

BekhtaP.A., LyutyjP.V. Effect of the type of wood filler on the properties of wood plastic composites

The influence of the type of wood filler (wood chips, sawdust and wood flour) on the properties of wood-plastic composites (WPC) by the flat pressing was analysed. The higher bending strength and screw resistance were observed for WPC in the case of using wood chips. The lower water absorption and thickness swelling also are observed for WPC in the case of wood chips. _

3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств

93