Разработка технологии композиционных материалов на основе древесины и полимерных наполнителей

• Автор: Скурыдина, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 Композиционные материалы па основе отходов растительного

происхождения

1.1 Технологии получения композиционных материалов на основе отходов растительного происхождения.

1.1.1 Традиционные технологии композиционных материалов на основе древесины.

1.1.2 Перспективные технологии композиционных материалов на основе древесины

1.1.3 Материалы со связующими органического происхождения

1.1.4 Материалы, полученные с использованием метода взрывного автогидролиза.

1.2 Методология исследования лигноцеллюлозпой массы

1.2.1 Исследование структуры композиционного материала с

использованием динамического механического анализа

1.2.2. Исследование молекулярной структуры композиционного материала с использованием рентгеноструктуриого анализа
2 Методы получения и исследования свойств гидролизоваиной лигноцеллюлозпой массы и композиционного материала, получаемого на ее основе
2.1 Метод получения композиционного материала из гидролизованной лигноцеллюлозпой массы с применением установки взрывного гидролиза
2.2 Методология исследования.
2.2.1 Метод динамического механического анализа для исследования вязкоупругих характеристик композиционных материалов
2.2.2 Метод рентгеноструктурного анализа для исследования молекулярной структуры композиционных материалов
2.2.3 Метод дифференциальнотермического и метод термогравиметрического анализа для исследования температуры фазовых переходов композиционных материалов.
2.2.4 Метод определения прочности при статическом изгибе образца для исследования прочностных характеристик композиционного материала.
2.2.5 Метод определения плотности, водопоглощении и набухания по толщине образца для исследования эксплуатационных показателей композиционного материала.
2.2.6 Метод определения ударной вязкости образца для исследования механических показателей композиционного материала.
3 Экспериментальное исследование микроструктуры лигноцеллюлозпой массы и композиционного материала, получаемого па ее основе
3.1 Экспериментальное исследование влияния компонентов
композиционного материала на разных стадиях обработки на молекулярную структуру.
3.2 Экспериментальное исследование влияния компонентов
композиционного материала на вязкоупругие характеристики
3.3 Экспериментальное исследование влияния компонентов
композиционного материала на разных стадиях обработки на температуру фазовых переходов
4 Эксплуатационные характеристики композиционного материала из гидролизованной лигноцеллюлозпой массы
4.1 Экспериментальное исследование эксплуатационных характеристик композиционного материала
4.2 Эксп ериментальнос исследование влияния гидролизующего вещества на эксплуатационные характеристики композиционного
материала на основе древесины
5 Разработка технологии композиционного материала на основе древесины с полимернаполненной слоистой структурой.
5.1 Пленка полиэтилена как элемент водостойкого покрытия
5.2 Древеснополимерная композиция
5.3 Композиция с добавлением сетки полипропилена
5.4 Композиция с марлевой прослойкой
ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ


Разработан технология плит, которая включает обработку древесных частиц раствором ароматического амина, в результате чего снижается эмиссия формальдегида в готовых древесностружечных плитах . Для снижения токсичности предлагается
осуществить конденсацию карбамида и карбамидоформальдегидного концентрата сначала в щелочной, а затем в кислой среде в присутствии одного из катализаторов, например, хлористого аммония, серной, муравьиной или уксусной кислот . Предложено также использовать ряд модификаторов из группы триэтаноламин, поливиниловый спирт, капролактам , . Запатентованная технология древесноволокнистых плит позволяет снизить выделение вредных веществ из готового изделия в результате замены синтетических смол самостоятельным связующим золем кремнезема . Авторы работ , добавляют в связующие термореактивные смолы новые наполнители природного происхождения, которые не оказывают влияния на снижение прочностных характеристик композитов таблица 1. Из известных решений снижения токсичных выделений наиболее широкое применение нашел способ, основанный на частичной замене формальдегидных смол техническими лигносульфонатами, образованными при производстве целлюлозы сульфитным способом . Промышленная проверка показала возможность замены до карбамидной смолы лигносульфонатами при приготовлении связующего для наружных слоев. Это позволяет на сократить расход синтетических смол и снизить стоимость материалов. Использовать продукт обработки лигносульфаната на натриевом основании, в качестве связующего, в сочетании с карбамидоформальдегидной смолой предложено в работах , . В работе Соломатова описан метод, в котором для изготовления древесностружечных плит используют вяжущее, включающее в себя фенолформальдегидную смолу и модифицирующую добавку продукта окисления лигносульфоната пергидролем. В пресскомпозицию на основе гидролизного лигнина, включающую в себя лигнин и измельченную древесину, обработанные окисью аммония, предложено смешать с водным раствором карбамидоформальдегидной смолы. Недостатком предлагаемых решений является то, что лигносульфонаты остаются растворимы после термообработки, и полученные плиты не обладают хорошей водостойкостью таблица 1. Проблема разработки и совершенствования технологии древеснокомпозитных плит часто находит свое решение в изменении технологических схем получения материалов, либо в усовершенствовании технологии щепы и применении прессов новой конструкции . Таблица 1. Немаловажным недостатком подобных материалов являются их низкие эксплуатационные показатели прочность, водостойкость, что накладывает ограничения на область применения, либо приводит к необходимости нанесения дополнительных защитных покрытий. Для создания материалов типа ДСП, ДВП с улучшенными эксплутационными характеристиками используются дополнительные способы, существенно увеличивающие затраты на производство этих плит. Одним из методов улучшения качественных характеристик является введение новых компонентов в связующее плит. При добавлении продукта окисления липюсульфоната пергидролем к фенолоформальдегидной смоле, повышается прочность и водостойкость древесностружечных плит . Разработан и запатентован новый способ изготовления прессованного древесного материала, согласно которому крупноразмерные древесные частицы изготавливают путем нарушения связей между волокнами посредством механической деформации древесного сырья в поперечном направлении. В дальнейшем слои из крупноразмерных древесных частиц соединяют между собой посредством связующего. Другая технология композиционного материала включает в себя обработку медленно отверждаемым низкощелочным фенолформальдегидным полимером с последующим уплотнением и отверждением с применением нагнетания пара, который ускоряет отверждение древесного волокна . Все упомянутые способы изготовления упрощают технологический процесс отображенный на рисунке 1а см Приложение, снижают затраты на производство и повышают качество изготовляемого материала, но проблема выделения токсичных веществ остается нерешенной. Дополнительно введенные компоненты приводят к увеличению стоимости готовых изделий.