Разработка эффективных материалов для строительства на основе отходов деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной и микробиологической промышленности

• Автор: Бузулуков, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 381 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ, ЦЕЛЛЮЛОЗНОБУМАЖНОЙ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В СТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1.1. Виды отходов, их характеристики и перспективы использования

в производстве строительных материалов

1.2. Композиционные материалы на основе древесных отходов.

1.3. Опыт переработки отходов целлюлознобумажного и микробиологического производств в продукты для строительной индустрии

1.3.1. Клеи и вяжущие строительного назначения получение, свойства, применение

1.3.2. Модификаторы цементных систем

1.4. Выводы по 1 главе

Глава II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ, ЦЕЛЛЮЛОЗНОБУМАЖНЫХ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ В ЭФФЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА.
2.1. Теоретические основы получения материалов строительного назначения из лигносульфонатов и мицелиальных отходов микробиологических производств с применением химических способов модифицирования.
2.2. Основы биохимической переработки отходов деревообрабатывающих
и целлюлознобумажных производств.
2.3. Выводы по 2 главе
Глава III. РАЗРАБОТКА КЛЕЕВ И ВЯЖУЩИХ НА ОСНОВЕ
ЛИГНОСУЛЬФОНАТОВ.
3.1. Исследование процессов химического окислительного модифицирования лигносульфонатов
3.2. Разработка условий химического окислительного модифицирования лигносульфонатов.
3.3. Разработка состава вяжущего для производства древесных пластиков
с использованием окисленных лигносульфонатов.
3.4. Исследование процессов биохимического окисления лигносульфонатов
3.5. Разработка состава и технологических параметров получения биоклея.
3.6. Разработка условий модифицирования биоклея
3.7. Технологический режим производства биоклея
3.8. Использование биоклея в качестве вяжущего в древесных композиционных материалах.
3.9. Физикомеханические свойства древесных композиционных материалов
с использованием в качестве вяжущего биоклея.
3 Технологическая схема производства древесных плит на основе биоклея
3 Выводы по 3 главе
Глава IV. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ОТХОДОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
С ПРИМЕНЕНИЕМ БИОТЕХНОЛОГИИ
4.1. Изучение условий биотрансформации древесного сырья
4.2. Разработка состава и условий изготовления древесных биопластиков модифицированных акриловой кислотой
4.3. Разработка состава и условий прессования древесных биопластиков модифицированных карбамидоформальдегидной смолой.
4.4. Физикомеханические свойства модифицированных биопластиков
4.5. Разработка технологической схемы производства модифицированных биопластиков.
4.6. Выводы но 4 главе.
Глава V. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ МОДИФИКАТОРОВ
ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ ИЗ ОТХОДОВ ЦЕЛЛЮЛОЗНО
БУМАЖНОГО И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВ
А ПЛАСТИФИКАТОРЫ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
5.1. Разработка эффективных пластифицирующих добавок к бетонным смесям на основе химически окисленных лигносульфонатах
5.1.1. Физикохимические свойства окисленных лигносульфонатов
5.1.2. Разработка технологического режима химического окисления лигносульфонатов и изучение их реологических возможностей.
5.1.3. Физикомеханические свойства цементных композиций с модифицированной лигносульфонатной добавкой.
5.1.4. Влияние комплексно модифицированной лигносульфонатной добавки на свойства бетонных смесей и бетона
5.2. Пластифицирующие добавки к бетонным смесям из отходов производства антибиотиков.
5.2.1. Физикохимические свойства модифицирующих добавок
5.2.2. Разработка технологической схемы получения белковой модифицирующей добавки
5.2.3. Свойства бетонных смесей и бетона с белковой модифицирующей добавкой
Б ПЕНООБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И ПЕНОБЕТОНЫ НА ИХ ОСНОВЕ
5.3. Разработка пенообразователя из отходов производства антибиотиков
5.3.1. Физикохимические свойства белкового пенообразователя
5.3.2. Разработка технологических параметров и схемы получения
белкового пенообразователя
5.3.3 Физикотехнические свойства белкового пенообразователя
5.3.4. Разработка способов улучшения свойств пенообразователя.
5.4. Разработка пенобетонов.
5.4.1. Разработка составов и технологических параметров получения пенобетона
5.4.2. Влияние белкового пенообразователя на свойства цементных
систем и пути улучшения физикомеханических свойств пенобетонов
5.4.3. Исследование физикомеханических свойств пенобетонов.
5.5. Сухие смеси на основе белкового пенообразователя для производства пенобетонов.
5.5.1. Разработка состава сухих смесей
5.5.2. Физикомеханические свойства пенобетонов полученных на основе сухих смесей
5.6. Выводы по 5 главе
Глава VI. ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ДЕРЕВОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
6.1. Применение химически окисленных лигносульфонатов в качестве модификаторов бетонных смесей и бетона
6.2. Применение белкового гидролизата для пластификации бетонных смесей
6.3. Расчет экономической эффективности внедрения пластификаторов
в ОАО ЖБК1.
6.4. Опытнопромышленная линия по производству пенообразователя
из мицелиальных отходов производства пенициллина
6.5. Опыт производственного внедрения пенообразователя при производстве пенобетона
6.6. Экономическая эффективность внедрения пенобетона на основе белкового пенообразователя
6.7. Технология и экономическая эффективность применения сухих
смесей для производства пенобетонов.
6.8. Выводы по 6 главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Методом ИКФурье спектроскопии установлено, что при нормальных условиях предпочтительней идет реакция с гидроксильными группами лигнина, так как изоцианатный реагент не проникает в кристаллический целлюлозный компонент 1. Инициаторами отверждения таких клеев являются гидроксилсодержащие соединения вода, спирты, карбоновые кислоты и т. По сравнению с другими синтетическими клеями, эти клеи обладают наиболее высокой адгезией к различным материалам. Отвержденные клеи водо, масло и атмосферостойкие. Работоспособны в области от 0 С до 0 С. С и выше 8, 2. Свойства некоторых, полиуретановых клеев и их применение в строительстве приведены в работах , 2, 9,1,6, 8. Существенный недостаток полиуретановых клеев это их высокая стоимость. Некоторые виды пол изоцианатов являются вредными в физиологическом отношении. Как следует из литературных источников, к настоящему времени из лигниновых отходов химической переработки древесины, используемых в качестве модификаторов выше рассмотренных синтетических строительных клеев или модифицируемых в клеевые вещества, наибольшее значение имеют сульфатный лигнин и лигносульфонаты. Гидролизный лигнин, который нерастворим в воде и во многих органических растворителях, после физической или химической модификации в основном применяется в качестве наполнителя в пластмассы или модификатора полимерных материалов см. Так для повышения реакционной способности гидролизный лигнин модифицируют, например, путем обработки последовательно хлором, формалином и полиэтиленполиамином 1, или реакцией амидофосфорилирования гексаэтилтриамидофосфатом в растворе ксилола 2. Полученные продукты предлагаются использовать в качестве наполнителя для получения термостойких пластмасс. Реакцией конденсации гидролизного лигнина с фенолом и формальдегидом в присутствии кислого катализатора получена лигнофенолформальдегидная смола новолачного типа, которую можно использовать в производстве обычных пресспорошков 5. Перспективным направлением использования гидролизного лигнина в производстве строительных изделий является разработка высоконаполненных полимерных материалов лигнопластиков , , . Лигнопластик предназначен для замены древесностружечных плит. Опилки, используемые в этом случае в прессованных изделиях, подвергаются предварительному гидролизу. Сульфатный лигнин крафт лигнин, как промышленный отход, получается в производстве крафтцеллюлозы при сульфатной варке целлюлозы с использованием смеси гидроксида и сульфида натрия или гидроксида и карбоната натрия. Сульфатный лигнин представляет собой пластинчатый аморфный полимер полидисперсной структуры, обладающий склонностью к ассоциации и характеризующийся определенной молекулярной упорядоченностью структуры 3. Для производственных целей сульфатный лигнин выпускается в виде пасты для строительного производства и в виде порошка для резинотехнической промышленности. Из всех выпускаемых технических лигнинов сульфатный лигнин самый химически реакционоспособный. Его реакционная способность обусловлена наличием активных фенольных и гидроксильных групп, а также ненасыщенных двойных связей и карбоксильных групп 0, 5, 2. Причем количество гидроксильных и фенольных ОН групп в нем значительно больше, по сравнению с их содержанием в гидролизном и сульфитном лигнинах. Наибольшее применение сульфатный лигнин находит в производстве резин, где используется для усиления каучуков. Лигнин вводится в каучук на стадии латекса, так как введение его в виде порошка в сухой каучук не приводит к эффекту усиления. Однако такая технология использования лигнина в каучуке приводит к значительному удорожанию конечного продукта 3. Считается, что механизм усиления каучуков сульфатным лигнином довольно сложный и до конца не выясненный. Другим направлением утилизации сульфатного лигнина является использование его для модифицирования полимерных материалов, в качестве которых могут быть как базовые полимеры, так и отработанные полимерные изделия , 1, 2, 6, 4, 5. Количество вводимого в полимерные смеси лигнина, обычно, составляет не более .