Строение и свойства композиционных материалов, полученных из отходов древесины после взрывного гидролиза

• Автор: Скурыдин, Юрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПАРОВОМ ВЗРЫВЕ КАК МЕТОДЕ ГЛУБОКОЙ МОДИФИКАЦИИ ДРЕВЕСНОГО ВЕЩЕСТВА И ПРИМЕНЕНИИ ПОЛУЧЕННОЙ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ.
1.1. Производство плитных композиционных материалов на основе древесины. Основные проблемы и перспективы.
1.2. Паровой взрыв как альтернативная технология получения древесной массы для волокнистых плит.

1.3. Исследования в области технологии парового взрыва.

1.3.1. Применение волокнистой массы взрывного автогидролиза .

1.3.2. Структурные и молекулярные изменения в древесине при взрывном гидролизе.

1.3.3. Паровой взрыв древесины, активированной

гидролизующим агентом

1.4. Заключение
ГЛАВА 2.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Установка для получения волокнистой массы паровым взрывом. Методика получения композиционных материалов
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Метод динамического механического анализа.
2.2.1.1. Устройство и принцип работы крутильного маятника .
2.2.1.2. Экспериментальная установка.
2.2.1.3. Обработка экспериментальных данных и анализ погрешностей эксперимента
2.2.1.4. Определение температуры релаксационных переходов
2.2.2. Метод широкоугловой рентгеновской дифракции
2.2.3. Метод определения прочности при статическом изгибе.
2.2.4. Определение плотности, водопоглощения и набухания древесных пластиков.
ГЛАВА 3.
ТЕРМОБАЛИТ. СТРУКТУРА, СВОЙСТВА.
3.1. Молекулярная подвижность и структура древесины березы в исходном состоянии
3.2. Молекулярная подвижность и структу ра древесины березы после механического воздействия и увлажнения
3.3. Химические превращения в лигноуглеводном комплексе древесины, подвергнутой паровому взрыву.
3.4. Структура и свойства термобалита.
ГЛАВА 4.
СВОЙСТВА ТЕРМОБАЛИТА, ИЗГОТОВЛЕННОГО ИЗ ДРЕВЕСИНЫ, ГИДРОЛИЗОВ АННОЙ В ПРИСУТСТВИИ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА.
4.1. Влияние предварительной обработки древесины гидроперекисью на
структу ру и свойства термобалита.
4.2. Выбор режимов изготовления термобалита с заданными свойствами
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Нетрадиционным связующим для волокнистых плит выбран экстракт -0-летней древесины Quebracho, произрастающей в Аргентине и Парагвае []. Применение экстракта в качестве связующего для ДСП позволяет применять сырье повышенной влажности (5-7% вместо 1-1,5%). Измельченная древесина широко применяется в качестве наполнителя в составе композиций с термопластичными материалами (полиэтилен низкой и высокой плотности, полипропилен и др. Композиции представляют собой армированный материал, поддающийся переработке с использованием стандартных технологий формирования термопластичных материалов, например, прессования, литья под давлением, экструзии, каландрирования [-]. Работы в этой области считаются весьма перспективными, однако, возникают трудности, обусловленные недостаточной межфазной адгезией между термопластичным связующим и волокнистым наполнителем, что не обеспечивает стабильности и высокого уровня механических свойств. Тем не менее, работа по решению возникающих проблем и оптимизации условий изготовления ведется довольно интенсивно [, ]. Весьма перспективным направлением в технологии изготовления плитных строительных материалов является использование в качестве связующих термопластов, полученных из растительного сырья [, ]. Продукты ацилирования древесины, содержащие ацильные группы карбоновых кислот, обладают комплексом свойств (растворимость, тсрмопластичность), позволяющим использовать их в качестве связующих веществ. Практическое внедрение этой технологии сдерживается из-за необходимости вненесения большого (до %) количества связующего для достижения требуемого комплекса показателей. Разработки получения древесных плит без добавления связующих веществ были начаты еще в тридцатых годах [4]. Было предложено несколько способов получения древесных пластиков без применения синтетических связующих веществ. Вначале опилки размером до 4 мм обрабатывают паром в автоклавах при температуре 0-0°С и давлении 0,8-1,0 МПа в течение 1-2 часов. Уральском лесотехническом институте под руководством В. Н. Петри []. Ковер формуют из древесных частиц размером не более 3 мм. Горячее прессование осуществляется в многоэтажных гидравлических прессах при удельном давлении 1,5-5 МПа и температуре 0-0°С. По окончании цикла проводят охлаждение плит до °С без снятия давления. Все описанные разработки выдвигают высокие требования к подготовке и измельчению сырья (иногда до размеров древесной муки) и имеют жесткие режимы прессования (до МПа). Анализ литературы [1-] позволяет сделать вывод, что, несмотря на разнообразные попытки, до настоящего времени не существует технологий, позволяющих в полной мере и с высоким экономическим эффектом использовать отходы лесоперерабатывающих производств. Огромные массы ценного по химическому составу сырья в виде стружки, опилок, щепы и т. Перспективой является изготовление материалов из древесины без связующего, но требуется принципиально иные подходы к обработке древесины, чтобы обеспечить конечному продукту высокие потребительские свойства. Механические способы получения волокнистых древесных масс, в том числе и для волокнистых плит, основаны, главным образом, на способности свойств компонентов древесного комплекса размягчаться и переходить в вязкотекучее состояние при температуре 0-0°С. Как правило, они реализуются в две стадии. Термогидролитическая обработка (пропаривание) направлена на сохранение длины природных волокон, а использование химических реагентов (№, ЫаОН и др. Вторая стадия процесса - механический размол обработанной щепы, при котором она разделяется на отдельные волокна []. Однако производство древесной массы на современном оборудовании (дисковые мельницы) очень энергоемко, что делает актуальной проблему поиска принципиально новых, менее энергоемких методов разделения древесины на волокна. Одним из таких методов является метод баротермической обработки [], в основу которого заложен принцип «парового взрыва». Использование этого метода в сочетании с применением химических добавок позволяет сократить энергозатраты при получении древесной массы на % []. С года Салиным Б.