Разработка технологии получения изделий экструзией из древесных отходов без добавления синтетических связующих

• Автор: Артёмов, Артём Вячеславович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Аналитический обзор
1.1 Древесно-композиционные материалы с синтетическими связующими
1.2 Древесные пластики без добавления связующих
1.2.1 Факторы, влияющие на свойства ДП-БС
1.2.2 Влияние влажности пресс-материала на свойства ДП-БС
1.2.3 Влияние модификаторов на получение и свойства ДП-БС
1.2.4 Физико-химические процессы образования ДП-БС
1.3 Изменение свойств ДП-БС во времени
1.4 Общие выводы по аналитическому обзору
2 Выбор и обоснование научного направления
2.1 Недостатки плоского прессования как метода получения ДП-БС
2.2 Экструзия - как альтернативный метод получения ДП-БС
3 Обоснование возможности получения ДП-БС экструзионным методом
3.1 Исследование кинетики образования ДП-БС
3.2 Исследование влияние модификаторов на свойства ДП-БС
3.3 Влияние прочности при изгибе и водопоглощения от плотности
ДП-БС
3.4 Изучение долговечности ДП-БС
3.4.1 Длительное хранение ДП-БС в комнатных условиях
3.4.2 Ускоренное тепловое старение ДП
4 Разработка экструзионного метода получения ДП-БС
4.1 Разработка конструкции экспериментальной экструзионной установки
4.2 Исследование влияние технологических факторов древесных
пластиков, полученных методом экструзии
4.2.1 ДП на основе КФС и древесных отходов
4.2.2 ДП на основе ФФС и древесных отходов
4.2.3 ДП-БС на основе древесных отходов и модифицирующих веществ
5 Разработка технологии получения ДП-БС методом экструзии
5.1 Расчет опытно-промышленной экструзионной установки
5.2 Технологическая схема производства изделия в форме бруса из
древесных отходов без добавления связующих методом экструзии
5.3 Экономическое обоснование производства изделия в форме
бруса из древесных отходов без добавления связующих методом экструзии
Заключение
Список использованных источников

Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д

Введение
Актуальность темы исследования. В лесном комплексе неизбежно образуются древесные отходы в виде отдельных частей биомассы дерева, которые остаются невостребованными, часто вывозятся в отвалы: маломерные деревья, низкокачественная древесина, опилки, стружки, шлифовальная пыль, гидролизный лигнин. Поэтому во всем мире продолжаются поиски рационального использования неликвидных отходов лесного хозяйства, лесозаготовок, деревообработки, целлюлозно-бумажной и гидролизной промышленности.
Для реализации национального проекта «Доступное и комфортное жилье» предусматривается масштабное строительство индивидуальных и малоэтажных домов из сборных деревянных конструкций полной заводской готовности по доступной цене.
Одним из перспективных направлений получения строительных материалов и изделий из древесины (сплошного и пустотелого бруса, профилей окон, плинтуса, накладок, планок, наличников и т.п.) является производство древесных композиционных материалов из древесных отходов (ДКМДО).
Во многих странах существует производство ДКМДО с добавлением к древесным отходам термореактивных и термопластичных органических и минеральных связующих.
Известна возможность получения ДКМДО плоским горячим прессованием из отходов деревообработки без добавления синтетических связующих -пьезотермопластиков (ПТП) [1] или лигноуглеводных древесных пластиков (ЛУДП) [2]. Несмотря на ряд достоинств и очевидные экологические преимущества, технология производства ПТП и ЛУДП широкого применения так и не нашла из-за сложности технологического процесса и низкой производительности.
Недостаточно изученным является возможность получения без добавления синтетических связующих ДКМДО экструзионным методом, который обладает высокой производительностью, сокращает число технологических one-

Химический состав древесины (сосна) изменяется в зависимости от температуры прессования в пределах от 50 до 190°С [95]. При низких температурах получается не пластик, а брикет. Давление прессования (2,5; 3,5 и 5,0 МПа) практически не влияло на изменение состава древесины в пластике в диапазоне температур от 50 до 170°С. При температуре 190°С прослеживается зависимость содержания легкогидролизуемых от давления: при давлении 2,5 МПа -14,2%; 3,5МПа - 9,1%; 5,0 - 8,2%. При этом изменяется прочность при изгибе и разбухание [95].
В работе [96] показаны физико-механические свойства пластиков (режимы прессования: температура - 160-170°С, давление - 15 МПа, выдержка - 1 мин/мм). Различие физико-механические свойства пластиков полученных без добавления связующих из гидролизованных опилок берёзы и хвои объясняется за счет различного содержания компонентов древесины.
Изменение состава пластика зависимости от влажности исходного сырья (берёзовые опилки) (образцы прессовались при температурах 190°С, давлении 25 МПа и выдержки 2,5 мин/мм) показывает, что наибольшее изменения химического состава древесины проходят, когда влажность пресс-материала составляет 10-20%. При этих условиях процесс гидролиза идёт наиболее интенсивно. Об этом свидетельствует увеличение в гидролизатах гексозных сахаров с 20 до 40% и среди них глюкозы с 10 до 20%, одновременно уменьшается содержание пентозного сахара ксилозы с 70 до 60%. В образцах ПТП полученных из сырья с 60% влажностью содержание ксилозы падает до 50%. Содержание пентозанов также уменьшается с 24,78 до 14,22%, что свидетельствует о значительном изменение пентозных сахаров и их активном участие в формировании пластика. При получении ДП-БС из берёзы количество целлюлозы уменьшается с 43 до 28,84%. Это свидетельствует о том, что при прессовании и целлюлоза принимает участие в образовании пластика, когда как при пьезотермической обработке выделенной технической целлюлозы в этих условиях изменений не наблюдается [1].