Характеристика древесного сырья как компонента отделочных материалов и изделий

ОТДЕЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

5.1. Характеристика древесного сырья как компонента отделочных материалов и изделий.

5.2. Древесно-волокнистые плиты (ДВП): сырье, технология, свойства, применение.

5.3. Древесно-стружечные плиты (ДСП): сырье, технология, свойства, применение.

Литература: Рунова Р.Ф., с. 332…339 Горлов Ю.П., с.273…284; Почапский Н.П. Технология строительных изделий из полимеров. – Киев-Донецк: 1979, с.129…134.

Древесина – отличный отделочный и конструкционный материал. Однако сейчас ощущается дефицит в деловой кондиционной древесине и одновременно увеличивается количество ее отходов. Эти отходы широко используются для производства таких отделочных материалов, как ДВП и ДСП, что позволило создать безотходные технологии переработки древесины.

Основным видом сырья для изготовления ДВП и ДСП служит, обычно, некондиционная древесина различных хвойных и лиственных пород.

Древесина состоит из целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы, образующих оболочку клеток, а также смол, эфирных масел, дубильных и красящих веществ, заполняющих клетки.

Целлюлоза – химически стойкое вещество, не растворяющееся в воде и гидролизирующееся при давлении 1…1,5 Мпа и температуре 180°С. Строение ее кристаллическое, состоит она из кристаллитов-мицелл в виде палочек длиной 500…700А°

Мицеллы образуют фибриллы толщиной 3…5 тысяч А°. Мицеллы и фибриллы образуют клетки удлиненного волокнообразного строения. В древесине лиственных пород этих клеток меньше – 60…65% и они короче (1 мм), чем у хвойных пород (соответственно – 90…95% и 3…10 мм). Поэтому хвойные породы предпочтительнее в качестве сырья для ДВП и ДСП.

Лигнин является аморфным веществом. Это сочетание нескольких химических соединений. Он менее стоек химически, чем целлюлоза, но не гидролизуется. В производстве плит лигнин повышает выход массы и при прессовании способствует образованию дополнительных связей между волокнами.

Гемицеллюлоза по составу близка к целлюлозе и способствует образованию смолоподобных продуктов при нагреве.

Для повышения физико-механических свойств и стойкости изделий из древесины в состав массы вводят гидрофобные вещества, антисептики, антипирены, проклеивают водными эмульсиями окисляющихся масел (льняное, конопляное), либо синтетических (фенолоформальдегидных и т.п.) смол.

Гидрофобные добавки в виде водных эмульсий (в основном парафиновой, канифольной и битумной) вводят в количестве до 2%. Эмульсия осаждается на волокно в кислой среде (в массу вводят 1% Н₂SО₄ или 0,5% Аl (SО₄) ₃.

В качестве антисептиков используют: NаF и Nа₂SIF₆ креозол и т.п.

5.2. Древесно-волокнистые плиты (ДВП): сырье, технология, свойства, применение

ДВП – это крупноразмерные изделия в виде листов, получаемые последовательным измельчением древесины в волокнистую массу, формованием из нее плит и их тепловой обработкой.

В зависимости от назначения и совокупности свойств ДВП подразделяют на: мягкие, полутвердые, твердые и сверхтвердые. Все они являются отделочными изделиями. Мягкие плиты могут использоваться и как тепло- и звукопоглощающие, остальные – как конструкционный материал.

Поверхность плит бывает необработанной, покрытой краской, либо эмалью, облицованной пленкой, имитирующей текстуру ценных пород древесины. Плиты могут быть сплошными, рустованными или перфорированными со сквозной, либо несквозной, круглой или щелевидной перфорацией; однослойными либо двухслойными.

В зависимости от предела прочности при изгибе плиты выпускают следующих марок: мягкие М-4, М-12, М-20; полутвердые ПТ-100; твердые Т-350 и Т-400; сверхтвердые СТ-500. Прочность плит при растяжении в 1,5 раза ниже.

Пористость плит регулируется тониной волокна, давлением прессования. У мягких плит пористость достигает 80%.

Водостойкость всех видов плит невелика, особенно мягких. За 2 часа водопоглощение последних достигает 12…50%. Водопоглощение твердых плит равно 7…12%. Гигроскопичность при относительной влажности воздуха 100% составляет: для мягких плит - 10…12%, для твердых – 7…8%. Влажные плиты разбухают, коробятся, в них интенсивно развиваются грибки.

Теплопроводность мягких плит составляет 0,054…0,093 Вт/(м*°С), твердых - до 0,233 Вт/(м°С).

ДВП воспламеняются и тлеют (без антипиренов). Применяют ДВП до 100°С. ДВП – хороший акустический материал – коэффициент звукопоглощения – Кз.п. = 0,4…0,55.

Технология ДВП состоит из двух основных этапов: измельчения древесины в волокнистую массу и изготовления из нее плит. Распространены два способа производства – мокрый и сухой, соответственно из гидромассы и сухой волокнистой массы.

Мокрым способом получают плиты всех марок, сухим – только твердые и сверхтвердые.

При сухом способе производства склеивание древесных волокон происходит за счет вводимого полимерного связующего. После пропитки связующим масса подается на горячее прессование, во время которого происходит отверждение связки.

Технологическая схема:

Неделовая древесина или отходы

Окоривание древесины (коры не более 15%, гнили – не более 15%)

Распиловка долготья

Раскалывание чураков

Приготовление щепы (длина 10…35мм; толщина менее 7мм)

Сортировка щепы

Промывка щепы Получение гидромассы (длина волокон до 4 мм, толщина до 50 мкм, концентрация по древесине 0,3…0,5%)

Сортировка гидромассы

Сгущение массы до концентрации 4…5%

Хранение гидромассы

Проклеивающие Проклейка гидромассы

вещества

Формирование полотна

(фильтрация, вакуумирование, отжим на прессах)

Раскройка полотна на плиты

---------------------------------------------------------------

Сушка до влажности 60…65% Горячее прессование при 3 часа при 130…160^оС 170^оС на гидропрессе

Пропитка плит маслом

Механическая обработка Закалка 2…3 часа при 150…170°С

Мягкие плиты Увлажнение плит

Отделка

Механическая обработка

Полутвердые, твердые плиты

Склад готовой продукции

5.3. Древесно-стружечные плиты (ДСП): сырье, технология, свойства, применение

ДСП изготавливают из древесных стружек, склеенных между собой синтетическим полимером.

По средней плотности их классифицируют: до 500кг/м³ - на теплоизоляционные, до 650 – полутяжелые, до 800 – тяжелые и до 1000кг/м³ – сверхтяжелые.

ДСП бывают сплошные одно-, двух-, трех- и многослойные из двух и более плит. Плиты могут быть облицованными и необлицованными.

Плиты производят методом экструзии или прессования.

При средней плотности ДСП 500…800кг/м³ прочностные показатели плит равны, Мпа: Rизг. = 10…25; Rр перпендикулярно плоскости плиты не менее 0,25…0,4. Разбухание по толщине за 24 часа – 5…30%.

Размеры плит, мм: длина 1525…3600; ширина 1220…1830; толщина до 52мм.

В качестве сырья применяют древесину хвойных и лиственных пород. Для верхних слоев целесообразно применять мягкую и легкую древесину, для средних – отходы деревообработки, технологическую щепу рубильных машин.

Связующие – фенолоформальдегидные, карбомидоформальдегидные смолы. Можно использовать и другие смолы, но они должны быть водостойкими, нетоксичными, огне- и взрывобезопасными, не должны иметь резкого запаха.

Технология: ДСП изготовляют двумя способами: плоским прессованием и экструзией.

Основные переделы:

1) подготовка стружечного сырья;

2) изготовление стружки;

3) сушка и сортировка стружки;

4) смешивание стружки со связующим и модифицирующими компонентами (антисептики, антипирены, гидрофобизаторы, пигменты);

5) формование;

6) выдержка плит в помещении или камере кондиционирования;

7) обработка лицевой поверхности, если предусмотрено;

8) контроль, маркировка, штабелирование.

Подготовка древесины заключается в пропаривании, вымачивании, удалении коры, гнили, металлических включений, разделке сырья по длине, в раскалывании чураков.

Из модифицирующих составляющих готовят растворы или эмульсии требуемой вязкости.

Стружку готовят на стружечных станках (дисковых, центробежных) и роторных дробилках. Затем ее сушат при 120…150°С до влажности 7…8% (барабанные, ленточные сушилки), сортируют на грохотах. Готовят смесь стружки со связующим, вводимым распылением (расход полимера 6…20% от массы сухой стружки).

Плоское прессование осуществляется в многоэтажных прессах. Сначала производится холодная подпрессовка при 1,5…2 МПа в течение 10…30с., затем окончательное уплотнение и отверждение при 140…180°С, давлении до 3 МПа и времени выдержки 4…7 мин. Разгрузка давления производится ступенчато.

Непрерывное формование может осуществляться на гусеничных прессах при давлении до 2,5 МПа и температуре 140…150°С. Скорость выхода плиты 3…6 м/мин. Производят одно- и многослойные плиты.

При экструзионном методе прессования плиты экструдера прогреваются водой до 160…180°С. Прессуют сплошные и многопустотные (пустоты продольные).

Дата добавления: 2014-01-20