86. Бакелизированная фанера и дсп. Основные свойства, применение. Особенности технологий производства.

Бакелизированной называют фанеру, склеенную под большим давлением из березового шпона, предварительно пропитанного фенольной (бакелитовой) смолой. Основные отличия бакелизированной фанеры от фанеры общего назначения заключаются в ее более высокой плотности (до 1200 кг/м³), большей длине листов и более темной окраске - обычно красно-коричневого оттенка. Фанера представляет собой высокопрочный, упругий, водостойкий и износостойкий материал, способный конкурировать со многими материалами. Бакелизированная фанера способна работать 10 -15 лет при температурах от -50 до +50 С, а также в воде и в тропическом климате.

Применяется бак. фанера в автостроении для настила полов в автобусах, троллейбусах, трамваях, для изготовления прицепов, контейнеров, трейлеров, кузовов и т.п.; в судостроении в качестве обшивочного материала для лодок, яхт, небольших судов; в строительстве как опалубочный материал, при изготовлении складов, навесов, перегородок, прилавков; в гидротехническом строительстве, а также в машиностроении как конструкционный материал. Выпускают следующие марки фанеры:

ФБС - для изготовления конструкций в машино-, авто- и судостроении в строительстве, работающих в атмосферных условиях. Применяется спирторастворимая смола. Для внутренних слоев допускается применять не пропитку а нанесение смолы на шпон,

ФБВ - для изготовления внутренних конструкций в машиностроении и строительстве. В качестве связующего используется водорастворимая фенольная смола.

Производство бакелизированной фанеры

Для производства бакелизированной фанеры используют березовый шпон сортов II и III толщиной 0,8-1,5 мм, а также спирто- и водорастворимые смолы. Пропиточные растворы приготовляют в смесителях, смешивая смолу и растворитель до концентрации 28-36%. Пропитка шпона может осуществляться различными способами:

а)вымачивание в холодном растворе смолы;

б)пропитка сначала в горячем растворе смолы, потом в холодном. При этом способе глубина пропитки выше;

в)способ полного поглощения путем воздействия на шпон сначала вакуума, затем пропитки раствором под давлением в автоклаве.

Содержание смолы в пропитанном шпоне должно составить 12-20% от массы шпона. Помимо пропитанного шпона, в бакелизированной фанере применяют шпон, намазанный клеем на клеенаносящих станках.

После пропитки осуществляют сушку его в конвейерных сушилках типа НИИФ СТ-4, СТ –Ш или в камерной сушилке СТ-2.

Влага, вносимая с клеем, находится в свободном состоянии. Конструкция сушилки должна обеспечить ее удаление раньше, чем она проникнет внутрь сухого шпона. При этом происходит только удаление растворителя, отверждение смолы не допускается.

Пакеты фанеры собирают по схеме конечной (каждый пакет отдельно) или непрерывной (в виде сплошной ленты) сборки. Расположение волокон в смежных слоях взаимно перпендикулярное. Продольные слои собирают внахлестку, а поперечные - встык долевыми кромками. Пакет непрерывной сборки разрезают в соответствии с размерами плит горячего пресса. Пакеты собирают на металлических прокладках, которые смазывают антиадгезивом.

При подборе толщины пакета до прессования нужно учитывать, что упрессовка составляет 35-40 %. Загрузка в пресс должна осуществляться при температуре плит пресса не более 65 "С, для этого их охлаждают водой. По окончании загрузки создают давление 3,5 - 4,4 МПа и плиты пресса прогревают до температуры 150 "С Время прогрева не должно быть меньше 30 минут. Время термообработки рассчитывают по формуле, мин:

t_np= 2,5+ 1,25 2S,

где 2$_ш - сумма толщин шпона в промежутке пресса, мм

Перед снятием давления плиты пресса охлаждают.

Для производства бакелизированной фанеры выпускается специальный пресс марки Д7247

Прессование ведется по третьей технологической схеме. Общая продолжительность выдержки при рабочем давлении, которая включает в себя выдержку при рабочей температуре, воздушное и водяное охлаждение плит, зависит от толщины пакета в промежутке пресса.

При определении полного цикла прессования к этому времени нужно добавить еще время вспомогательных операций (15 мин) и время нагрева плит пресса до рабочей температуры (30 - 40 мин). Для обрезки бакелизированной фанеры создана специальная линия на базе станка ЦТЗФ-1, у которой удлинены направляющие каретки, дополнительно изготовлены механизм подачи для поперечной обрезки пакета фанеры, блоки реза­ния и дробления отходов.

Пластики древесные слоистые (ДСП)

Технология производства пластиков близка к технологии производства бакелизированной фанеры. Главное отличие заключается в более высоком давлении прессования - до 15 МПа, что позволяет получать материал с упрессовкой до 40% и плотностью до 1300 кг/м³. Он используется в основном как заменитель цветных металлов в машиностроении. ГОСТ 13913-78 указывает следующие марки древесно - слоистых пластиков:

ДСП-А - волокна древесины шпона во всех слоях имеют параллельное направление или каждые 4 слоя с параллельным направлением волокон чередуются с одним слоем, имеющим направление волокон под углом 20 - 25 . Пластик применяется при изготовлении дейдвудных подшипников в судостроении;

ДСП-Б - каждые 8-12 слоев с параллельным направлением слоев чередуются с одним слоем, имеющим перпендикулярное направление волокон. Применяется как конструкционный и антифрикционный материал. Пластик ДСП-Б-э разработан для использования в электроаппаратуре высокого напряжения, электрических машин, трансформаторов, ртутных выпрямителей и т.п. Пластик ДСП-Б-м применяется как самосмазывающий материал, в частности в качестве ползунов лесопильных рам, а пластик марки ДСП-Б-т - для изготовления дета­лей машин текстильной промышленности;

ДСП-В - волокна древесины в смежных слоях взаимно перпендикулярны. Материал применяется в качестве зубчатых колес, втулок и вкладышей подшипников, а с индексом "м" - как самосмазывающий антифрикционный материал;

ДСП-Г - волокна древесины в смежных слоях последовательно смещены на угол 45°. Применяется там же, где и пластик ДСП-В, но обладает более высокой изотропностью свойств.

Пластики изготовляют в виде листов толщиной от 1 до 12 мм, которые могут быть цельные или составные. Материал толщиной от 15 до 60 мм называют плитами, которые могут быть также цельными или составными с теми же размерами по длине и ширине. Для изготовления применяют только березовый лущеный шпон I - IV сортов.

У пластиков регламентируются физические показатели - плотность, водопоглощение, а также пределы прочности при растяжении и сжатии вдоль волокон, статическом изгибе, ударная вязкость при изгибе, прочность при скалывании по клеевому слою и твердость торцовой поверхности. Прочностные показатели пластиков примерно в 2 - 3 раза выше, чем у натуральной древесины.

Производство древеснослоистых пластиков аналогично производству бакелизированной фанеры. Все слои шпона пропитываются бакелитовым лаком СБС-1. Пропиточный раствор фенольной смолы имеет концентрацию 29-36 %. Пропитка может быть холодной в течение 60 минут (для марки ДСП-А - 120 мин), затем стекание избытка - 30 минут

Второй вариант пропитки заключается в том, что на нагретую до 140 - 150 °С поверхность листов шпона вальцами наносится концентрированный раствор бакелитового лака (К = 48 - 52%), а затем шпон вылеживается в стопах не менее 30 минут. Сушка пропитанного шпона аналогична технологии сушки бакелизированной фанеры.

Сборка пакетов может быть по схеме коротких или длинных плит. Длинные пакеты собирают в виде ленты длиной до 15 м, которую перед прессом разрезают.

Сборка идет на металлических поддонах, смазанных олеиновой кислотой. Загруженные в пресс пакеты с прокладками центрируют по вертикали. Начальная температура плит пресса не более 40 С. После смыкания плит давление поднимают до 15-16 МПа в течение примерно 30 минут. Время прессования составляет от 1 до 5 минут на 1 мм толщины пакета в зависимости от требуемых физико - механических показателей пластиков. Перед снятием давления паровой вентиль перекрывают и проводят воздушное охлаждение плит пресса, а затем и водяное до температуры 40-50 С. Общая продолжительность выдержки ДСП при рабочем давлении зависит от толщины пластика (данные для давления 14-15 МПа и рабочей температуры 145 -155 °С)

Продолжительность вспомогательных операций - 30 минут, время нагрева плит - 30 минут. После прессовая выдержка не менее 12 ч, затем выполняется обрезка на круглопильном станке или раскрой на черновые заготовки.