27,28. Характеристика кфо для пр-ва дсп, их синтез в автоклавных установках.
В наст. вр. исп-т только малотоск-ные смолы с сод-ем остаточного форм-да не более 0,1% и даже меньше. Это надо для получ-я малотокс-х плит. Это св-во м. считать уник-ным, т к только эти смолы им-т такой мех-м отв-ния, по кот в процессе поликонд-и на орп-х стадиях обр-ся форм-д. Конечно треб-ся замена этих смол, на смолы, кот. не им-т этого негативного св-ва. Но до сих пор во всем мире исп-т КФС. Это опред-ся прежде всего сравн-ной дешев-ной и сравн. простой синтез. В посл-е вр. исх. сырье для получ эт смолы стали спольз-ть КФК как полупродукт синтеза смолы. Не зав. от того предпр-е раб на своей или на привозной смоле, в техгол-и исп-т смолы в вмде связующего, кот. вкл-т эту смолу, отвердитель и воду( необх. для сниж. вязкости смолы, для кач-ного осмоления Др. ч-ц. Пр-с приг-я связ-го вкл-т след. операции: 1. Приг. раб. Р-ра смолы смолы, 2. Приг-е растворов отв-ля, 3.дозирование р-ров смолы и отв-ля.
Пригот-е раб. р-ров смолы закл-ся в его разведении, т к исходная смола им-т конц-ю 65-67%, им-т высокую вязковсть- до 57с по ВЗ-4( моб. смес-ль смешивает стружку со связующим распылеием, для кот. расп. необх. вязкость 13-22с- при расп исп. пневмат. форсунки. При 28-33с- центроб-е форс-ки и с пом-б дисков Турбокон. Разб-т до конц-и 52-54%, можно и даже лучше снизить вязкость не разбавление водой, кот. доп-но привносит воду, кот. нужно испарить прии прессовании. Вода удлиняет цикл прессования. Лучше снизить вязкость при нагревании. Нагревание до Т=20-35⁰С, снижает вязкость до 30с по ВЗ-4. Но на практике это используют редко, т к нужноиметь спец-й подогрев-ль проходного типа, кот позволял бы нагревать в непрерывном режиме так, чтобы смола не успела начать поликонденсир-ся. А такая опасность оч. велика, т к смолу вводим в смеситель с отвердителем, для чего чаще исп-т лабир-ную меш-ку.
Физ.-мех. показ-ли р-ров смолы получ- х после разб-я:
Наим-е пок-ля: Знач-е пок-ля для слоев
Нар. Внутр.
Сух ост,% 53-54 60-61
ρ,кг/м3 1230-1240 1240-1250
К-т рефр-ции 1435-1437 1450-1453
Вязк-ть по ВЗ-4,с 15-25 27-35
рН 6,8-7,5 8-8,4
Синтез КФО ведут в несколько стадий изменяя условия
рН=11-13,щел монометилокарбамид ди-
рН=7-8 метилолэфирный мостик
Этот мостик оч. опасен,п.ч. по месту не выделяется форм-д и счит-ся что ьез этой ст. олигом-я и поликонд-я не возм-ны., поэт. На основе КФС не возм-но получить малотокс-х. Маломол-е сотн-е Карб-д:Фор-д- 1:1,1.
рН=4,5-6, Т> 130-140⁰С. Значение рН рег-т, чтобы не получились очень вязкие р-ры.
Схема для синтеза КФС рис. 27.1
В наст-е время КФС получают из КФК. Технич-е хар-ки КФК:
мас. доля в-ва(ω),% не менее 85, ω ФА,% 6,0±0,5, ω К,%2,5±0,5, ω метанола,% не более 0,3, рН=8-9, срок хран-я, 6 мес; Тхр-я- +10+30⁰С; Тзам-я- -20⁰С.
30.Хар-ка КФО д/пр-ва ДСП, химизм пр-са их отверждения в присут др-ны
Известно, что интенсивное отверждение КФО в плите происх, начиная со 100оС и интенсифицируется с температурным коэффициентом 2 , т.е. увеличивается вдвое при повышении т-ры на каждые 10оС. Т.о., по достижении такой т-ры брикетом, там происходит ll-но 2 пр-са: выпаривание избытка влаги и отверждение связ-го. Когда во внут слое брикета т-ра достигает 100оС, степень отверждения связующего уже составляет 60-70% и затем скорость быстро нарастает и к моменту снижения давления в пр-се эта степень уже достигает 85%, т.е. практически стуктурообразование закончилось, и плита в ДСП уже образовалась. Дальнейшая выдержка в прессе при макс. давлении уже мало повлияет на степень отверждения связ-го, т.е. на прочность плит, поэтому чрезмерная выдержка необходимости не имеет и даже опасна, т.к. в наружных слоях может происходить деструкция не только образовавшихся связей, но и ком-тов др-ны за счет начальной стадии пиролиза, для кот. в пр-се есть все необходимые условия: замкнутое пространство, высокая т-ра, отсутствие подвода воздуха из вне. Т.о.,при сбросе давления можно преследовать только одну цель: выпарить из брикета избыточную влагу, но достаточно осторожно. КФО являются термореактивными, т.е. они отверждаются под действием т-ры, причем катализируется кисл. средой. Как известно, м-зм отверж-я КФС происх в 3 стадии, но у нас в связи с присутствием в системе солей аммония этот м-зм несколько отличается от классического. 1)На первой стадии в рез-те г-за метилольных групп происх выделение своб ФА: R-NH-CH2OH =R-NH2 + CH2O.
2) за счет дегидратации метилольных групп : R-NH-CH2OH=CH2+H2O
3)одновременно происх взаимод-е с имеющимся в др-не и образовавшимся ФА-ом с образованием к-т и рН при этом уменьшаентся:
NH4Cl + CH2OH=CH3NH2 + HCl + HCOOH
На этой стадии усилилась кисл. среда, образовались функцион группировки и частично провзаимод-ли метилольные гр. На второй стадии идут ll 2 реакции: сначала метилольные гр. взаимод меж собой, дают линейные цепи с образованием метилен-эфирных мостиков.
R-NH-CH2OH+HOCH2-NH-R1=R-NH-CH2-O-CH2-NH-R1 + H2O= R-NH-CH2-NH-R1+ CH2O
Эти мостики непрочные, они очень легко отщепляют группировку CH2O в виде ФА и тогда основываются метиленовые мостики, очень прочные , невредные для токсичности плит. Необходимо т.о. организовать пр-с пресс-я, чтобы он проходил интенсивно применительно ко 2й стадии, чтобы линейных полимеров из олигомеров образовывалось без стадии метилен-эфирных мостиков, тогда кач-во плит по ФА не ухудшится. А этому способствует высокая т-ра плит пресса.
На 3й стадии происх гелеобразование из линейных и частично разветвленных макром-л, заканчивается это потерей текучести олигомеров. Применительно к нашей технологии нам нужно стремиться, чтобы эта фаза прошла как можно быстрее, т.к. здесь выделяются мономерные пр-ты при превращении ФА, воды, нужно обеспечить возм-ть их удаления. 2я фаза приводит к образованию трехмерной сетчатой стр-ры как в смоле, так и в клеевых швах, т.е. между смолой и др-ной и даже в др-не в тех её частях, кот. применяют к клеевому шву. Об интенсивности этого пр-са говорит быстрый расход метилольных гр.При этом происх укрупнение макром-л в линейном направлении и в поперечном, в кот участвуют различные группировки (амидные, метиленовые, аминные, метилольные).Причем образуются связи с участием подвижного азота и углерода очень прочные, а с участием кислорода – малопрочные, т.к. они являются предварительной стадией образования прочных связей, то и здесь для высокой скорости пр-са нужна т-ра.
В присутствующей др-не в реакции стуктурирования участвуют ком-ты др-ны. Установлено, что не так важен ком-т др-ны, как наличие в ней гидроксильных гр. Если ОН-гр. имеются в месте образования клеевого шва, то пойдет реакция взаимод-я их с метилольными гр. смолы по тому же м-зму:R-NH – CH2OH +HO- R1=R-NH-CH2-O-R1, где R1-часть макром-л Цел., ГЦ, лигнина.
Эфирные связи прочные и они практически не деструктируют даже при выс параметрах, т.к. с др-ной под действием влаги и т-ры происх мягкий г-з, особенно её ГЦ части (на 1й ст. прес-я) и т.к. под действием т-ры без доступа воздуха из вне происходит мягкий пиролиз в конечной стадии пресс-я , то кол-во функц гр., способных взаимодействовать с метилольными гр. смолы, с двойными связями смолы с подвижным азотом, оч много, более, чем в 2 раза чем функц гр. в исх. смоле, то прочность связывания древ ч-ц ч-з клеевые швы достат высока. Она такова , что обеспеч требов. ГОСТа σизг.( на этом отражается и прочность самих древ ч-ц) и σ при растяжении перпендикулярно пласти. В удельном выражении эти показатели выше, чем в исх. др-не.