1.2.4 Вибір сполучного

Для виробництва водостійких деревостружкових плит використовують водорозчинні фенолоформальдегідні смоли для гарячого склеювання (з додаванням отверджувача). Більшість таких смол перед розпиленням слід раз додавали розчинником (зазвичай водою) для зниження в'язкості до 20-30 з по ВЗ-4. Отримана засмолений стружка має високу вологість, тому її необхідно підсушувати, щоб вологість стружки не перевищувала 12-15%. Це услож-вується технологію виробництва і вимагає установки додаткового сушильного агрегату, що стримує виробництво деревостружкових плит на фенолфор-мальдегідних смолах.

Кемеровським науково-дослідним інститутом хімічної про-мисловості розроблені і освоєні фенолоформальдегідні смоли СФ-3024 (Лаф-3) і СФ-339 (248) з низьким вмістом вільного фенолу і формальдегіду для використання у деревообробній промисловості / 2 /. Ці смоли випробувані у виробничих умовах. Плити, виготовлені на цих смолах, вивчалися Новосибірським науково-дослідним інститутом санітарним. Отримано позитивний висновок про можливість використання їх в цивільному будівництві та деревообробної промисловості. Смо-ла СФ-339 виготовляється за ТУ № 6-05-1590-72, смола СФ-3024 - за ТУ № 6-05-231-38-74. Використовуємо водорозчинну фенолоформальдегідних смолу для гарячого склеювання СФ-3024.

При організації виробництва деревостружкових плит на основі фено-лоформальдегідних смол враховуємо такі специфічні їх особливості. Фенолоформальдегідні смоли вимагають у порівнянні з карбамідними більш ви-сокіх температур (180-200 ° С) і велику тривалість пресування у го-рячем пресі (не менше 0,5-1 хв на 1 мм товщини готової плити). Деревно-стружкові плити на цих смолах мало втрачають міцність при зволоженні. Навіть одночасний вплив вологи і тепла приводить до незначного зниження міцності. Присутність у плитах вільних фенолу і формальдегіду способст-яття підвищенню біостійкості в порівнянні з плитами на карбамідних смолах. Разом з тим фенолформальдегідні смоли володіють темним кольором (від світло-коричневого до чорного), в результаті чого деревостружкові плити мають п'ят-ність брудний вигляд.

Крім зазначеної вище смоли, у виробництві плит для приготування затверджувача, гідрофобною емульсії використовуємо наступні хімічні речовини: хлористий амоній (NН 4 С1), що відповідає вимогам ГОСТ 2210-73, петро-латум - ГОСТ 16970-71.

1.2.5 Заходи щодо зниження токсичності плит

Деревостружкові плити, застосовувані в натуральному вигляді і у вигляді готових виробів (меблів) у житлових і громадських будівлях, повинні задово-няти певним санітарно-гігієнічним нормам, тобто не повинні мати шкідливого впливу на людський організм. Одним з негативних властивостей деревостружкових плит є токсичність, тобто здатність плит виділяти в навколишнє середовище шкідливі хімічні речовини в кількості, що перевищує допустимі концентрації. Плити, отримані із застосуванням карбамідофор-мальдегідних смол, мають істотний недолік, який полягає в тому, що в період пресування плит і тривалий час після виготовлення з них ви-виділяється формальдегід, шкідливо діє на людський організм.

Формальдегід - один з компонентів карбамідних смол - під час синтезу (виробництва) смоли і потім під час затвердіння сполучного при горя-ніж пресуванні плит в основному майже повністю вступає в реакцію з карба-МЗС і зв'язується, але невелика частина залишається вільною. Оскільки фор-мальдегід токсичний, то чим більше в смолі міститься вільного формальний-дегіда, тим гірше санітарна характеристика плит, тому що з плином часу вільний формальдегід виділяється з плит. Однак виділяється не тільки вільних формальдегід, який можна усунути шляхом нагрівання готових плит під вакуумом, але і формальдегід з отверділої смоли, тобто з готових плит під впливом різних факторів.

Джерелом виділення вільного формальдегіду з готових плит являючи-ється гідроліз повністю або частково отверділої смоли під впливом темпера-тури і вологості навколишнього середовища. Дослідження показують, що при довжині-котельної експлуатації плит у середовищі із змінною вологістю і температурою гідролітичної деструкції піддається до 20 ... 30% смоли, що міститься в зовнішніх шарах. Гідролітична деструкція отверділої смоли внутрішнього шару не відбувається.

До санітарної характеристиці плит пред'являють все більш жорсткі вимоги-вання. Вимоги носять диференційований характер. У залежності від призначен-ня плит, від ступеня виділення вільного формальдегіду розділені на три гру-пи емісії: Е-1, Е-2 і Е-3.

Відповідно до ГОСТ 10632-89 вміст шкідливих хімічних речовин, що виділяються плитами у виробничих приміщеннях, не повинна переви-щувати ГДК для повітря робочої зони виробничих приміщень (тобто 0,5 мг / м 3), а кількість шкідливих хімічних речовин, виділяються плитами в умовах експлуатації, не повинно перевищувати у навколишньому середовищі ГДК, утвер-вах МОЗ РБ для атмосферного повітря.

На емісію формальдегіду з плит впливають більшість тих-технологічних факторів: властивості смоли, склад і витрата зв'язуючого; порода деревини, вологість засмолений стружки; температура і тривалість пресування плит; умови охолодження (кондиціонування).

Найбільш значний вплив на величину і тривалість виділ-ня формальдегіду з плит робить зміст вільного формальдегіду в смолі / 3/.Улучшеніе санітарної характеристики плит досягнуто за рахунок удосконалювання хімічних властивостей використовуваних синтетичних смол, пре-майново за рахунок зниження вмісту вільного формальдегіду. З цією метою змінюють режим синтезу смол (молярне співвідношення карбаміду і фор-мальдегіда К: Ф, температуру і рН реакційної маси).

Зниження вмісту формальдегіду в смолах, а в кінцевому результаті і в плитах, в першу чергу досягається завдяки зниженню мольного співвідношення карбаміду і формальдегіду К: Ф - від 1:1,8 до 1:1,1. Проте виробництво мало-токсичних смол при низькому мольному співвідношенні веде до погіршення деяких показників смол / 3 /, а в кінцевому підсумку і до погіршення фізико-механічних по-казників плит. Це вимагає збільшення витрати сполучного або підвищення густини плит, при цьому зростають матеріаломісткість і вартість плит.

На виділення формальдегіду з готових плит впливає і склад сполучного. При пресуванні плит з затверджувачем (NН 4 С1) у внутрішньому шарі вміст формальдегіду в плитах менше приблизно на 20%, ніж при пресуванні без отвер-дителя. Зі збільшенням кількості затверджувача в складі сполучного виділення формальдегіду з готових плит зменшується, однак при цьому знижується ін-ність плит.

Витрата сполучного значно менше впливає на емісію формальдегіду з плит, ніж вміст вільного формальдегіду в смолі, а при використанні смол з низьким молярним співвідношенням К: Ф зміна витрати сполучного не від-ють на емісії формальдегіду з плит.

За своєю природою формальдегід є досить активним хімічно і вступає в реакцію з багатьма хімічними речовинами. Проте до цих пір не знайдено речовину, здатну вирішити проблему зв'язування формальдегіду.

Деякого зменшення виділення формальдегіду з готових плит можна домогтися введенням до складу сполучного аміаку і карбаміду. Але при цьому сни-жается реакційна здатність сполучного, що може призвести до зниження міцності і водостійкості плит.

Масова частка сухого залишку пов'язує і пов'язана з нею вологість засмолений стружки також істотно впливає на виділення формальдегіду як в процесі пресування, так і з готових плит. Підвищення сухого залишку смоли від 50 до 70% знижує виділення з неї формальдегіду в 1,7 рази. Передбачається, що зі зниженням сухого залишку смоли у ній збільшується вміст нізкомо-лекулярних сполук, що містять метилольними групи в кінцевих ланках. Взаємодіючи з водою, кінцеві ланки стають більш рухливими, менш стійкими і при підвищенні температури можуть розкладатися, виділяючи формальде-гід.

Зростання вологості засмолений стружки призводить за інших Одіна-кових умовах до збільшення виділення формальдегіду в процесі пресування / 1 / і з готових плит. Зарубіжними дослідженнями встановлено, що при зниженні-ванні вологості засмолений стружки на 1% вміст формальдегіду в готових плитах зменшується н 4,9 ... 6,5%. Найменша виділення вільного формальде-гіда при вологості засмолений стружки 7 ... 9%.

З підвищенням температури пресування різко зростає виділення формальдегіду з плит у період пресування / 3 /, що в свою чергу призводить до зменшення вмісту формальдегіду в готових плитах. Встановлено, що при підвищенні температури пресування на 10 0 С вміст вільного формальде-гіда в плитах зменшується в середньому на 4,3%. Таким чином, для поліпшення санітарно-гігієнічної характеристики плит їх пресування слід вести при високих (180 ... 220 ° С) температурах з тим, щоб в період гарячого пресування і при вивантаженні плит із преса було видалено (виділено) найбільша кількість вільних формальдегіду, а його вміст у плитах залишилося мінімальним.

Тривалість пресування плит менше впливає на виділення фор-мальдегіда з плит у процесі пресування і його вміст у готових плитах. Встановлено, що збільшення на 1 з тривалості пресування у пресі на 1 мм товщини плити (у діапазоні від 12 до 20 з / мм готової плити) знижує вміст формальдегіду в плитах в середньому на 3,3% (у нижній частині діапазону на 4,8 , у верхній - на 2,4%). Температура і тривалість пресування тісно взаємопов'язані, тому з підвищенням температури пресування і скор-ння, тривалості витримки виділяється приблизно однакове кіль-кість формальдегіду.

Дослідженнями ЦНІІФа виявлена ​​загальна для всіх зазначених факторів тенденція зменшення виділення формальдегіду з готових плит при їх витримки-ке. При цьому чим більше виділення формальдегіду з плит безпосередньо пос-ле пресування, тим вище за інших рівних умовах тривалість цих виділень.

Можливість поліпшення санітарно-гігієнічної характеристики плит за рахунок зміни зазначених технологічних параметрів досить обмежена, так як технологічні параметри, змінені з метою зменшення вмісту вільних формальдегіду в готових плитах, часто не збігаються з тими, які необхідні для отримання високих показників властивостей плит і економічних показників їх виробництва. Можна виділити наступні заходи, оказ-вающие благотворний вплив як на поліпшення фізико-механічних показників, так і на санітарно-гігієнічну характеристику плит: висушування стружки до мінімально можливої ​​вологості 1 ... 3%; використання смол з низ-ким вмістом вільного формальдегіду і зв'язуючих з високим сухим залишком (60 ... 65%) і як підсумок - використання засмолений стружки низької вологості, 6 ... 8% для внутрішнього шару і 10. .. 12% для зовнішніх шарів; пре-ня плит при високих температурах (180 ... 220 ° С).