261071

Рисунок 1.1 - Схема технологического процесса производства древесных пресс-масс с использованием смесительных бегунов

опилки, древесная пыль), проклеенную, как правило, карбамидоформаль- дегидными смолами. Возможно применение фенол- и меламиноформаль- дегидных смол, а также полиэфирных смол и различных полимеризацион- ных полимеров в виде водоразбавляемых эмульсий.

Для деталей и изделий, несущих значительные силовые нагрузки, следует использовать специальную резаную стружку, для менее ответст- венных деталей - опилки и станочную стружку. Кроме отходов деревооб- работки могут использоваться другие целлюлозосодержащие отходы (оду- бина, льняная костра, стебли тростника и т.д.).

1 – ванна, 2- бункер с древесиной, 3 - элеватор с ковшами, 4- измельченная древесина, 5 – сушильная шахта, 6 – мотовила, 7 – патрубок, 8 – конвейер, 9 – бункер готовой массы.

Рисунок 1.2 - Схема пропиточно-сушильного агрегата (ПСА)

В некоторых случаях состав ДКК не отличается от состава стружеч- но-клеевой массы, предназначенной для изготовления древесностружеч- ных плит, но метод и режимы переработки материала в изделия различны.

Как правило, при изготовлении изделий из ДКК методом прессова- ния в герметических или полугерметических пресс-формах применяют бо- лее низкие давления прессования, чем при переработке МДК. Получаемый материал некоторые разработчики называют древолитом, другие – цельно прессованными или формованными изделиями. Его плотность 800…1500 кг/м3, физико-механические свойства приближаются к свойствам древеси- ны.

Изделия из ДКК применяют в производстве тары, мебели, в строи- тельстве, радиотехнической промышленности. Это – мебельные и тарные ящики, сиденья, спинки, ножки стульев и столов, погонаж, подоконные доски, фрамуги и др.

Зарубежный аналог древолита – верцалит (материал германской фирмы "Верц") производится на многих заводах Германии, США, Англии, Франции, Японии и других стран. Изделия из верцалита, в процессе изго- товления, облицованные бумажно-смоляными и винильными пленками, отличаются разнообразием и отвечают современным эстетическим требо- ваниям.

1.5 Технологический процесс изготовления древесно-клеевых композиций

Технологический процесс изготовления древесно-клеевых компози- ций определяется в основном видом сырья. В целом получение ДКК скла- дывается из следующих основных операций: изготовления древесных час- тиц, сушки и сортировки древесных частиц, подготовки связующего, от- вердителей и модифицирующих добавок, смешивания древесных частиц со связующим и добавками, подсушки древесно-клеевой композиции (в ос- новном, при применении ФФС).

При использовании опилок и станочной стружки может быть исклю- чена операция повторного измельчения. Применяемое оборудование и технология на всех стадиях технологического процесса изготовления ДКК повторяет этапы технологического процесса изготовления ДСтП.

На рисунке 1.3 представлена схема технологического процесса про- изводства цельнопрессованных изделий из ДКК. Древесина измельчается на стружечном станке 1, проходит сортировку в воздушном сепараторе 2, крупные частицы повторно измельчаются в молотковой дробилке 3. Далее кондиционная стружка из сепаратора и молотковой дробилки конвейером 5 подается в сушку 6, обогреваемую топочными газами, поступающими из топки 4.

1- стружечный станок, 2-воздушный сепаратор, 3- молотковая дробилка, 4- топка, 5,12 – конвейер, 6,10 - сушилка, 7- бункер, 8 – смеситель непрерывного действия, 9 – клееприготовительное отделение (и дру- гих добавок), 11 – циклон, 13 – дозирующее устройство, 14 – пресс-форма

Рисунок 1.3 - Схема технологического процесса производства древесно-клеевой композиции

Высушенная стружка направляется в бункер 7, далее в смеситель не- прерывного действия 8, куда подается из клееприготовителъного отделе- ния раствор связующего и другие добавки. Осмоленный наполнитель под- сушивается в сушилке 10 при температуре, не вызывающей желатиниза- ции связующего. Далее пресс-материал через циклон 11 конвейером 12 по- дается посредством дозирующего устройства 13 в пресс-формы прессов 14. Затем изделия направляются на кондиционирование и отделку.

1.6 Физико-механические свойства изделий из древесных пресс-масс

Физико-механические свойства изделий из МДП зависят от их со- става и технологии изготовления.

Испытанию согласно ГОСТ подвергают стандартные образцы, а также готовые изделия (втулки и вкладыши подшипников). Для серийно выпускаемых древесных пресс-масс марок МДП-К, МДП-О обязательно определение предела прочности при статическом изгибе и сжатии, ударной вязкости, водопоглощения за 24 часа, плотности, влажности. По требова- нию заказчика определяют твердость и в качестве справочных данных, следующие характеристики МДП: диэлектрические свойства, масло-, бен- зо-, кислотостойкость, антифрикционные, теплофизические свойства. Большое влияние на свойства изделия оказывают форма и размеры древес- ных частиц, порода древесины, вид и содержание связующего, содержание добавок, режим прессования. Основные показатели физико-механических свойств МДП различных марок представлены в таблице 1.2.

Формы и размеры частиц, как и при производстве ДСтП, влияют на механические свойства. Наличие мелкой фракции повышает гидрофоб- ность изделия, так как происходит более равномерная и глубокая пропитка наполнителя связующим. Вид связующего влияет на гидрофобность и ди- электрические свойства изделий. Применение спирторастворимых олиго- меров положительно влияет на водостойкость.

Изделия из МДП достаточно устойчивы к воздействию нагревания материала, их теплоемкость по Мартенсу 120...160° С и хорошие диэлек- трики; при частоте 50 Гц тангенс угла потерь составляет 0,07.. .0,5.

Коэффициенты трения и износ, определяемые при различных давле- ниях и скоростях скольжения, характеризуют МДП как хороший анти- фрикционный материал. Так, например, при смазке водой коэффициент трения колеблется от 0,007 до 0,30 для МДП марок МДПК-Б и МДПК-В, материал сохраняет свои физико-механические свойства при изменении температур от -60° С до +60° С, обладает атмосферо-, бензо- и кислотостой- костью.

Существенное влияние на свойства изделий оказывают показатели режи- мов переработки МДП. Наилучшие показатели механических свойств обеспечиваются при выдержке 1-2 мин/м толщины изделия при темпера-

туре 150…1600 оС.

Применение различных модификаторов также позволяет существен- но и целенаправленно регулировать изменение свойств изделий из МДП.

1.7 Физико-механические свойства изделий из древесно- клеевых композиций

Физико-механические свойства изделий из древесно-клеевых компо- зиций зависят главным образом от геометрического размера и фракцион- ного состава древесных частиц, породного состава древесных частиц, вида и количества связующего, модифицирующих добавок, ряда технологиче- ских факторов (плотности пресс-массы, температуры и давления при прес- совании), а также вида отделки (облицовки).

Плотность изделий из ДКК находится в пределах от 800 до 1000 кг/м3. С увеличением плотности формованных изделий повышаются проч- ностные показатели и уменьшается водопоглащение. Однако при этом увеличивается масса изделия, ухудшается адгезия отделочных материалов к поверхности изделий.

Механические свойства. К ним относятся разрушающие напряжения при статическом и ударном изгибах, растяжение, сжатие, модуль упруго- сти, твердость поверхности, истираемость, сопротивление выдергиванию шурупов и т.д. Они зависят от дисперсности древесных частиц, породного состава, количества связующего, режима прессования. Важнейшими ха- рактеристиками качества материала являются водостойкость и формо- устойчивость.

Водостойкость изделий из ДКК характеризуется водопоглощением после вымачивания в воде, влагопоглащением и разбуханием. Под дейст- вием воды или влажного воздуха изделия разбухают в направлении прес- сования вследствие распрессовки и разбухания древесных частиц. Измене- ние размеров по длине и ширине после выдерживания в воде за 24 часа не превышает 0,2…0,5%. Водостойкость и влагостойкость повышают введе- нием гидрофобных добавок, увеличением количества связующего или применением связующих повышенной гидролитической устойчивости, ок- рашиванием поверхности изделия или облицовкой.

Формоустойчивость– способность сохранять полученную при прес- совании форму - зависит от конструкции изделия, соблюдения параметров режима прессования. С целью повышения формоустойчивости в отдель- ных случаях производится термообработка изделий при температуре 140…1600 оС в течение 3…4 часов.

Таблица 1.2-Основные показатели физико-механических свойств МДП различных марок

Изделия из ДКК характеризуются также теплопроводностью, звуко- поглощением, биостойкостью, электропроводностью. Основные показате- ли физико-механических свойств представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Основные физико-механические свойства изделий из ДКК

В таблице для сравнения представлены данные по изделиям фирмы «Верц» - верцалит.

Согласно ГОСТ 13.202.85 «Композиции древесно-клеевые. Техниче- ские условия» древолит должен иметь показатели, представленные в таб- лице 1.4.

Таблица 1.4 - Физико-механические свойства древолита

Контрольные вопросы 1 Какие полимерные связующие применяются при производстве МДП?

2 Какой дрвесный наполнитель используется при производстве МДП?

3 Назовите области применения МДП.

4 Назвите вспомогательные компоненты, входящие в состав МДП.

5 Из каких технологических операций состоит процесс производства МДП?

6 Дайте определение древесно-клеевым композициям.

7 Назовите факторы, влияющие на физико-механичекие свойства МДП. 8 Какими свойствами характеризуются изделия из ДКК?

2 МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

2.1 Способы формирования изделий из древесно- полимерных композиций

Внастоящее время промышленностью выпускаются изделия в ос- новном из МДП и ДКК на основе древесных наполнителей и термореак- тивных олигомеров (ФФО и КФО). Процесс переработки, в результате ко- торого изделия из древесно-полимерных композиций (ДПК) приобретают заданную форму, называется формованием. В результате формования по- лучают изделия в виде плит различного профиля, погонажных и штучных деталей.

Способ формования изделий из древесно-полимерных композиций классифицируют по различным признакам. В зависимости от направления усилия прессования относительно изделия различают плоское, экструзи- онное и комбинированное формование. Первые два и определяемые ими свойства известны из технологии древесностружечных плит. Они исполь- зуются в основном для получения плоских плит или погонажных изделий из ДКК, не обладающей текучестью. Эти способы не дают возможности получать детали сложной формы. При комбинированном формовании с использованием нескольких плунжеров можно получать детали сложной формы (например, ящики).

При получении несложных и крупногабаритных изделий из ДКК в пресс-формах чаще всего применяют способ прямого компрессионного формования, при котором плунжер пресса действует на материал, загру- женный в открытую пресс-форму, а вертикальное усилие распространяется на боковые стенки пресс-формы, обеспечивая равномерное распределение материала.

При литьевом (трансфертном) формовании ДКК, предварительно размельченная в загрузочной полости (трансфертном цилиндре), под дей- ствием давления переходит в формующую полость пресс-формы, где про- исходит отверждение связующего (рисунок 2.1).

Литьевое прессование более производительно, чем прямое, так как при движении по литниковым каналам из загрузочной камеры материал разогревается, что ускоряет процесс отверждения связующего.

Взависимости от степени ограничения рабочего пространства, в ко- тором происходит сжатие древесно-полимерной композиции, различают формование между плитами пресса, формование в каландрах, формова-

а – прямое; б – литьевое; 1 – прессмасса; 2 – пуансоны; 3 – матрица; 4 – выталкиватель; 5 – литниковый канал; 6 – деталь; А – загрузочная ка- мера; Б – формующая камера

Рисунок 2.1 - Схемы прессования

В зависимости от характера процессов формования различают пе- риодический (между плитами пресса или в пресс-формах), непрерывный (в каландрах или гусенично-ленточных прессах) и пульсирующий (в экстру- зионных прессах или в канал-матрице между полуформами).

Периодический способ формования по организации процесса может быть однопозиционным, двухпозиционным и многопозиционным.

При однопозиционном способе все технологические операции фор- мования (уплотнение, нагрев, выдержка, охлаждение, выгрузка готовых изделий и т.д.) сосредоточены в одном месте – в прессе. В связи с длитель- ностью этих операций производительность прессового оборудования очень низкая, поэтому наиболее рационально при этом способе формования ис- пользовать автоматические роторные линии для изготовления небольших габаритов, так как это позволяет повысить полезное использование обору- дования и производственных площадей.

При двухпозиционном способе формования древесно-клеевую ком- позицию подпрессовывают в холодном прессе, а затем процесс формова- ния завершается в горячем прессе.

Многопозиционный способ формования заключается в том, что в прессе происходит только сжатие ДПК и замыкание пресс-форм с помо- щью самозапирающихся пружинных замков, которыми оснащены пресс- формы. Остальные операции (нагрев, технологическая выдержка, размы- кание пресс-форм) реализуются вне процесса на конвейерной линии.