Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Технология и оборудование производства древесных плит и пластиков. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 95 6 7 8 9 > Следующая >>>

Плотность оказывает самое существенное влияние на основные свойства древесно-стружечных плит. С увеличением плотности плит достигается более плотная укладка древесных частиц, уменьшается доля пустот, увеличивается площадь контакта между частицами стружки и число точечных клеевых связей, в результате чего прочность плит резко повышается. При этом водопоглощение уменьшается, а разбухание увеличивается. Водопоглощение и разбухание особенно интенсивно происходят в первые два часа вымачивания в воде, при дальнейшем вымачивании интенсивность водопоглощения значительно снижается. С увеличением плотности плит резко увеличивается удельное сопротивление выдергиванию гвоздей и шурупов, особенно для плит плотностью выше 600 кг/м3.

Однако повышение физико-механических свойств плит путем

увеличения их плотности не всегда целесообразно, так как увеличивается расход древесного сырья и связующего, а использование плит повышенной плотности увеличивает массу готовых изделий, например мебели. В этом случае повышения показателей механических свойств добиваются за счет других технологических факторов, например за счет увеличения содержания связующего.

Наилучшими являются такие плиты, которые при относительно

невысокой плотности имеют высокие показатели физикомеханических свойств. Таким требованиям удовлетворяют плиты плотностью 500–700 кг/м3. В некоторых случаях, чтобы обеспечить требуемую прочность, необходимо изготавливать плиты большей плотности. Например, при изготовлении плит с мелкоструктурной поверхностью, когда для наружных слоев используются мелкие древесные частицы и даже шлифованная пыль, при невысокой плотности плиты обладают низкой прочностью при изгибе и значительной величиной упрессовки в период их облицовывания бумажно-смоляными пленками. Требуемая плотность плит зависит от доли наружных слоев из мелких древесных частиц (рис. 4. 2).

По толщине плиты плотность распределяется неравномерно

(рис. 4.3): в наружных слоях она больше, во внутренних меньше. При использовании для наружных слоев плоской стружки разность в плотности между внутренним и наружным слоями составляет примерно 100 кг/м3. При использовании для наружных слоев мелких древесных частиц, древесного волокна и пыли разность в плотности

- 41 -

между слоями повышается и составляет 100–200 кг/м3.Чтобы получить

 

вннарвнпл





100

пл



вн



Рис. 4.2. Влияние доли наружных слоев из мелких частиц на предел

прочности при статическом изгибе:

1 – доля наружных слоев 8 % от общей массы плиты; 2 – 15 %;

3 – 25 %; 4 – 35 %; 5 – 42 %



МПа



, кг/м3

650

670

690

710

730

1 3 4

требуемую прочность слоя при облицовке плит пленками, необходима плотность наружных слоев плит после шлифования 850 – 900 кг/м3, а плотность плит в целом – 600 – 750 кг/м3.

Плотность плиты в целом зависит от плотности отдельных слоев

и может быть определена по формуле

, (4.1)

где кг/м3;

в общей толщине плиты, %.

прочность при изгибе и другие показатели (рис. 4.4). На плотность плит также влияют удельное давление прессования, толщина стружек, влажность частиц, температура плит пресса. Влияние перечисленных факторов проявляется через механизмы протекания в плитах физикохимических процессов. В наружных слоях плотность достигается

– плотность плиты, кг/м3;

– плотность наружных слоев, кг/м3; Р – доля наружных слоев

Порода древесины (ее плотность) также оказывает влияние на

– плотность внутренних слоев,

- 42 -

более высокая – 900 кг/м3 и увеличивается с повышением удельного

Рис. 4.3. Распределение плотности по толщине плиты:

1 – средняя плотность плиты 600 кг/м3;

2 – средняя плотность плиты 700 кг/м3

Рис. 4.4. Зависимость предела прочности плиты при изгибе от

породы древесины частиц, входящих в ее состав:

1 – ель; 2 – береза; 3 - бук

давления и влажности частиц наружного слоя и уменьшением влажности частиц внутреннего слоя. Но изменение влажности эффективно, если средняя влажность пакета около 12 %.

- 43 -

4.2. Методика определения плотности древесно-стружечных плит

100

Рис. 4.5. Измерение толщины образца

стандартными методами

Плотность плиты определяют на пяти образцах. Размер

образцов 100  100  h (мм), где h – толщина плиты. Образцы измеряют следующим образом. Толщину образца измеряют микрометром в четырех точках в соответствии с рис. 4.5 с точностью до 0,01 мм. За толщину образца принимают среднее арифметическое значение результатов четырех замеров, длину и ширину образца измеряют штангенциркулем с точностью до 0,1 мм в двух местах параллельно кромкам образца. За длину и ширину образца принимают среднее арифметическое значение результатов замеров двух параллельных сторон образца.

После измерения образцы взвешивают на весах с погрешностью измерения не более 0,01 г. Принцип взвешивания основан на уравновешивании момента, создаваемого взвешиваемым грузом, с моментом, создаваемым отклонением квадранта и встроенными гирями. Весы (рис. 4.6) имеют механизм компенсации тары, которой служит для ускорения процесса взвешивания. Отсчет складывается из показания, получаемого в окне отсчетного устройства

3, и показания, получаемого непосредственно по шкале 6 на экране.

- 44 -

Плотность определяют по формуле

lbh





№

п/п

Длина,

мм

Ширина,

мм

Толщина,

мм

Масса,

кг

Плотность,

кг/м3

Рис. 4.6. Общий вид лабораторных весов: 1 – тумблер;

2 – механизм компенсации тары; 3 – окно отсчетного

устройства; 4 – экран; 5 – рабочая чашка весов; 6 – шкала экрана;

7 – шкала делительного устройства; 8 – ручка делительного

устройства; 9 – ручка регулирования нулевой отметки

, (4.2)

где l – длина образца, м; b – ширина образца, м; h – толщина образца, м; m – масса образца, кг. Результаты измерений заносятся в таблицу следующей формы:

4.3. Методика определения послойной плотности древесно-стружечных плит

Послойная плотность древесно-стружечных плит определяется

по образцам размером 50  50  h (мм). Образцы измеряют и определяют их массу, как и при определении плотности древесностружечных плит, стандартными методами. Плотность каждого слоя вычисляют по формуле (4.2). Результаты заносят в таблицу следующей формы:

- 45 -

№

слоя

Длина,

мм

Ширина,

мм

Толщина,

мм

Масса,

кг

Плотность,

кг/м3

№

образца

Предел

прочности

при

изгибе,

МПа

Твердость

плиты,

МПа

Удельное

сопротивление

выдергиванию

шурупов, Н/мм

Плотность, кг/м3

Сред.

слоя

Внут.

слоя

Внеш.

слоя

Задание. Расчетные значения показателей физико-

механических свойств ДСтП свести в таблицу следующей формы:

По данным таблицы рассчитать зависимости предела прочности при изгибе от средней плотности наружного слоя; твердости плиты от плотности наружного слоя; удельного сопротивления выдергиванию шурупов от плотности внутреннего слоя. Результаты представить в виде графиков с указанием уравнения регрессии, относящегося к соответствующей кривой. Исходя из характера полученных результатов сделать выводы.

Контрольные вопросы

1. Классификация древесно-стружечных плит по плотности.

2. Чем обусловлено повышение физико-механических свойств

плит при увеличении их плотности?

3. Каким образом распределена плотность плит по толщине?

4. Как определить среднюю плотность древесно-стружечной плиты?

5. Какие факторы влияют на плотность древесно-стружечных плит?

6. Методика определения послойной плотности плиты.

- 46 -

5. РАЗБУХАНИЕ И ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ

Uп

нп..

ннп











ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ

Почти каждый твердый материал, находящийся в контакте с

влажным воздухом, способен поглощать из него или отдавать ему влaгy. Направление переноса влаги определяется знаком разности давлений пара жидкости в материале (рм) и в окружающей среде (р). При (рм-р) < 0 происходит процесс сорбции (увлажнения). Разность давлений определяет величину движущей силы и интенсивность переноса влаги.

В случае достаточно длительного контакта влажного тела с влажным воздухом при постоянных параметрах, когда тепловые и сорбционные процессы заканчиваются, между телом и окружающей средой устанавливается термическое и молекулярное равновесие: температура тела принимает значение температуры среды ( = t = const), парциальные давления паров жидкости в материале и окружающем воздухе равны (pм= р = const). В этот момент влажность материала приобретает постоянное значение во всем объеме тела и называется равновесной влажностью.

Концентрация пара в воздухе может быть выражена из уравнения состояния идеальных газов:

, (5.1)

причем при условии насыщения

. (5.2)

Отношение концентрации пара в парогазовой смеси к

концентрации насыщенного пара при одной и той же температуре называется влажностью воздуха . С учетом соотношений (5.1) и

(5.2) имеем

. (5.3)

Для гидротермического равновесия, когда p = pм, можно

написать равенство

, (5.4)

- 47 -

где





 

 



 







84,233

11,399

5916,18exp





границе контакта с поверхностью тела) при температуре материала. Давление насыщенного пара зависит только от температуры,

т.е. рн = f(), и берется из таблиц равновесия пар – жидкость. Давление насыщенного водяного пара может быть с высокой точностью (0,15%) рассчитано по формуле

– относительная влажность воздуха в материале (или на

рн =

Изменяя значение относительной влажности воздуха при его

постоянной температуре, можно получить соответствующие значения равновесной влажности материала в виде зависимости Uр = f(),

называемой изотермой сорбции.

На рис. 5.1 изображены типичные кривые изотерм сорбции и

десорбции коллоидных капиллярно-пористых тел различных видов. Кривые равновесия имеют характерную S-образную форму с выпуклостью начального участка, обращенной к оси влагосодержания материала.

Согласно анализу, проведенному А. В. Лыковым на основе

изучения большого экспериментального материала по испарению различных жидкостей из материалов, начальный участок изотермы (в интервале  от 0 до 0,1) имеет характерную для мономолекулярной

адсорбции выпуклость к оси влажности тела Up. Поглощение жидкости сопровождается значительным выделением тепла. На участке в интервале

оси относительной влажности воздуха , что характерно для полимолекулярной адсорбции. Поглощение жидкости на этом участке

сопровождается выделением тепла, но значительно в меньшем количестве. На участке изменения  от 0,9 до 1,0 жидкость

поглощается без выделения тепла и является в основном капиллярной. В точке пересечения кривой изотермы с прямой  = 1,0 достигается

максимальная гигроскопическая влажность.

Дальнейшее поглощение жидкости происходит при ее

соприкосновении с материалом в результате заполнения макрокапилляров и пор. Свойства такой жидкости не отличаются от свойств свободной жидкости, и давление ее пара практически равно давлению насыщения при температуре материала. Как следует из

от 0,1 до 0, 9 кривые обращены выпуклостью к

, Па. (5.5)

- 48 -

кривых сорбции, если влажность материала меньше максимальной





 

mm 



100



Рис. 5.1. Изотермы сорбции и десорбции капиллярно-пористых (I),

капиллярно-пористых коллоидных и ограниченно набухающих

коллоидных (II), неограниченно набухающих коллоидных(III)

материалов

гигроскопической, то давление пара жидкости в материале меньше давления насыщения свободной жидкости и является функцией влажности и температуры материала: рм = f(Uр, ).

Влажность плит должна быть равной или близкой к

равновесной влажности, которую плиты приобретают в процессе эксплуатации. Для древесно-стружечных плит влажность находится в пределах 5 – 12 %. ГОСТ 10634-88 предусматривает определение водопоглощения (влагопоглощения) и разбухания плит по толщине. В табл. 5.1 приведены значения указанных параметров.

Водопоглощение характеризует способность образцов плит

поглощать воду при полном погружении в нее. Для определения водопоглощения используется весовой метод, а величину водопоглощения

вычисляют по формуле

, %, (5.6)

где m образца до погружения в воду, г.

количества и вида добавляемого связующего и длительности соприкосновения с водой. За 24 ч плиты, изготовленные на

масса образца после выдерживания в воде, г; m – масса

1 –

Водопоглощение зависит от вида и плотности плиты,

- 49 -

Таблица 5.1

Значения водопоглощения и разбухания ДСтП

Наименование

показателей

Древесно-стружечные плиты плоского прессования

при плотности

550–750 кг/м3

650–800 кг/м3

750–

850 кг/м3

Много-

слойные

Трех-

слойные

Трех-

слойные

Одно-

слойные

Трех-

слойные

Влажность, %

82

Водо-поглощение, %

70–90

55–70

65–90

Разбухание за 24 ч, %, при водостойкости:

– обычной

11,4–17,5

10–25

30–35

– повышенной

3–15

8–20

карбамидоформальдегидных смолах, поглощают от 30 до 90 % воды. Древесно-стружечные плиты более подвержены разрушающему действию впитываемой воды, чем цельная древесина. После вымачивания в течение 24 ч прочность плит уменьшается в 3 – 3,5 раза. Водостойкость древесно-стружечных плит повышают путем введения в стружечную массу специальных гидрофобных веществ.

вещества, нерастворимые в воде и не смешивающиеся с ней. К ним относятся парафин и петролатум. Все эти продукты переработки нефти имеют сравнительно низкую точку плавления – 54–57 0С. Гидрофобные вещества вводят в стружечную массу в виде эмульсий или в расплавленном виде путем воздушного распыления специальными форсунками.

парафиновой эмульсии включает следующие основные операции: дозирование компонентов эмульсии, плавление парафина и нагрев воды, смешивание компонентов эмульсии, эмульгирование (получение эмульсии), охлаждение эмульсии, введение эмульсии в стружечноклеевую массу.

Гидрофобными (водоотталкивающими) свойствами обладают

Технологический процесс приготовления и введения

- 50 -

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 95 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]