Влияние растительных и древесных отходов на свойства древесных пластиков без использования синтетических связующих
Опубликовано Редактор 19-09-2014 (2544 прочтений)Одним из направлений рационального использования биомассы дерева и растительного сырья является производство древесных композиционных материалов. Во многих странах существует производство древесных композиционных материалов с добавлением к древесным отходам термореактивных и термопластичных органических и минеральных связующих[1].
Цель работы является изучение влияния растительных и древесных отходов на свойства древесного пластика без связующих.
Достоинствами технологии изготовления изделий из ДП-БС являются:
- Отсутствие дорогостоящего оборудования.
- Утилизация отходов (древесные исельскохозяйственные отходы)
- Относительная дешевизна древесного сырья.
- Технология производства изделий из ДП-БС экологически чистая и при эксплуатации не выделяют токсичных продуктов.
- Удешевление получения изделий из ДП-БС с приемлемыми технологическими свойствами.
Практические данные показывают, что древесный пластик без добавления связующих веществ (ДП-БС) с высокими физико-механическими свойствами, можно получить только оптимальных режимах пьезотермической обработки органических прессма-териалов (древесины, отходов растительного сырья, гидролизного лигнина) в герметизированном пространстве (в закрытых пресс-формах). В качестве модификаторов можно использовать лигнин, перекись водорода, карбамид, уротропин, медный купорос, активный ил, ангидриды и др. Использование традиционных химических модификаторов приводит к удорожанию изделий из ДП-БС[2,3,4].
Одним из основных недостатков ДП-БС является невысокая водостойкость. Проблема может быть решена введением лигнина, который является ароматическим полимером, входящий в состав древесины и растительного сырья [5].
Таблица 1 – Физико-механические свойства ДП-БС из сосны и шелухи пшеницы.
| № п/п |
Физико-механические свойства | Сосна1 | Сосна + Модификатор (ИМГТФА- 4%)2 | Шелуха пшеницы + Модификатор (H2O2 -3%)2 |
| 1 | Модуль упругости при изгибе, МПа | 1038,3 | 1825,5 | 1900,4 |
| 2 | Прочность при изгибе, мПа | 8,2 | 8,4 | 6,5 |
| 3 | Твердость, МПа | 29,7 | 35,5 | 29,4 |
| 4 | Число упругости, % | 67,1 | 65,0 | 61,5 |
| 5 | Водопоглощение, % | 68,3 | 41,5 | 76 |
| 6 | Разбухание, % | 6,2 | 2,5 | 4,1 |
Примечание:1 влажность пресс-материала 12%, 2 влажность пресс-материала 12%, cодержание лигнина 40%.
Кроме того, показатели водостойкости образцов ДП-БС в существенной мере зависят от исходной влажности пресс-композиции и температуры прессования.
Образцы ДП-БС с использование лигнина в качестве модификатора позволяет снизить водопоглощение пластика в 2 раза. Введение уротропина наоборот увеличивает водопоглощение на 20-30%, но при этом увеличивает прочность при изгибе пластика 1,5 раза.
Таким образом, установлено, что введение лигнина повышает водостойкость ДП-БС. Древесные пластики из шелухи пшеницы уступают по физико-механическим свойствам пластикам из древесных отходов.
Савиновских А.В., Рудневская Ю.И., Масленникова Е.В, Бурындин В.Г.
(УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ) savinovskihand@gmail.com
Библиографический список
1. Плитные материалы и изделия из древесины и других одресневевших остатков без добавления связующих / В.Н.Петри [и др.]. – М: Лесная промышленность, 1976. – 360с.
2. Минин, А.Н. Технология пьезотермопластиков / А.Н.Минин. – М.: Лесная промышленность, 1965. – 296 с.
3. Кононов, Г.Н. Химия древесины и ее основных компонентов / Учебное пособие для студентов специальностей 2602.00, 2603.00 // Г.Н.Кононов– М.: МГУЛ, 1999. - 247 с: ил.
4. Азаров, В.И. Химия древесины и синтетических полимеров: Учебник для вузов / В.И.Азаров, А.В.Буров, А.В.Оболенская– СПб: СПбЛТА, 1999. 628 с.
5. Савиновских А.В. Изучение влияния активации пресс-сырья активированным лигнином на свойства древесного пластика без добавления связующего / А.В. Савиновских, А.А. Окулова, А.В Артёмов, В.Г Бурындин Научное творчество молодежи.- лесному комплексу России: матер. IX Всерос. Науч.-техн. – Екатеринбург: Урал.гос. лесо-техн. Ун-т. 2013. – Ч.2. – С.115-117 с.
