CC BY
13
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
УДК 674.04 Acnip. В.Р. Солонинка1 - НЛТУ Украти, м. nbsis
АНАЛ1З МЕТОД1В МОДИФ1КУВАННЯ КЛЕ1В НА ОСНОВ1 ПОЛ1В1Н1ЛАЦЕТАТНИХ ДИСПЕРС1Й (ПВАД)
Висвiтленi основш напрямки модифiкування ПВА дисперсiй з метою покра-щення фiзико-механiчних i експлуатацiйних властивостей. Розкритi недолiки, яю призводять до обмеження ix використання в д/о виробництвах.
Post-graduate V.R. Solonunka - NUFWT of Ukraine, L'viv
The analysis of methods modifying glues on the basis of polyvinylacetate dispersions (PVAD)
The basic directions of modifying PVA dispersions for the purpose of improvement of fizyko-mechanical and operational properties are shined. Lacks which lead to restriction of their use in woodworking industry are opened.
Сучасний розвиток науки i техшки дае змогу отримувати з'еднання де-ревини i деревних матерiалiв мiж собою або з шшими матерiалами рiзнома-штними методами. Одним з цих методiв е склеювання, завдяки якому можна отримати мщне з'еднання без послаблення склеюваних матерiалiв.
Промисловiстю випускаеться велике розмаiття клейових композицiй, що забезпечують вiдповiднi експлуатацшш, технологiчнi, економiчнi та еко-лопчш вимоги. Вагому частку в деревообробнш промисловостi займають композицii на основi полiвiнiлацетатних дисперсiй.
Вiдповiдно до класифжаци, клеi на основi ПВА дисперсш належать до термопластичних i забезпечують вщповщт адгезiйнi i когезiйнi властивост^ володiють високою життездатнiстю, нетоксичнi. Клейовi з'еднання на ix ос-новi мають хорошу еластичнiсть i добре витримують ударнi навантаження. Водночас, як i всi термопластичнi клеi, мають низьку водо- i теплостiйкiсть клейового шва, повзучiсть клейового з'еднання при постшному навантаженi, що не дае змогу ix використання у несучих конструкцiяx. Для покращення властивостей к^'в на основi ПВАД ix модифжують.
Модифiкацiю можна проводити в процес виготовлення дисперсiй, або змiшуванням ол^омеру i дисперсii в готовому виглядь Основною метою мо-дифiкування полiвiнiлацетатниx дисперсiй е пiдвищення водостiйкостi i теп-лостiйкостi клейових з'еднань.
Низька водостшюсть ПВА дисперсiй пов'язана з пдрофшьшстю полi-вiнiлового спирту (ПВС), який виконуе функцш емульгатора (запоб^ае пе-редчасному злиттю глобул ПВА). Крiм того, ПВС знаходиться в клейовш композицii i в вшьному станi (в рiзниx дисперсiяx може знаходитись до 7 % вшьного полiвiнiлового спирту), що iстотно знижуе водостшюсть та^ сумi-шi. Незадовшьна теплостiйкiсть з'еднань деревини клеями на основi ПВА дис-персiй пов'язана з низькою теплостшюстю полiмеру-основи (при 40 оС почи-наеться його розм'якшення, а при 65-70 оС - переходить у в'язкотекучий стан).
Найчастше для модифiкування ПВА дисперсш застосовують карба-мiднi, фенольнi i епоксиднi смоли. Найкраще сумiщаються з ПВА дисперсь ями карбамiдо-формальдегiднi смоли. 1х можна змiшувати мiж собою в будь-
1 Наук. кер1вник: доц. Б.Я. Кшивецький - НЛТУ Украши, м. Льв1в
яких пропорц1ях, що дае змогу отримувати кле! з р1зноман1тними технолопч-ними 1 експлуатацшними властивостями. Так композици отримали найбшь-шого розповсюдження серед модифжованих ПВАД. Одшею з переваг таких сумщених композицш е зв'язування вшьного формальдепду, що знаходиться в карбамщо-формальдепднш смоль
У раз1 додавання до ПВА дисперси карбамщо-формальдепдно! смоли пол1вшшовий спирт, що знаходиться в дисперси, взаемод1е з метилольними групами моно- 1 диметилолкарбамщу, з вшьним формальдепдом та з шшими високомолекулярними продуктами конденсаци карбам1ду з формальдепдом.
Реакщя м1ж метилольними групами 1 пол1вшшовим спиртом вщбу-ваеться довол1 штенсивно за нормальних умов з утворенням еф1рних зв'язюв 1 просторово! молекулярно! структури.
Як видно з р1вняння реакцш, внаслщок взаемоди карбамщо-формаль-депдно! смоли з ПВС утворюються зшивки з видшенням води, яка выводиться з клейового з'еднання разом з дисперсшним середовищем. Кр1м того, поль вшшовий спирт вступае в реакцш з вшьним формальдепдом. Для прохо-дження тако! реакци необхщний кислий затверджувач. При юмнатнш темпе-ратур1 така реакщя проходить довол1 повшьно. Саме тому з метою штенсифь каци процесу необхщне нагр1вання.
Продукти взаемоди пол1вшшового спирту з реакцшно здатними компонентами карбамщо-формальдепдно! смоли вщр1зняються шдвищеною во-достшюстю. Кр1м того, в сумш1 спостер1гаються змши реолопчних характеристик клеевих композицш, що спричинено перебудовою структури сумш1, результатом яко! е виникнення тиксотропного ефекту, що позитивно впливае на цшу низку технолопчних операцш процесу склеювання (клей менше про-сочуеться в матер1али, утворюе бшьш однорщний клейовий шов).
Для отримання позитивного результату вщ модифшування ПВА дис-персш карбамщо-формальдепдними смолами вмют останшх у сумш1 мае становити 25-35 %. Вмют модифжатора в композици менше 20 % негативно впливае на водостшюсть, що р1зко знижуе ефект вщ модифжування. Тому можна зробити висновок, що модифжування ПВАД карбамщо-формальдепд-ними смолами, пов'язане з наявшстю в дисперси пол1вшшового спирту, який
Нащональний лкотехшчний ушверситет УкраТни
бере участь у хiмiчних реакцiях, внаслiдок чого утворюються продукти, що пiдвищують водостшюсть з'еднань.
Для модифжування ПВА дисперсш використовують феноло-формаль-дегiднi смоли резольного типу, яю стабiлiзованi органiчними розчинниками сумюними з водою (спиртом, ацетоном тощо).
Механiзм взаемодй при модифжуваш ПВА дисперсй фенольними смолами на сьогодш вивчено недостатньо. Метилольнi групи цих смол по-виннi реагувати з полiвiнiловим спиртом аналогiчно, як i при модифiкуваннi карбамiдо-формальдегiдними смолами, з утворенням просторово! структури, проте ютотного пiдвищення водостiйкостi при холодному склеюваш не вщ-буваеться. Водостшюсть зростае лише тод^ коли процес склеювання проходить при на^ванш. Для пiдвищення водо- i теплостшкост з'еднань дереви-ни клеями на основi ПВА дисперсiй модифiкованими феноло-формальдепд-ними смолами холодного затвердiвання необхщне введення в композицiю кислого затверджувача. Проте отримання таких кле!в на практищ е дуже складним i вони в промисловому виробництвi практично не використовують-ся. Тому майже вс клейовi композицп на основi ПВАД, якi модифiкованi фе-ноло-формальдепдними смолами, е клеями гарячого затвердiвання.
Також для модифiуквання кле!в на основi ПВА дисперсiй використовують епоксидш смоли. ПВАД модифiкованi епоксидними смолами характеризуются кращими фiзико-механiчними i технологiчними показниками порiвня-но зi звичайними ПВА дисперсiями. Таю композицй мають крашу адгезiю до рiзноманiтних матерiалiв, пiдвишену мiцнiстю, водо- i теплостiйкiсть з'еднань.
У разi додавання епоксидних смол до ПВА дисперсй в сумiшi проходить процес збшьшення вмiсту гель-фракцй, що позитивно впливае на фiзи-ко-мехашчш i технологiчнi показники сумiшi. Для покращення фiзико-меха-нiчних i технолопчних показникiв при модифiкуваннi, кiлькiсть введено! епоксидно! смоли повинна становити 15-20 %. Проте використання таких кле1в е обмеженим через !х високу вартiсть.
Окрiм вже названих модифiкаторiв, для ПВА дисперсiй використовують ще велике розмаггтя акрилатiв, алюдних смол, латексiв тощо. Проте з точки зору практичного використання, майже вс модифжоваш ПВА диспер-сй не знайшли широкого застосування. Це пов'язано як з технiчною складшс-тю виготовлення композицiй, так i з економiчними показниками. ПВА дисперсй модифжоваш епоксидами е доволi дорогими, а дисперсй модифiкованi феноло-формальдепдними смолами, вимагають додаткових витрат енергоно-сйв при формуваннi з'еднань. Виключення становлять ПВА дисперсй моди-фшоват карбамiдо-формальдегiдними смолами, оскiльки не е дорогими, при затвердiваннi не вимагають додаткового на^вання i поеднують в собi переваги кожного з компоненлв.
На основi сказаного вище можна зробити висновок, що зпдно з техно-логiчними, економiчними та еколопчними вимогами, модифiкування ПВА дисперсш термореактивними смолами не е ращональним. Тому, на нашу думку, виникае необхщшсть пошуку нових альтернативних шляхiв отримання композицiй, з'еднання на основi яких вiдповiдали б сучасним Свропейсь-ким вимогам. Одним з таких напрямюв, як показуе св^овий досвiд, е вико-
ристання кле!в на основ1 ПВА дисперсш до складу яких входять основа { кис-лий затверджувач. Саме таю композици забезпечують високу водо- { теплос-тшюсть з'еднань на !х основ1 при аналопчних режимних параметрах скле-ювання як { для звичайних ПВАД.
Лггература
1. Г.С. Михайл1вська, В.В. Панов. Кле! для склеювання деревини. - Льв1в: Аф1ша, 2003. - 176 с.
2. Голиков В.И., Ресина З.Ф. Пособие для работников ллабораторий мебельных предприятий. - М.: Лесн. пром-сть, 1967. - 164 с.
3. Зигельбойм С.Н. Термопластичные клеи в производстве мебели. - М.: Лесн. пром-сть, 1978. - 104 с.
4. М.Э. Розенберг. Полимеры на основе винилацетата. - Л.: Химия, 1983. - 176 с.
5. Фрейдин А.С. Полимерные водные клеи. - М.: Химия, 1985. - 144 с.
УДК630*.3.001.12/18 Доц. О.А. Стирашвський, канд. техн. наук;
Р. €. Польовий - НЛТУ Украти, м. nwie
ЕКОЛОГ1ЧНО БЕЗПЕЧН1 УМОВИ ВИКОРИСТАННЯ ТИПОВИХ Л1СОВИХ МАШИН В УКРАШСЬКИХ КАРПАТАХ
Стутнь пошкодження опорно! поверхш тд час наземного трелювання деревини значною мiрою залежить в1д вщповщносп параметрiв конструкцп i показникiв прохiдностi люово! машини ухилу мюцевосп i витримувальнiй здатностi грунту. Обгрунтовано екологiчно безпечнi умови (ухили i перiоди року) експлуатацп типо-вих лiсових машин в Украшських Карпатах.
Ключов1 слова: типовi лiсовi машини, екологiчно безпечнi умови використан-ня, опорна прохiднiсть, контактний тиск на грунт.
Assoc.prof. О.А. Styranivsky; eng. R.Ye. Polyovuy-
NUFWT of Ukraine, L'viv
Environmentally friendly conditions of the use of typical forest machines in Ukrainian Carpathians
The degree of ground damage during wood skidding largely depends on accordance of construction parameters and forest machine gradeability to slope of locality and bearing capacity of soil. Environmentally friendly conditions of the use of typical forest machines in Ukrainian Carpathians (slopes and periods of year) are described in the article.
Keywords: typical forest machines, environmentally friendly conditions of the use, gradeability, contact pressure on soil.
Вступ. Важлив1сть л1сово! галуз1 для економ1ки кра!ни безупинно зростае. У цьому контекст Карпатський рег1он в1др1зняеться особливим при-родно-ресурсним потенц1алом. На площ1, що займае т1льки 6 % територ ii Ук-ра!ни, зосереджено близько 30 % л1сового фонду держави (523 млн. м ), р1ч-ний об'ем л1созагот1вл1 в1д рубань головного користування у 2007 р. становив
3 * *
понад 1,6 млн. м . З шшого боку, л1си Украшських Карпат виконують важли-в1 туристично-рекреацшш, кл1маторегулювальн1, грунто- i водоохоронно-за-хисн1 функци. У 2003 р. Украша шдписала "Рамкову конвенц1ю про охорону та сталий розвиток Карпат", у як1й задекларовано проведення всеб1чноi пол1-тики екобезпечного л1сового господарювання, пол1пшення якост1 життя, збе-реження природних цшностей та етнокультурно! спадщини [1].
