CC BY
12УДК 674.815(088.8)
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ-СВЯЗУЮЩИХ
(Краткое сообщение)
12 2 12 М.В. Гартман , В.В. Барелко , Л.А. Быков , Я.М. Гартман , Е.Н. Куркин
1ООО «Химфист» 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Акад. Семенова, д. 1 Тел. (49652) 2-18-17 2Институт проблем химической физики РАН 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Акад. Семенова, д. 1 Тел.: (985)226 5446, e-mail: lbik@icp.ac.ru
В статье сообщается о новом технологическом процессе в производстве изделий из древесины. Показана возможность получения экологически чистых композитных материалов из отходов деревообработки без применения синтетических смол. Разработанная технология может быть также использована при изготовлении большого класса декоративных материалов для мебельного производства. Имеется обширный набор демонстрационных образцов.
THE ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY TECHNOLOGY OF THE PRODUCTION OF THE HIGH QUALITY SYNTHETIC RESIN BINDING FREE FIBERBOARD
COMPOSITE MATERIALS (Brief report)
M.V. Gartman1, V.V. Barelko2, L.A. Bykov2, Ya.M. Gartman1, E.N. Kurkin2
1"Chemfist" Ltd
1 Semenov ave., Chernogolovka, Moscow region, 142432, Russia Tel. (49652) 2-18-17 2Institute of Problems of Chemical Physics, RAS 1 Semenov ave., Chernogolovka, Moscow region, 142432, Russia Tel.: (985)226 5446, e-mail: lbik@icp.ac.ru
The article describes the new technology of wood articles production. The possibility of the production of environmentally-friendly and synthetic free composite materials has been demonstrated. The developed technology can be used for the production of the wide range of the decorative materials for the furniture industry. Development types are available.
ЭНЕРГЕТИКА И ЭКОЛОГИЯ
ENERGY AND ECOLOGY
Область применения
Областью применения разработки являются производства древесно-стружечных композиционных материалов, использующихся в качестве конструкционных изделий в строительной, мебельной и в широком спектре других промышленных технологий. Наиболее распространенным видом относящихся к этому классу композиционных материалов являются древесно-стружечные панели, хорошо известные под аббревиатурой ДСП.
Недостатки традиционных ДСП
- Данный материал и технология его производства являются экологически вредными объектами, поскольку используют в качестве связующего синтети-
ческие смолы-олигомеры (в первую очередь фено-лоформальдегидные смолы). Особый экологический вред причиняется при использовании ДСП в домостроительной и мебельной промышленности.
- Время технологической пригодности смеси стружечного наполнителя со смолой-связующим ограничено коротким периодом (часами, максимум - сутками). Это значит, что приготовленная смесь должна быть переработана в изделие до истечения этого периода, в противном случае материал уходит в брак.
- Технология отличается сложностью в эксплуатации и многостадийностью: приготовление смеси, формование изделия, длительная выдержка в печи-реакторе для проведения процесса полимеризации связующего, охлаждение изделия и разборка формы.
^hfx . Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» N2 7 (75) 2009
© Научно-технический центр «TATA», 2009
Энергетика и экология
- Такие параметры качества ДСП, как прочность изделия и его водостойкость, низки. Это обусловлено тем обстоятельством, что смола-связующее обволакивает только поверхностный слой стружечного наполнителя и практически не проникает в поры древесных волокон.
- Изделия из ДСП относятся к классу пожароопасных материалов.
- Применение экологически вредных синтетических связующих в производствах ДСП, аппаратурная сложность изготовления изделия, многостадийность и длительность технологического процесса, экологически опасная утилизация изделий и энергозатраты на проведение названных операций обуславливают экономические недостатки производства ДСП.
Физико-химические основы предлагаемой технологии [1]
Физико-химический механизм формирования предлагаемого композиционного материала без применения синтетических связующих состоит в том, что в процессе прессования при определенных тепловых (нагрев пуансона и матрицы до 300° С и выше) и динамических параметрах механического воздействия (ударно-циклический режим нагружения при давлении до 50 атм) на древесно-стружечную заготовку происходит разрушение клеточных оболочек древесных волокон наполнителя, смолистые вещества (натуральное связующее) выходят в межволоконные поры и затем, полимеризуясь, образуют конечное изделие - древесно-стружечный композиционный материал, отличающийся тем, что материал имеет монолитную, малопористую структуру (достигаемая плотность изделия до 2 г/куб. см) (рис. 1).
Рис. 1. Фотография изготовленного по предлагаемой технологии образца ДСП в сравнении с традиционным изделием ДСП на фенолоформальдегидном связующем Fig. 1. Photo of the sample produced by means of the proposed technology compared with the traditional phenol-formaldehyde MDF sample
Преимущества предлагаемой технологии производства нового типа ДСП
- Предлагаемый способ получения древесностружечного композиционного материала отличается
абсолютной экологичностью как в отношении технологического процесса, так и по качеству конечного изделия (полностью исключены синтетические смо-лы-связующие).
- Время технологической пригодности исходного стружечного материала практически не ограничено, поскольку смолистые вещества древесных волокон (связующее) «законсервированы» внутри клеточных оболочек.
- Технология предлагаемого способа проста в эксплуатации и осуществляется за короткие сроки, по существу, в режиме одностадийного процесса.
- Такие качества полученных предлагаемым способом древесно-стружечных композиционных материалов, как прочность, водостойкость и пожаро-устойчивость, на порядки превосходят эти параметры традиционных ДСП, поскольку натуральное связующее заполняет внутриклеточные и межклеточные поры древесно-волокнистого наполнителя и придает монолитность конечному изделию.
- Экологически безвредная утилизация отработанных изделий.
- Предлагаемая технология допускает использование при изготовлении высококачественного ДСП гнилой или подгнившей древесины.
Все вышесказанное обуславливает значительные экономические преимущества древесно-стружечных композиционных материалов, полученных предлагаемым способом.
Это открывает хорошие перспективы по оздоровлению и санации лесов в результате включения в промышленную переработку огромных масс гниющих лесных буреломов - источников биоэпидемий.
Расширение технических объектов применения предлагаемой технологии
Предлагаемая технология термомеханического воздействия на массивную древесину позволяет модифицировать малоценные сорта дерева, придавая им качества благородных, дорогостоящих пород. В частности:
- паркетный материал из березы, осины и пр., превосходящий по твердости, водостойкости, пожа-роустойчивости традиционный дубовый паркет;
- водостойкая и дешевая облицовочная доска для внутренних и наружных покрытий в сфере малых домостроений;
- высокодекоративные фанера и древесный шпон: абсолютная водостойкость, высокая поверхностная твердость (соизмеримая с металлической), полируе-мость (не требует крашения или лаковых покрытий);
- высокоэстетичные, декоративные изделия из дешевых пород дерева, полученные методом прессования в режиме «термолитографии»; эта технология позволяет получать материалы, по эстетическим и художественным качествам аналогичные инкрустированным образцам, но по существенно меньшей себестоимости (рис. 2).
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 7 (75) 2009
© Scientific Technical Centre «TATA», 2009
М.В. Гартман, В.В. Барелко, Л.А. Быков и др. Экологически чистая технология производства древесно-стружечных материалов
Рис. 2. Фотографии образцов, изготовленных из древесного массива (необработанная сосновая доска) по предлагаемой технологии в режиме термомеханической модификации: плотность до 1,5 г/куб. см, высокая твердость, не требующая последующей поверхностной обработки декоративность изделия (назначение: облицовочная доска внутреннего и наружного применения, паркетная панель) Fig. 2. Photos of the samples produced by means of the proposed technology (thermo-mechanical modification procedure)
from the bulk wood (unprocessed pine board). The sample parameters are as follows: high density (up to 1.5 g/cm3); high hardness; the finishing processing of the decorative surface of the sample is not required;
application fields: exterior and interior siding, parquet panels
Список литературы
1. Гартман М.В., Барелко В.В., Быков Л.А., Гартман Я.М. Древесно-стружечный композиционный материал и способ его изготовления. Заявка № 2009107752, приоритет от 5 марта 2009 г.
. Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» N2 7 (75) 2009
"Щр .'- © Научно-технический центр «TATA», 2009
