CC BY
5УДК 674
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНТИСЕПТИЧЕСКОЙ ДОБАВКИ В СМОЛЕ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЛЕЕНОГО БРУСА
Пасько Юлия Вячеславовна, кандидат технических наук, доцент, Пасько Анна Сергеевна, магистр, Шепелев Егор Юрьевич, бакалавр, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный
исследовательский университет), Мытищи, РФ
В работе проведено исследование влияния антисептической добавки на физико-механические свойства клееных материалов (брус, клееные щиты) на основе модифицированной смолы КФК-СФ.
Ключевые слова: биостойкость материалов; антисептики; клееные материалы; клееный брус; карбамидоформальдегидная смола; физико-механические свойства.
STUDY OF THE EFFECT OF ANTISEPTIC ADDITIVES IN THE RESIN FOR THE MANUFACTURE OF LAMINATED VENEER LUMBER
Pas'ko Yuliya Vyacheslavovna, PhD (Cand. Tech. Sci.), associate professor, Pas'ko Anna Sergeevna, master's degree, Shepelev Egor Yur'evich, bachelor, BMSTU, Mytishchi, Russia
The article studies the effect of antiseptic additives on the physical and mechanical properties of glued materials (timber, glued panels) based on modified resin KPC-SF.
Keywords: biostability of materials; antiseptics; laminated materials; laminated veneer lumber; formaldehyde resin; physico-mechanical properties.
Для цитирования: Пасько Ю. В., Пасько А. С., Шепелев Е. Ю. Исследование влияния антисептической добавки в смоле на изготовление клееного бруса // Наука без границ. 2018. № 7 (24). С. 60-63.
Актуальность темы состоит в том, что основной защитой клеёного бруса является его наружная обработка различными антисептическими, а в условиях повышенной влажности этого бывает недостаточно. Для продления срока службы клеёного бруса необходимо проводить не только внешнюю обработку, но и защищать клеевые швы изнутри. Дополнительно защитить материал можно на этапе производства путем добавления антисептических добавок непосредственно в клей. Актуальность данного вопроса основывается на том, что заражение древесины происходит именно в клеевом шве.
Целью работы является определение возможности использования синтезированной смолы [5] для клееных материалов, которая бы не допустила гниение клееного бруса в клеевом шве, и подбор оптимального количества добавки в смолу.
Особенностью производства клееных материалов с защитой от микроорганизмов, грибков и плесени заключается в том, что антисептические добавки обычно наносят на готовый материал в процессе строительства или отделки, Также некоторые соединения, предварительно не закрепленные на структуре покрытия химически не стойки и способны вымываться за
технические науки
наука без границ • № 6 (23) • 2018
период эксплуатации.
Для того чтобы предотвратить процессы гниения на поверхности и внутри клееного материала антисептическую добавку используют в смоле в ходе синтеза и используют ее в качестве клеев для склеивания клееных материалов. Это позволит нам защитить конструкцию не только снаружи, но и внутри клеевого шва.
Основной задачей использования антисептической добавки при производстве клееных материалов, является защита древесины от гниения внутри клеевого шва. Отдельно отметим, что тетраборат натрия имеет противопожарный эффект, так как при нагревании выделяет воду и тем самым образует на поверхности древесины паровую рубашку, что препятствует возгоранию и распространению пламени.
В качестве основы была выбрана кар-бамидоформальдегидная смола КФК-СФ [1], которая является продуктом поликонденсации карбамида с формальдегидом в присутствии щелочного катализатора [3].
В данной работе используем смолу КФК-СФ, модифицированную тетробора-том натрия [5].
Данные статьи показывают, что технические характеристики этой смолы позволяют использовать ее как основу для клея при производстве клееных материалов.
Для дальнейших исследований были приняты следующие решения: произвести склеивание образцов изготовленных из древесины бука.
В качестве отвердителя был использован классический хлористый аммоний
Свойства <
N^0 40 % раствор, сухой хлористый аммоний и предлагаемый кафедрой ЛТ-12 «Технология древесных плит и пластиков» новый отвердитель на основе поли-винилхлорида.
Свойства отвердителя представлены в табл. 1.
Проведены физико-механические испытания образцов на разрыв и стойкость клея при кипячении в течение 2 часов и выдержки в холодной воде в течение 24 часов.
Изучены влияние количества отверди-теля на прочностные характеристики клееного материала, полученного в лаборатории кафедры ЛТ-12.
Для склеивания образцов были применено холодное склеивание со следующим количеством отвердителя: 10 % и 20 % от количества смолы.
Дальнейшее увеличение количества отвердителя нецелесообразно, так как приводит к удорожанию продукции, значительно снижается жизнеспособность смолы, что уменьшает технологический цикл изготовления клееных материалов и приводит к резкому ухудшению физико-механических свойств клееных материалов, что представлены на рис. 1 и 2.
На графике видно, что при увеличении количества отвердителя, уменьшается время отверждения клеевой композиции при 20 °С, что при увеличении свыше 20 % снижает жизнеспособность смолы, тем самым уменьшает время переработки клеевой композиции для склеивания древесных материалов.
Таблица 1
№ Наименование показателя Значение показателя
1 Вязкость, с 90-92
2 рН 3,25
3 Плотность, кг/м3 1,160
Изменение времени желатинизации от количества отвердителя в смоле при 20 "С, мин/%
и -I-1-1-1-
10% 15% 20% 25%
Рис. 1. Изменение времени желатинизации от количества отвердителя в смоле
0,2 0,1 о
10% 15% 20% 25%
Рис. 2. Значение показателей прочности при разрыве после выдержки в холодной воде,
в течение 24 ч.
Таблица 2
Физико-механические свойства полученных образцов. (Прочность при скалывании, МПа)
Отвердитель 10% 20% Раствор N^0, 20 % р-р Сухой N^£1
Название смолы КФК-15 КФК-СФ КФК-15 КФК-СФ КФК-15 КФК-СФ КФК-15 КФК-СФ
Холодная вода - 24 ч. 0,625 0,7 0,75 0,8 0,5 0,7 0,25 0,25
Горячая вода - 2ч. 0,25 0,3 0,375 0,5 0,25 0,3 - -
Из этого графика принимаем оптимальное значение отвердителя 20 %.
Из графиков видно, что смола КФК-15 и КФК-СФ с увеличением количества отвердителя увеличивают прочностные показатели и показатели смолы КФК-СФ с добавкой несколько выше, что говорит о
том, что ее можно использовать для изготовления клеёных материалов.
Физико-механические свойства полученных образцов представлены в табл. 2.
Разрывы происходили не по клеевому шву, а по древесине, особенно при количестве отвердителя равным 20 %. А образцы
технические науки
наука без границ • № 6 (23) • 2018
с использованием сухого хлористого аммония в качестве отвердителя не выдерживали кипячение.
Заметим, что данные результаты являются лабораторными. Исходя из анализа табл. 2, было принято, что лучший образец испытать на скалывание. С этой целью был выбран образец с содержанием отвер-дителя 20 %.
Испытание проводилось согласно
ГОСТ 9624-20091 и результат испытаний составил - 3,1 МПа.
В связи с этими исследованиями можно рекомендовать модифицированную тетраборатом натрия смолу КФК-СФ для использования в качестве основы клея для клееных материалов, а в качестве отверди-теля предлагается отвердитель на основе поливинилацетата.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пасько Ю. В., Екимов В. О., Щеглов М.А. Исследование физико-механических свойств композиционных материалов на основе КФК-СФ. Красноярск. 2017. С. 152-153.
2. Пасько Ю. В., Цветков В. Е., Романова М. С. Исследование технологических свойств КФК-СФ // Наука без границ. 2017. № 12 (17). С. 46-49.
3. Пасько Ю. В. Древесностружечные плиты на основе карбамидоформальдегидных смол, модифицированных смесью одноатомных спиртов: дис. ... канд. техн. наук. - Москва, 2003. - 164 с.
4. Волынский В. Н. Технология клееных материалов: Учебное пособие для вузов (2-е изд., исправленное и дополненное). Архангельск: Издательство Архангельского государственного технического университета, 2003. 280 с.
5. Пасько Ю. В., Армизонова М. А., Юрочкин Н. А., Карева Е. И. Исследование влияния антисептической добавки на физико-механические свойства композиционных материалов // Наука без границ. 2018. № 6 (23). С. 75-79.
REFERENCES
1. Pas'ko Yu. V., Ekimov V. O., Shcheglov M.A. Issledovanie fiziko-mekhanicheskih svoistv kompozitsionnyh materialov na osnove KFK-SF [Study of physical and mechanical properties of composite materials based on CPK-SF]. Krasnoyarsk, 2017, pp. 152-153.
2. Pas'ko Yu. V., Tsvetkov V. E., Romanova M. S. Issledovanie tekhnologicheskih svoistv KFK-SF [Research of technological properties of KFK-SF]. Nauka bez granic, 2017, no. 12 (17), pp. 4649.
3. Pas'ko Yu. V. Drevesnostruzhechnye plity na osnove karbamidoformal'degidnyh smol, modifitsirovannyh smes'yu odnoatomnyh spirtov [Particle Board based on urea-formaldehyde resins modified by a mixture of monoatomic alcohols]. Ph. D. thesis. Moscow, 2003, 164 p.
4. Volynskii V. N. Tekhnologiya kleenyh materialov: Uchebnoe posobie dlya vuzov. (2-e izd., ispravlennoe i dopolnennoe) [Technology of glued materials: a textbook for universities (2nd ed., corrected and supplemented)]. Arhangel'sk, Izdatel'stvo Arhangel'skogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2003, 280 p.
5. Pas'ko Yu. V., Armizonova M. A., Yurochkin N. A., Kareva E. I. Issledovanie vliyaniya antisepticheskoi dobavki na fiziko-mekhanicheskie svoistva kompozitsionnyh materialov [Study of the influence of antiseptic additives on the physical and mechanical properties of composite materials]. Nauka bez granic, 2018, no. 6 (23), pp. 75-79.
Материал поступил в редакцию 05.07.2018 © Пасько Ю. В., Пасько А. С., Шепелев Е. Ю., 2018
1 ГОСТ 9624-2009 Древесина слоистая клееная. Метод определения предела прочности при скалывании.
