CC BY
50Лесопромышленный комплекс
данные показывают, что при радиусе фрезы г = 5 мм и t = 2 мм угол выхода фрезы из заготовки фвых = 53,1°, а центральный угол для средней толщины срезаемого слоя ф = 25,6°. Ясно, что средняя
толщина срезаемого слоя находится не на середине дуги фвых. Для t = 5 мм фых = 90°, ф = 39,5°, это подтверждает, что ф < 0,5 фвых.
3. Центральный угол, при котором толщина срезаемого слоя
достигает среднего значения, следует находить по формуле (4).
4. Использование в расчетах предлагаемых формул позволит повысить точность выполняемых режимов резания.
Библиографический список
1. Глебов И.Т. Резание древесины. СПб: Лань, 2010. 256 с.
2. Глебов И.Т. Решение задач по резанию древесины. СПб: Лань, 2012. 256 с.
УДК 542.54:[381.386]+66.091+674.07
С.В. Смирнов, Г.В. Киселева (S.V. Smirnov, G.VKiseleva)
Уральский государственный лесотехнический университет,
Екатеринбург
ПОЛУЧЕНИЕ АНТИСЕПТИКОВ ДРЕВЕСИНЫ НА ОСНОВЕ ХРОМАТОВ МЕДИ (STUDYING OF ANTISEPTIC MATERIAL FOR WOOD ON BASIS CHROMATE(VI) COPPER(II))
Изучены особенности синтеза обладающих биоцидными свойствами гидроксохроматов(У1) меди(11), состав которых связан с природой присутствующего в растворе катиона щелочного металла или аммония. В присутствии катиона натрия продукты отвечают составам Си055(СиОИ)090СгО4 — Си016(СиОИ)168СгО4, а в присутствии катионов калия и аммония образуются двойные соли (K,NH4)xCUy(OH)2-2x-yCrO4, где х принимает значения от 0,09 до 1,42, а у — от 1,08 до 1,15. Результаты лабораторных исследований использованы для обоснования состава композиций, предназначенных для защиты древесины от биоразрушений.
Laws of formation ofcrystal phases are investigated at interaction of a solution of sulfate of copper(II) with sodium, potassium or ammonium chromate(VI) and at hydrolysis copper(II) dichromate in sodium, potassium or ammonium oxyhydroxide solutions. At the presence of sodium reagent are formed copper(II) oxyhydroxidechromates(VI) which acidity changes within the limits of 1,29-1,32. With potassium and ammonium chromate(VI) copper(II) oxyhydroxidechromates(VI) form double salts. The received results can be used by development of the compositions containing water-soluble connections of copper(II) and chromium(VI), the wood intended for bioprotective impregnation.
Соединения хрома и меди используются в композициях, предназначенных для защиты древесины от биоразрушений [1—5]. Для повышения растворимости антисептиков, которая необходима на стадии пропитки древесины, в их состав вводят кислотные реагенты, такие как хромовый ангидрид, уксусная, борная или мышьяковистая кислоты и др. Усиление
биоцидных свойств происходит при введении в композиции соединений мышьяка, фтора и бора [6-8]. Кислотный характер таких антисептиков вызывает повышенную коррозию металлических изделий, которые непосредственно контактируют с обработанной антисептиком древесиной или попадают в среду кислых растворов, образующихся в результате вымы-
вания из антисептированной древесины агрессивных веществ.
Отсутствие жестких ограничений, предъявляемых к составам антисептиков, позволяет использовать в качестве исходных реагентов технологические растворы и сточные воды, содержащие водорастворимые хроматы щелочных металлов и соединения меди(11). Например, утилизация
Лесопромышленный комплекс
отработанных технологических растворов и сточных вод соединений хрома(У1), образующихся в процессах электрохимического хромирования, даёт возможность отказаться от традиционных способов очистки, связанных с обезвреживанием соединений хрома(У1) переводом их в менее токсичные соли хрома(Ш) и дальнейшим их осаждением при обработке известковыми растворами.
В данной работе исследованы закономерности образования ги-дроксохроматов(У1) меди(11) в зависимости от свойств и способа применения исходных реагентов. Показано, что на состав образующихся кристаллических фаз оказывают влияние химический характер соединений калия, натрия и аммония, а также характер протекающих реакций: обменное взаимодействие сульфата меди(11) с хроматами(У1) натрия, калия и аммония или гидролиз дихромата меди(11) в растворах гидро-ксидов натрия, калия и аммония. Для формирования устойчивых кристаллических фаз осуществлялась изотермическая обработка водно-дисперсных систем при температурах до 368 К. Содержа-
ние ионов в продуктах реакций рассчитывалось по данным объёмного химического анализа.
Произведение растворимости (ПР) хромата меди(11) составляет 3,6)0-6 [9], что без учёта ионной силы раствора соответствует молярной концентрации катионов меди(11) в насыщенном растворе МеМлЯ4 ),9)0-3 мольдм-3. Поскольку значение равновесной концентрации меди(11) в насыщенном растворе гидроксида ме-ди(11) составляет ),8)0-7 мольдм-3 (ПРси(0Н)2 = 8,3 )0-20), растворы солей меди(11) подвержены гидролизу и имеют кислую реакцию среды. Таким образом, водорастворимые соли меди(11), входящие в состав антисептиков, при растворении в воде образуют гидро-ксокомплексы, которые в процессе пропитки древесины осаждаются с хромат(У1)-ионами в виде гидро-ксохроматов(У1), кислотность которых может варьировать в широких пределах.
Для изучения закономерностей образования малорастворимых фаз, выполняющих функции антисептиков древесины, был изучен состав продуктов взаимодействия растворов сульфата меди(11) с рас-
творами хроматов(У1) натрия, калия и аммония:
Ме2+ + () - 0,Ст)МлЯ42- + тН2Я =
= Ме (ЯН )т (Мля4 )()т0,с т)+ тН +,
где т - кислотность гидроксохро-мата(У1) меди(11).
Установлено, что при осаждении катионов меди(11) раствором хромата(У1) натрия образуются гидроксохроматы(У1) меди(11), кислотность которых варьирует в пределах от ),29 до ),32 (таблица); соединения натрия и сульфат-ионы в продуктах практически отсутствуют. При замене раствора Ыа2МлЯ4 на растворы хроматов(У1) калия или аммония продукты осаждения представляют собой двойные соли гидроксохроматов меди(11) и хроматов(У1) калия или аммония, которые обладают повышенной растворимостью по сравнению с таковой индивидуальных гидроксохроматов(У1) меди(11).
По сравнению с хроматом(У1) меди(11) Ме2Мл207 обладает высокой растворимостью и часто включается в композиции антисептиков древесины. Изучение продуктов гидролиза дихромата
Состав продуктов, содержащих гидроксохромат меди(11), полученных обменным взаимодействием
и путем гидролиза реагентов
Реагенты Мольная доля ионов, приходящаяся на ) моль катиона меди(П) в продукте
Соединения меди(П) Соединения хрома(VI) Мля2; ян- На+; К +; ЫН+
МеSЯ4 Ыа2МлЯ4 0,35-0,38 ),29-),32 0,01-0,04
К2МлЯ4 0,87-0,9) 2,07-3,05 ),8)-2,6С
(N^2 МлЯ4 0,75-0,84 ),44-),86 0,83-0,76
Ме2Мл207 ЫаЯН 0,20-0,4) ),43-),С) 0,02
КЯН 0,87-0,93 ),47-),7) ),)7-),32
ЫН40И 0,87-0,88 0,79-0,9) 0,29-0,48
Лесопромышленный комплекс
меди(11) при действии гидрокси-дов натрия, калия и аммония в интервале 291-368 К показало, что катионы натрия, как и в реакциях ионного обмена, практически отсутствуют в осадках, а катионы калия и аммония с катионами ги-дроксомеди(П) осаждаются в виде двойных солей (см. таблицу). Кислотность образующихся в растворе МаОН гидроксохроматов(У1) меди(11) несколько выше, чем в случае взаимодействия CuSO4 и Ыа2СгО 4, и составляет 1,43-1,51.
Для катионов меди(11) характерны структуры с координацион-
ным числом шесть, отвечающие октаэдрическому расположению лигандов. При сильных тетрагональных искажениях октаэдра рассматривается также квадратное расположение лигандов. Стабилизация фаз, соответствующих двойным солям, осуществляется крупными по размеру катионами калия и аммония с ионными радиусами соответственно 0,133 нм и 0,143 нм [9], которые занимают кислородные полиэдры кристаллической решётки с координационными числами более шести, образованные тетраэдрами СгО^~
и гидроксогруппами. Катионы натрия и меди(11), значения ионных радиусов для которых примерно на 25 % меньше радиусов калия и аммония и составляют 0,098 нм и 0,08 нм соответственно, занимают обычно тетраэдрические или октаэдрические пустоты кристаллической решётки. Вследствие небольшого сродства к кислороду катионы натрия не могут конкурировать с катионами меди(11) по устойчивости кислородных полиэдров, и в системах с соединениями натрия образуются гидроксо-хроматы(У1) меди(11).
Заключение
Синтез малорастворимых фаз, содержащих соединения хро-ма(У1) и меди(11), обладающих высокими биоцидными свойствами, может быть осуществлён двумя способами, причём формированию устойчивых в воде кристаллических структур способствует изотермическая обработка пульп при температурах около 368 К:
• ионным обменом между водными растворами сульфата ме-ди(11) и хроматов(У1) натрия, калия или аммония;
• гидролизом дихроматов натрия, калия или аммония в растворах соответствующих гидро-ксидов щелочного металла или аммония.
В системах, в которых реагентами выступают соединения натрия, образуются гидроксохро-маты(У1) меди(11), отвечающие
формуле си (ОН )х (сг°4 )(1_0,5 х) со значениями кислотности х от 1,29 до 1,51. Способ получения продукта практически не влияет на его состав.
В присутствии соединений калия или аммония образуются продукты соосажде-ния хроматов(У1) калия или аммония и гидроксомеди(П)
(К, МН4 ) Си (ОН )х (СО )а-0,5х+0,5у) ,
имеющие характер двойных солей. Значения мольной доли аммония у и кислотности х в случае двойных солей с аммонием из-
меняются в пределах 0,29-0,83 и 0,79-1,86 соответственно. Аналогичные данные для двойных солей с калием имеют более высокие значения у и х, а именно, 1,17-2,65 и 1,47-3,05 соответственно. Синтез с использованием дихромата меди(11) приводит к более устойчивым в воде двойным солям, содержащим меньшие количества калия или аммония.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке композиций, содержащих водорастворимые соединения меди(11) и хрома(У1), предназначенные для биозащитной пропитки древесины.
Библиографический список
1. ГОСТ 28815-96. Растворы водные защитных средств для древесины. Технические условия. М., 2000. 21 с.
2. ГОСТ 20022.0-93. Защита древесины. Параметры защищенности. М., 2002. 50 с.
3. Беляева Н.В. Биологические основы защиты древесных материалов от повреждения термитами: дис. ... канд. биол. наук: 03.00.09/ Беляева Наталия Валентиновна. М., 1985. 175 с.
4. ВСН 9-72. Временные указания по антисептированию элементов деревянных мостов методом глубокой местной пропитки под давлением. М.: Транспорт, 1973.
Лесопромышленный комплекс
С. Беленков Д.А., Созонова В.Н. Исследование токсичности сернокислой меди в смеси с хромово-кислым натрием для пленчатого домового гриба // Биоповреждения материалов и защита от них. М.: Наука, 1978. С.)86-)88.
6. Беленков Д.А., Левинский Ю.Б., Стенина Е.И. Изучение свойств древесины, пропитанной антисептиком УЛТАН // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: VIII междунар. евраз. симпозиум. Екатеринбург, 20)3.
7. Пат. 2278782 Российская Федерация. МПК С 0) В27К3/28, В27К3/32. Способ получения антисептика типа хром-медь-мышьяк для пропитки древесины / В.Д.Журавлёв, Д.А.Беленков, В.Г.Васильев; заявл. 02.)).2004 (заявка 2004)32035/04); опубл. 27.06.2006.
8. Пат. 2409465 Российская Федерация. МПК С 2 В27К3/28, В27К3/32. Способ получения антисептика для пропитки древесины / Д.А.Беленков, Д.И.Канарский, Т.И.Фролова; заявл. )3.03.2009 (заявка 2009)09330/05); опубл. 20.0).20)). Бюл. № 2.
9. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, )989. 448 с.
УДК 674.078.2
А.В.Кирилина, Ю.И. Ветошкин (A.V. Kirilina, U.I.Vetoshkin) Уральский государственный лесотехнический университет,
Екатеринбург
ДЕКОРАТИВНО-ХУДОЖЕСТВЕННАЯ ОТДЕЛКА ДЕТАЛЕЙ И ИЗДЕЛИЙ
ИЗ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ (DECORATIVE AND ARTISTIC FINISHING OF PARTS AND PRODUCTS
OF WOOD MATERIALS)
Рассматриваются различные способы декорирования деталей и изделий из древесины. Discusses the different ways of decoration parts and products from wood.
Декорирование - это создание художественного узора на поверхности предмета интерьера, мебели. Узор может быть разным -от самых простых рисунков до различных тематических композиций. Всевозможные способы декорирования и специальные материалы могут создать своеобразную форму декоративности мебельных изделий. Выбор правильной и нужной формы является сложной задачей. Низкое эстетическое качество изделия может возникнуть из-за неподходящего способа декорирования или неправильное его применение.
Декорирование является частью художественной обработки, основано на использовании декоративных качеств древесины, разнообразия ее текстуры и цвета, возможностей механической отделки. Благодаря художественной обработке у изделия появляются индивидуальность и эстетические достоинства.
Раньше деревянные изделия с художественным декором являлись частью художественной культуры большинства народов. Способы декорирования развивались и развиваются сегодня. Существует много вариантов де-
коративно-художественной отделки поверхности изделий из древесины и древесных материалов. Облагораживание и без того красивой поверхности усиливает ее ценность и изысканность. Варианты отделки представлены в таблице. Это, тем не менее, не весь список художественного декора на поверхности изделий из древесины. Однако многие из этих способов возникли еще в прошлых столетиях, но они совершенствуются, преобразуются и остаются актуальными в настоящее время.
Декоративные элементы мебели изготавливаются как индиви-
