CC BY
17
Науковий вкник НЛТУ УкраУни. - 2012. - Вип. 22.10
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБН11ЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 674.093.26 Проф. П.А. Бехта, д-р техн. наук;
астр. Д.В. Тимик - НЛТУ Украши, м. Львiв
РЕЖИМИ ПРЕСУВАННЯ ФАНЕРИ 13 ШПОНУ, МОДИФ1КОВАНОГО ПЕРОКСИДОМ ВОДНЮ
Дослщжено вплив napaMeTpiB режиму пресування на межу мщносп на 3pi3 фа-нери, виготовлено! 3i шпону, модифiкованого пероксидом водню. Наведено регре-сiйнi залежност межi мiцностi фанери на зрiз та спресуванням фанери вiд тиску, температури, тривалост пресування i витрати клею. Рекомендовано оптимальш ре-жими пресування фанери, виготовлено! з модифжованого шпону.
Ключовг слова: фанера, пероксид водню, тиск, температура, тривалють пресування, межа мщносп на зрiз.
Постановка науковоУ проблеми. У роботах [1-3] встановлено можли-вiсть виготовлення фанери з модифжованого шпону, а також наведено влас-тивостi фанери, виготовлено! з нього. Встановлено, що фанера, виготовлена 3i шпону, модифжованого пероксидом водню (Н2О2), оцтовою кислотою (СН3СООН), натрiй карбонатом (Na2CO3), алюмшш сульфатом (Al2(SO4)3), порiвняно iз фанерою, виготовленою за традицшною технологieю, характеризуемся бiльшою мiцнiстю. Зокрема найвищу мiцнiсть спостерiгаемо у випад-ку використання, як модифiкатора, пероксиду водню, мщнють фанери на зрiз для якого практично в два рази перевищуе значення стандартно! мщносп.
Вплив пероксиду водню на властивосп фанери у згаданих вище пра-цях вивчали за сталих значень параметрiв пресування: тиску - 1,8 МПа, температури 135 °С та витрати клею - 150 г/м2. Питання, яю стосуються впливу пероксиду водню на властивосп фанери в разi змiни значень параметрiв режиму пресування, залишились нез'ясованими.
Тому метою до^дження було з'ясувати вплив параметрiв пресування фанери, виготовлено! iз шпону, модифжованого пероксидом водню, на !! фiзико-механiчнi властивостi.
Матер1али та методи досл1дження. Для виконання дослщжень вико-ристовували березовий лущений шпон товщиною 1,5 мм, вологютю 4-6 %. Перед нанесенням клею на шпон, його поверхню шляхом розпилення оброб-ляли пероксидом водню концентращею k=3 % i витратою q=10 г/м2. Досль джували вплив режимних параметрiв пресування (тиску Р=1,2; 1,5; 1,8 МПа, температури - Г=120, 135, 150°С), тривалостi пресування (/=6, 8, 10 хв) та витрати клею (g=90, 120, 150 г/м2)) на межу мщносп фанери на зрiз (азр) та спресування фанери (С).
Результати дослщження. На основi експериментальних даних було отримано адекватнi регресшш залежностi: • мщносп фанери на зр1з
3. Технолог1я та устаткування л1совиробничого комплексу
113
Нацюнальний лкотехшчний унiверситет Украши
азр =0,000136+0,000097Р+0,0113Т+0,00059 /+0,00133 я+0,00063РТ-
-0,0007Р/+0,00167Ря-0,000178Т/-0,000087Тя+0,000111/^; (1)
• спресування фанери
С=-27+2,267Р+0,212Т+0,0407/+0,0294я - 0,00094РТ+0,0058Р/-
0,00235Ря+0,000226Т/ - 0,0000898Тя+0,00437^. (2)
Графiчну iнтерпретацiю отриманих залежностей зображено на рис. 1.
Встановлено, що збшьшення значень технологiчних параметрiв пресу-вання, таких як: температури та тиску пресування, витрати клею, забезпечуе зростання мiцностi фанери на зрiз. 1з рис. 1 (а, б) випливае, що iз тдвищен-ням температури пресування вщ 120°С до 150°С, а тиску пресування - вщ 1,2 до 1,8 МПа, мiцнiсть фанери на зрiз зростае в середньому на 4 % i 19 % вщповщно. Це пояснюють тим, що завдяки тдвищенню температури вщбу-ваеться покращення взаемодп мiж клеем i деревиною (ист реакцшно1 здат-ностi клею, покращення умов змочування i розтжання тощо).
120 130 140 150 160 Температура прссуваымн. (
Рис. 2. Залежпосян спресування фанери ви): а) витрати клею; тиску пресування: б) триеалоепп пресування / нитрат и клею; а) Ыд температури та тиску пресування
Збшьшення витрати клею вщ 90 до 150 г/м2 також сприяе зростанню мщносп фанери на зрiз (рис. 1, б, в) приблизно на 23 %. Модиф^вання по-верхш шпону призводить до збiльшення кшькосп реакцiйно здатних груп на
Науковий вкник НЛТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.10
його поверхш. Своею чертою, тдвищення витрати клею забезпечуе збшь-шення кiлькостi реакцшно здатних груп клею. Зрозумiло, що це призводить до утворення бшьшо! кiлькостi зв'язкiв мiж клеем та деревиною, а отже, до значного зростання мщносп клейового з'еднання внаслщок пiдвищення витрати клею до 150 г/м2.
1з пiдвищенням витрати клею вщ 90 до 150 г/м2 спресування фанери (рис. 2) зростае у 1,2 раза, а iз збшьшенням часу пресування вщ 6 до 10 хв - у 1,4 раза. Внаслщок модиф^вання на поверхню шпону вноситься додаткова волога, що спричинюе розм'якшення та пластифiкацiю поверхнi деревини i призводить до зростання деформацп пакета на 1,5-3 %.
Найбiльше впливають на спресування тиск i температура пресування (рис. 2, в). Оскшьки тиск е джерелом деформацп, то вш визначае 11 величину та швидюсть зростання. Своею чергою, у мiру прогрiвання пакета, тобто iз збiльшенням температури вiд 120 до 150°С, вiдбуваеться iнтенсивне зростання залишково! деформацп. 1з зменшенням тиску вщ 1,8 до 1,2 МПа i температури вiд 150 до 120 °С спресування пакета шпону зменшуеться у 1,4 та 2,2 раза, вщповщно.
Однак за умови вих дослiджуваних технологiчних режимiв пресування спресування фанери, виготовлено! з модифжованого шпону, знаходиться в допустимих межах i не перевищуе 13 °%, що вiдповiдае вимогам стандарпв i технологiчних iнструкцiй з виготовлення фанери. За результатами досль джень рекомендуемо оптимальш параметри режиму пресування фанери, виготовлено! iз шпону, модифжованого пероксидом водню концентращею 3 % i витратою 10 г/м2: тиск - 1,2 МПа, температура - 120 °С, тривалють - 6 хв, витрата клею - 90 г/м2.
Висновки. Встановлено, що модиф^вання поверхш шпону пероксидом водню (концентращею 3 %, витратою 10 г/м2) дае змогу отримати фанеру з тдвищеними показниками фiзико-механiчних властивостей за менших значень параметрiв пресування: тиску - 1,2 МПа, температури - 120°С, три-валост - 6 хв, витрати клею - 90 г/м2, завдяки чому можна отримати значну економт матерiальних ресурсiв, порiвняно з традицшною технологiею виготовлення фанери. Значення мщносп на зрiз тако! фанери приблизно вдвiчi перевищуе значення, встановлене стандартом.
Л1тература
1. Нощенко Г.В. Вплив модифжування лущеного шпону на рН його поверхш / Г.В. Но-щенко, Д.В. Тимик // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2012. - Вип. 22.01. - С. 125-129.
2. Тимик Д.В. Х1м1чш перетворення основних компоненпв деревини шд час х1м1чного модифжування поверхш лущеного шпону перед склеюванням / Д.В. Тимик, Г.В. Нощенко
// Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. -2012. - Вип. 22.04. - С. 148-154.
3. Бехта П.А. Вплив модифжування поверхш лущеного шпону на мщнють фанери на зр1з / П.А. Бехта, Д.В. Тимик // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2012. - Вип. 22.07. - С. 107-110.
Бехта П.А., Тимик Д.В. Режимы прессования фанеры из шпона, модифицированого перекисью водорода
3. Технолопя та устаткування лковиробничого комплексу
115
Нацюнальний лкотехшчний унiверситет УкраУни
Исследовано влияние параметров режима прессования на предел прочности на срез фанеры, изготовленной из шпона модифицированного перекисью водорода. Приведены регрессионные зависимости предела прочности фанеры на срез и упрес-совка фанеры от значений давления, температуры, времени прессования и расхода клея. Рекомендованы оптимальные режимы прессования фанеры, изготовленной из модифицированного шпона.
Ключевые слова: фанера, перекись водорода, давление, температура, время прессования, предел прочности на срез.
Bekhta PA., Tymyk D.V. Pressing regimes of plywood made of veneer modified by hydrogen peroxide
The influence of regimes pressing on the shear strength of plywood were investigated. The plywood produced of veneer modified by hydrogen peroxide. The regressive dependences of shear strength and upon pressing pressure, temperature duration and cost of glue were given. The optimal regimes pressing of plywood on the basis of modified veneer recommended.
Keywords: plywood, hydrogen peroxide, pressure, temperature, duration, shear strength.
УДК 674.047 Проф. П.В. Бглей, д-р техн. наук;
астр. Б.1. Приставський - НЛТУ Украши, м. Львгв
АНАЛ1З ЕФЕКТИВНОСТ1 КОНВЕКТИВНОГО СУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ
Розглянуто ефектившсть використання рiзних агента сушшня (топкових газiв i атмосферного повггря) у процес конвективного сушшня пиломатерiалiв, шпону та подрiбненоi деревини. Описано методику визначення питомих витрат теплоти на випа-ровування 1 кг вологи, за якими можна обгрунтувати ефектившсть процесу сушшня.
Ключовг слова: питома витрата теплоти, на^вання, випаровування, деревина, волопсть, температура, питома теплоемшсть, ефектившсть.
Сушшня деревини е складним енергоемним тепломасообмшним про-цесом, який характеризуеться зовшшшм теплообмшом 1 внутршшм теплопе-ренесенням, зовшшшм вологообмшом ! внутршшм вологоперенесенням. Для здшснення внутршнього вологоперенесення потр!бно витрачати значну кшьюсть теплово! енергп, щоб розiрвати енергетичний зв'язок вологи з мате-рiалом у його середиш та здшснити зовшшнш вологообмш з поверхнi мате-р!алу в довкiльне середовище. Для сушшня деревини використовують, пере-важно, чотири способи: конвективний, кондуктивний, радiацiйний та елек-тричний, що вiдповiдае способам передач! тепла до матер!алу-деревини. Деревина може висушуватися у вигляд1 пиломатерiалiв i заготовок, лущеного i струганого шпону та подрiбненоi деревини. Ус1 щ способи сушшня описано у фаховш та техшчнш лiтературi, наведено в результатах теоретичних та ек-спериментальних дослiджень [1-4].
Конвективний спошб сушшня е найбшьш поширеним у промисловосп завдяки економiчнiй ефективностi. Конвективний спошб сушшня засновано на конвективному шдведенню тепла до висушуваного матерiалу. Тут мають на уваз^ що конвективний спошб передачi тепла е основним i часто допов-нюеться тепловим випромiнюванням i кондуктивною складовою. Як агент сушшня використовуеться пароповiтряна сумш (атмосферне повиря), сумш
