CC BY
16
УДК 674.2:624.011.15
ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ НА ПРОЧНОСТЬ ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА
EFFECT OF THE CONTENT OF WO OD PARTICLES ON STRENGTH OF WOOD-POLYMER COMPOSITE MATERIAL
Руденко Б.Д., Плотников С.М.
(Сибирский государственный аэрокосмический университет, г.Красноярск, РФ)
Rudenko B.D., Plotnitkov S.M.
(SibSAU, Krasnoyarsk, the Russian Federation)
При содержании в композиции полимерного связующего менее 10 мас. % наблюдается резкое снижение прочности изделий. Повышение содержания в композиции полимерного связующего более 20 мас. % приводит к значительному улучшению физико-механических характеристик получаемых изделий. Наибольшее значение прочности соответствует использованию сухих древесных частиц и использованию от 40 % до 60 % полиэтилена в смеси.
When the polymer binder contains less than 10 wt. % There is a sharp decrease in the strength of products. The increase in the content of the polymer binder composition is more than 20 wt. % Leads to a significant improvement in the physico-mechanical characteristics of the products obtained. The greatest value of strength corresponds to the use of dry wood particles and the use of 40% to 60% of polyethylene in the mix.
Ключевые слова: композиция, полимерное связующее, прочность, состав, соотношение, древесные частицы
Key words: composition, polymer binder, strength, composition, ratio, wood particles
Содержание термопластичного полимерного связующего можно варьировать в широких пределах в древесно-полимерных композитах. Однако зависимости технико-экономических характеристик получаемых композиций и изделий от содержания любого из компонентов исходной композиции имеют экстремальные значения. Так, при содержании в композиции полимерного связующего менее 10 мас. % наблюдается резкое снижение прочности изделий. Повышение содержания в композиции полимерного связующего более 20 мас. % не приводит к значительному улучшению физико-механических характеристик получаемых изделий, но обуславливает возрастание их стоимости. Соответственно, включение в композицию менее 50 мас.% древесно-растительного наполнителя приводит к снижению некоторых эксплуатационных характеристик и повышению стоимости получаемых изделий, а в количестве более 90 мас.% - к резкому падению деформационно-прочностных свойств изделия [1,2].
Для уточнения влияния соотношения компонентов древесные частицы-термопласт (полиэтилен), а также влажности древесных частиц (в диапазоне 0 - 16 %) был поставлен эксперимент и обработан согласно [3]. Использовался план для изучения свойств смеси (состав-свойство). Использовались древесные частицы-отходы после строгального станка, влажностью от 0 до 16 %. В качестве термопласта, бытовые отходы полиэтиленовых мешков, измельчен-
ные до фракции, проходящих через отверстия сита диаметром 5 мм. В таблице 1 представлены значения псевдокоординат.
На рисунке 1 графически представлена область исследуемых факторов. Как известно [5] вершины диаграммы соответствуют 100 % содержанию исследуемого компонента. Так как интерес представляет не вся область диаграммы, а только ее часть, обозначенная псевдокоординатами, поэтому необходимо перенормировать вершины принятой диаграммы. Принятый интервал взят согласно литературных источников [1,2,3].
Таблица 1 - Значения псевдокоординат компонентов
Вершина диаграммы 1севдокоординаты
Древесные частицы влажностью 0 % Древесные частицы влажностью 16 % Частицы полиэтилена
Количество, % Количество, % Количество, %
Древесные частицы влажностью 0 %, (1) 70 0 30
Древесные частицы влажностью 16 %, (3) 0 70 30
Частицы полиэтилена, (2) 15 15 70
В результате изучения свойств получаемых компонентов, определялись физико-механические показатели согласно ГОСТ 10634-73, ГОСТ 10635-73, ГОСТ 10636-73.
На рисунке 1 представлена поверхность отклика для прочности в изучаемом диапазоне. Прочность плавно возрастает от влажных (16%) древесных частиц к сухим (0%). Точка перегиба находится посредине исследуемой области.
Рисунок 1 - Поверхность отклика для прочности
На рисунке 2 представлен разностный график для исследуемых свойств. На графике видно, насколько предсказанные значения по модели соответствуют определяемым характеристикам.
Рисунок 2 - Разностный график для прочности
Из рассмотренных графиков видно, что наибольшее значение прочности соответствует использованию сухих древесных частиц и использованию от 40 % до 60 % полиэтилена в смеси. Данные результаты распространяются на условия использования компонентов и используемые режимные факторы.
Список используемых источников
1. Будников, И.В. Экологически чистые древесно-полимерные композиты [Электронный ресурс] / И.В.Будников, О.А.Парамонова // 2007. - Режим доступа: http://conf.bstu.ru/conf/docs/0011/0172.
2. Абушко, А.В. Экструзия древесно-полимерных композитов [Электронный ресурс] / А.В. Абушко // 2005. - режим доступа:
http://www.furmagazine.ru/arti cle_8_18.html
3. Хлебодаров, В.Н Композиционные материалы из отходов древесины и бытовых полимеров [Текст] / В.Н.Хлебодаров, Б.Д.Руденко // Лес и Техника. - 2007. - №3(10). - с 21-23
4. Дюк, В. Обработка данных на ПК в примерах [Текст] / В.Дюк.- СПб: Питер, 1997. - 207 с.
5. Пен, Р.З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства [Текст] / Р.З.Пен. - Красноярск.: Изд-во КГУ, 1982. -192 с.
