ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФАНЕРЫ ФСФ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК К СВЯЗУЮЩЕМУ

А.А. Федотов, Т.Н. Вахнина, С.А. Котиков

Скачать

№ 1 (37)

Деревопереработка. Химические технологии

Сведения об авторах

Федотов Александр Андреевич – кандидат технических наук, доцент кафедры лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

ФГБОУ ВО «Костромской государственный университет», г. Кострома, Российская Федерация

e-mail: aafedotoff@yandex.ru

Вахнина Татьяна Николаевна – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

ФГБОУ ВО «Костромской государственный университет», г. Кострома, Российская Федерация

e-mail: t_vachnina@mail.ru

Котиков Сергей Алексеевич – магистрант кафедры лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

ФГБОУ ВО «Костромской государственный университет», г. Кострома, Российская Федерация

e-mail: galich1917@yandex.ru

 

Аннотация: 

Совершенствование процесса производства водостойкой фанеры ФСФ актуально с начала ее производства, меняются только критерии повышения качества фанерной продукции. На настоящем этапе затраты на повышение качества фанеры не могут компенсироваться увеличением цены, требуется снижение затрат на производство. Рациональный способ улучшения эксплуатационных свойств – снижение температуры прессования и введение модифицирующих добавок, повышающих адгезионную и когезионную прочность фенолоформальдегидного связующего. Проблема заключается в том, что при снижении температуры прессования до 150 °С и ниже фенолоформальдегидное связующее не достигает стадии резита, что негативно влияет на прочность и водостойкость фанеры ФСФ. Для связывания свободных метилольных групп олигомера и увеличения числа активных центров в сетке отверждаемого фенольного связующего принято решение использования в клеевой композиции модифицирующих добавок. В работе исследованы прочностные характеристики фанеры ФСФ с применением девяти модифицирующих добавок. Расход модификаторов варьировался в интервале 0,25-1,5 % с шагом 0,25 %. Прессование велось при температуре 120 °С. Установлено улучшение предела прочности фанеры при скалывании по клеевому слою на 5-15 % (в сравнении с контрольными образцами без добавки модификатора) при использовании в качестве модифицирующих добавок к фенолоформальдегидному связующему водных растворов шестиводного хлорида алюминия, безводного хлорида магния, восьмиводного сульфата цинка, сульфосалициловой кислоты, диметилглиоксима при различной доле добавки. Также повышается предел прочности при статическом изгибе фанеры при использовании модификаторов с различной долей добавки.

 

Ключевые слова: 

фанера ФСФ, фенолоформальдегидное связующее, модифицирующие добавки, температура прессования, прочность, скалывание, статический изгиб

 

Для цитирования: 

Федотов, А. А. Повышение прочностных показателей фанеры ФСФ путем использования модифицирующих добавок к связующему / А. А. Федотов, Т. Н. Вахнина, С. А. Котиков // Лесотехнический журнал. – 2020. – Т. 10. – № 1 (37). – С. 124–135. – Библиогр.: с. 132–135 (29 назв.). – DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.1/13

 

Литература: 
  1. Conner, A. H. Accelerated Cure of Phenol-Formaldehyde Resins: Studies With Model Compounds / A. H. Conner, L. F. Lorenz, K. C. Hirth // Journal of Applied Polymer Science. – 2002. – Vol. 86. – no. 1. – P. 3256–3263. – DOI: 10.1002/app.11106.
  2. Fortification of sulfited tannin from the bark of Acacia mangium with phenol–formaldehyde for use as plywood adhesive / Y. B. Hoong, M. T. Paridah, C.A. Luqman, M.P. Koh, Y.F. Loh // Industrial Crops and Products. – 2009. – Vol. 30. – Р. 416–421. – DOI:10.1016/j.indcrop.2009.07.012.
  3. Preparation of environmental friendly phenol-formaldehyde wood adhesive modified with kenaf lignin / M. H. Hussin, H. H. Zhang, N. A. Aziz [et al.] // Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. – 2017. – Vol. 6. – P. 409–418. – DOI.org/10.1016/j.bjbas.2017.06.004.
  4. Mirski, R. Potential of shortening pressing time or reducing pressing temperature for plywood resinated with PF resin modified using alcohols and esters / R. Mirski, D. Dziurka, J. Lecka // European Journal of Wood and Wood Products. – 2011. – Vol. 69. – no. 2. – Р. 317–323. – DOI: 10.1007/s00107-010-0436-8.
  5. Miyazaki, J. Effect of the addition of Acacia mangium bark on thermosetting of phenol–formaldehyde resin / J. Miyazaki, Y. Hirabayashi // Wood Sci Technology. – 2011. – Vol. 45. – P. 449–460. – DOI: 10.1007 / s00226-010-0342-6.
  6. Synthesis and characterization of phenol-formaldehyde resin using enzymatic hydrolysis lignin // W. Qiao, S. Li. G. Guo, S. Han, S. Ren, Y. Ma // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – 2015. – Vol. 21. – P. 1417–1422.
  7. Rusakov, D. S. Modification of Phenol- and Carbamide-Formaldehyde Resins by Cellulose By-products / D. S. Rusakov, G. S. Varankina, A. N. Chubinskii // Polymer Science, Series D. – 2018.– Vol. 11.– no. 1. – P. 33–38. – DOI: 10.1134/S1995421218010185.
  8. Sedliacik, J. Technology of low-temperature production of plywood bonded with modified phenol–formaldehyde resin / J. Sedliacik, P. Bekhta, O. Potapova // Wood research. – 2010. – Vol. 55(4). – P. 124–130.
  9. Ugryumov, S. A. The Use of Furan Oligomers for Modifying Phenol-Formaldehyde Resin in Plywood Industry / S. A. Ugryumov, R. V. Patrakov // Polymer Science, Series D. Glues and Sealing Materials. – 2011. – Vol. 4. – No. 1. – P. 38–40. – DOI: 10.1134/S1995421211010175.
  10. Valyova, М. Modified phenol – phormaldehyde resins used for plywood gluing / М. Valyova, Y. Ivanova // International Journal – Wood, Design & Technology. – 2015. – Vol. 4. – no. 1. – Р. 35–38.
  11. Viswanathan, Т. Whey modified phenol–Formaldehyde resins as plywood adhesives / T. Viswanathan, A. Toland // Carbohydrate Polymers. – 1991. – Vol. 15. – no. 1. – P. 41–49.
  12. Yamamoto, А. Surface modification of birch veneer by peroxide bleaching / A. Yamamoto, А. Rohumaa, М. Hughes, Т. Vuorinen, L. Rautkari // Wood Sci Technology. – 2017. – Vol. 51. – P. 85–95. – DOI: 10.1007/s00226-016-0880-7.
  13. Аскадский, А. А. Физико-химия полимерных материалов и методы их исследования / А. А. Аскадский, М. Н. Попова, В. И. Кондращенко. – Москва : АСВ, 2015. – 408 с. – ISBN 978-5-4323-0072-0.
  14. Берлин, А. А. Основы адгезии полимеров / А. А. Берлин, В. Е. Басин. – Москва : Химия, 1974. – 391 с.
  15. Варанкина, Г. С. Анализ эффективности снижения токсичности и сокращения продолжительности склеивания древесных материалов различными модификаторами / Г. С. Варанкина // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2015. – Вып. 210. – С. 138–148.
  16. Гуль, В. Е. Структура и прочность полимеров / В. Е. Гуль. – Москва : Химия, 1978. – 327 с.
  17. Модификация алюмосиликатами фенолоформальдегидных смол для склеивания фанеры / А. М. Иванов, Д. С. Русаков, Г. С. Варанкина, А. Н. Чубинский // Клеи. Герметики. Технологии. – 2017. – № 3. – С. 13–17.
  18. Кобец, Л. П. Структурообразование в термореактивных связующих и матрицах композиционных материалов на их основе / Л. П. Кобец, И. С. Деев // Российский химический журнал. – 2010. – T. LIV. – № 1. – С. 67–78.
  19. Комплексные соединения в аналитической химии : Теория и практика применения / Ф. Умланд, А. Янсен, Д. Тириг, Г. Вюнш. – Москва : Мир, 1975. – 531 с.
  20. Кукушкин, Ю. Н. Химия координационных соединений : учеб. пособие / Ю. Н. Кукушкин. – Москва : Высшая школа, 1985. – 455 с.      
  21. Лурье, Ю. Ю. Справочник по аналитической химии / Ю. Ю. Лурье. – 6-е изд., пер. и доп. – Москва : Химия, 1989. – 448 с.
  22. Магомедов, Г. Н. Особенности релаксационных свойств волокнистых, слоистых, гибридных и дисперсно-наполненных полимерных композитов : специальность 02.00.06 «Высокомолекулярные соединения» : дис. ... д-ра физ.-мат. наук : защищена 21.04.2005 / Магомедов Гасан Мусаевич; Институт химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук. – Москва, 2005. – 285 с.
  23. Малинский, Ю. М. Исследование в области физикохимии гетерогенных полимерных систем : специальность 02.00.04 «Физическая химия» : автореф. дис. … д-ра хим. наук / Малинский Юрий Михайлович ; Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова. – Москва, 1970. – 46 с.
  24. Русаков, Д. С. Модификация фенолоформальдегидных смол отходами производства алюминия и целлюлозы / Д. С. Русаков, Г. С. Варанкина, А. Н. Чубинский // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2019. – № 2. – С. 130–140. – DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.130.
  25. Соколова, Е. Г. Обоснование режимов склеивания шпона при производстве фанеры, изготовленной с применением модифицированной фенолоформальдегидной смолы / Е. Г. Соколова // Системы. Методы Технологии. – 2018. – № 4 (40). – С. 125–131. – DOI: 10.18324/2077-5415-2018-4-125-131.
  26. Сумм, Б. Д. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов. – Москва : Химия, 1976. – 231 с.
  27. Физер, Л. Реагенты для органического синтеза / Л. Физер, М. Физер. – Москва : Мир, 1970. − Т. 3. – 445 с.
  28. Фрейдин, А. С. Прогнозирование свойств клеевых соединений древесины / А. С. Фрейдин, К. Т. Вуба. – Москва : Лесная промышленность, 1980. – 224 с. 
  29. Чубов, А. Б. Отверждение фенолоформальдегидной смолы при пониженной температуре / А. Б. Чубов, А. А. Залипаев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2003. – Вып. 170. – С. 105–109.