автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии производства композиционных материалов на основе древесных наполнителей и минеральных вяжущих

На правах рукописи

Аминов Ленар Илдарович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ И МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ

05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань-2011

2 6 МАЙ 2011

4848068

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Сафин Руслан Рушанович;

Официальные оппоненты: — доктор технических наук, профессор

Рыбин Борис Матвеевич;

_ доктор технических наук, профессор Бурындин Виктор Гаврилович.

Ведущая организация - ОАО Волжско-Камский научно-

исследовательский институт лесной промышленности (ВКНИИЛП), г. Казань.

Защита диссертации состоится «17» июня 2011 года в 12 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.080.12 при ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» по адресу: 420015, Казань, ул. К.Маркса, 68.

I (

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан «_» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Байгильдеева Е.И.

Общая характеристика работы

В Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года отмечается, что приоритетным направлением является «....развитие мощностей по глубокой механической, химической и энергетической переработке древесины».

Актуальность темы. В настоящее время проблема качественного использования самой древесины, а также отходов деревопереработки приобретает несомненную актуальность, как в России, так и в мире. Поэтому разработка ресурсосберегающих технологий по модификации свойств древесины с целью ее дальнейшего использования в композиционных материалах является актуальной задачей.

Известно, что древесный наполнитель, наряду с присущими ему ценными свойствами (малая средняя плотность, легкость обработки, дешевизна и др.) имеет и отрицательные качества, которые затрудняют получение на его основе высокопрочного композиционного материала: повышенная химическая агрессивность; значительные объемно-влажностные деформации и развитие давления набухания; низкая адгезия по отношению к связующему; значительная упругость при уплотнении смеси. Традиционные методы механической модификации древесины, применяемые в производстве композитов практически исчерпали свои возможности. Использование известных химических методов деструкции древесины не позволяет эффективно использовать большую ее часть, и являются экологически неоправданными.

В то же время анализ литературных данных позволяет сделать вывод о том, что в последние годы всё большую популярность находят процессы термомодифицирования древесины, поскольку позволяют значительно повысить ее качественные характеристики без использования химических средств защиты. Однако исследований, касающихся использования термомодифицирования древесины в композиционных материалах пока проведено не было.

Также в последние годы активно ведутся исследования в области высокочастотной плазменной обработки различных материалов, в том числе и древесины. Однако пока нет исчерпывающих данных о возможности использования данного вида обработки при производстве древесно-наполненных композитов.

В связи с этим работа, направленная на решение задачи создания новых или усовершенствования существующих технологий производства древесно-наполненных композитов является актуальной.

Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете при поддержке гранта в номинации МИП по теме «Исследование влияния свойств древесины на процесс контактного термомодифицирования с целью получения строительного материала с заданными свойствами» 2008-2009 гг и при поддержке гранта в номинации СТАРТ 10 по теме «Разработка технологии и опытной установки вакуум-контактного термомодифицирования древесных материалов» 2010-2011 гг.

Цель работы состоит в разработке ресурсосберегающих технологий производства древесно-наполненных композитов на основе минеральных вяжущих путем

модификации структуры и состава древесного наполнителя физико-химическими методами. ,

В связи с этим в настоящей работе были поставлены следующие задачи:

1. Анализ существующих способов модификации древесного наполнителя, а также обзор современного состояния композиционных материалов на основе древесины.

2. Экспериментальная оценка воздействия высокочастотной плазмы пониженного давления, а также высокой температуры без доступа кислорода воздуха на физические свойства, химический состав и структуру древесного наполнителя.

3. Разработка математической модели, позволяющей прогнозировать прочностные свойства композиционного материала на основе древесных частиц и минерального вяжущего в зависимости от рецептуры, а также режимов обработки древесного сырья.

4. Разработка рекомендаций по совершенствованию технологических процессов производства композиционных материалов на основе древесных наполнителей, обеспечивающих повышение экономической эффективности производства, вследствие улучшения физико-механических характеристик продукции и возможности придания композитам специальных свойств.

Научная новизна.

Работа содержит научно-обоснованные технические и технологические решения, направленные на модификацию древесины с целью получения качественного композиционного материала на его основе:

1. Исследованы процессы смачивания, адгезии и поверхностные явления применительно к производству композиционных материалов на основе древесных наполнителей, подвергнутых высокочастотной плазменной обработке пониженного давления и термической обработке без доступа кислорода воздуха, в результате чего разработаны режимные параметры соответствующей обработки древесных частиц с целью повышения их смачивающейся способности и адгезионных свойств.

2. На основании результатов исследования влияния высокочастотной плазмы пониженного давления на древесину впервые показана возможность использования данного вида обработки для комплексного улучшения технологических характеристик древесного сырья при производстве композиционных материалов за счет модификации микро- и наноструктуры тела. Установлено, что вследствие обработки ВЧ разрядом пониженного давления, древесина приобретает новые сочетания свойств без изменения химического состава: в результате увеличения размеров пор повышается смачиваемость древесного наполнителя более чем на 50%, что приводит к улучшению адгезионных свойств древесины и повышению прочности древесно-цеменгных композиционных материалов, эксплуатируемых в условиях невысокой влажности.

3. По результатам исследований влияния высокотемпературной обработки древесного сырья без доступа кислорода воздуха доказана целесообразность использования данного вида обработки в производстве древесно-цементных композиционных материалов с целью повышения их эксплуатационных характеристик: ус-

тановлено, что предварительная высокотемпературная обработка существенно снижает содержание «цементных ядов» в древесине, уменьшает гигроскопичность и развитие давления набухания и, как следствие, позволяет создать композиционный материал, устойчивый к эксплуатации в условиях высокой влажности.

4. Разработана математическая модель, позволяющая прогнозировать предел прочности на сжатие арболита в зависимости от соотношения компонентов в смеси, режимов обработки древесного наполнителя, а также условий эксплуатации готовой продукции.

5. По результатам математического моделирования и экспериментальных исследований разработаны технические и технологические рекомендации по совершенствованию технологических процессов производства композиционных материалов на основе древесных наполнителей и минеральных вяжущих. Рекомендованы рациональные технологические режимы обработки древесного наполнителя. Разработан способ изготовления арболита. Новизна способа подтверждена патентом РФ.

Практическая ценность заключается в разработке ресурсосберегающей технологии производства древесно-наполненных композиционных материалов, обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками: предел прочности арболита на сжатие увеличился более чем на 80%, создан арболит для эксплуатации во влажных условиях.

Разработаны экспериментальные установки и методики исследований высокотемпературной обработки древесного наполнителя без доступа кислорода воздуха.

Разработаны способ и конструкция установки для термической модификации древесных частиц в промышленных масштабах.

Реализация работы. Основные научные и технические результаты диссертационной работы апробированы и приняты к использованию на предприятии ООО «НПП «Термотехнологии». Усовершенствование технологии производства арболита на данном предприятии позволило получить годовой экономический эффект свыше 1,5 млн. руб.

Теоретические положения производства композиционных материалов на основе древесных наполнителей и методики экспериментальных исследований, разработанные автором, используются в учебном процессе при изучении дисциплин «Технология композиционных материалов» и «Основы строительного дела».

Автор защищает;

1. Результаты влияния ВЧ плазмы пониженного давления и высокотемпературной обработки без доступа кислорода воздуха на показатели древесного наполнителя, обеспечивающие улучшение основных эксплутационных и потребительских характеристик древесных композиционных материалов.

2. Математическую модель расчета предела прочности арболита на сжатие в зависимости от соотношения компонентов в смеси, параметров плазменной или термической обработки древесного наполнителя, а также в зависимости от влажно-стных условий эксплуатации готовой продукции.

3. Технологию изготовления композиционного материала из модифицированного древесного сырья, рациональные технологические режимы обработки древесного наполнителя, а также результаты промышленных испытаний.

4. Способ и конструкцию установки термической модификации древесных частиц и результаты исследования эффективности выполненных разработок.

Личный вклад автора состоит в выборе темы и разработке основных идей диссертации, а также в постановке и решении задач теоретического, экспериментального и прикладного характера. При непосредственном участии автора разработаны лабораторные установки, обоснованы методики экспериментов, выполнены опыты, проанализированы и обобщены полученные результаты, разработаны технологические процессы с применением высокочастотной плазмы пониженного дав« ления и термической модификации древесного наполнителя, а также проведены промышленные испытания. Автору принадлежат основные идеи опубликованных в соавторстве статей.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных сессиях по технологическим процессам КГТУ (Казань) и на международных конференциях «Перспективы развития лесного и строительного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века» (Брянск), «Композиционные материалы на основе древесины» (Москва), «Композиционные материалы в авиастроении и народном хозяйстве» (Казань), «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда), «Биоэнергетика и биотехнологии - эффективное использование отходов лесозаготовок и деревообработки» (Москва), «ММТТ-23» (Саратов), «Будущее машиностроения России» (Москва).

Технология термической модификации древесины удостоена серебряной медали на X Московском международном салоне инноваций и инвестиций в 2010 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, и патент РФ № 2345886 на способ изготовления изделий из композиционных материалов, преимущественно арболита.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание изложено на 150 страницах машинописного текста.

На всех этапах работы в качестве научного консультанта принимал участие кандидат технических наук, доцент Хасаншин P.P.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель исследований, отмечена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрено современное состояние теории и практики создания древесно-наполненных композиционных материалов, дан анализ исследований создания новых композитов на основе древесины и приведены современные

представления о теоретических основах процесса модификации капиллярно-пористых материалов.

Во второй главе описаны разработанные экспериментальные установки для исследований модификации древесины путем термической обработки без доступа кислорода воздуха и обработки в ВЧ плазме пониженного давления, представлены объекты исследования, а также методики и результаты исследований свойств модифицированных образцов.

Для исследования изменения гигроскопичности модифицированной древесины, образцы, прошедшие обработку взвешивались и выдерживались в насыщенном паре в течение 26 часов. На основе проведенных экспериментальных исследований было выявлено, что обработка древесины высокочастотной плазмой пониженного давления вызывает увеличение гигроскопичности материала, что объясняется расширением и упорядочением пор в древесине (рис. 1).

1,30

1,20

1,00 0,95

Г у у

- аргон/азот;

- пропан/азот;

- аргон/пропан;

- аргон;

- воздух;

■ - контрольный образец.

15

25

Рис. 1. Изменение относительной массы образцов, обработанных в ВЧ плазме, при выдержке во влажной среде.

♦ контр -*-Т=353 К *-Т=373 К —Т=393 К Т=433 К -*-Т=453К -°-Т=473 К •~Т=493 К -*-Т=513 К; о-Т=533К.

Изменение относительной массы термообра-ботанных образцов при выдержке во влажной среде.

При этом установлено, что увеличение гигроскопичности древесных образцов прямо пропорционально мощности и продолжительности ВЧ плазменной обработки. В то же время выявлено обратное действие термической обработки: гигроскопичность древесного материала снижается при увеличении температуры и продолжительности обработки (рис. 2).

Результаты исследования изменения относительной массы образцов в зависимости от вида плазмообразующего газа, представленные на рис. 3, показали, что обработка в ВЧ плазме аргона и его смесях вызывает увеличение гигроскопических свойств древесины в среднем на 5% по сравнению с обработкой в ВЧ плазме воздуха и смеси пропан-азот.

мягкии ™ режим

щ жесткий

режим □ контр.

воздух пропан-азот аргон-азот аргон-пропан аргон

Рис. 3. Изменение относительной массы древесины в зависимости от вида плазмообразующего газа.

Смачивание поверхности характеризует ряд технологических свойств гетерогенных систем: вязкость, адгезионное взаимодействие между древесиной и связующим, поэтому были проведены исследования модифицированной древесины на смачиваемость путем замера краевого угла смачивания с помощью оптического микроскопа. Анализ полученных результатов характеризует существенное увеличение смачиваемости древесины при ВЧ плазменной обработке и, напротив, снижение смачиваемости при термической обработке (рис. 4). При этом смачиваемость древесины зависит от мощности ВЧ плазменной обработки.

а)

град. 70

60

50

40

30

20

-0« Г береза

\А ГА сосна

А

р

6)

373 393 413 433 453 473 493 Т,К

град. 6 4 2 0

сосна бере за

ОСИ} а

0 0,4

1,6 кВт

Рис. 4. Зависимость краевого угла смачивания древесины через 3 минуты выдержки капли: а - от температуры термической обработки; б - от мощности ВЧ обработки.

На рис. 5 представлены результаты исследований одного из важнейших недостатков древесного заполнителя - развития давления набухания. Экспериментальные исследования показали, что давление набухания древесины уменьшается

соответственно увеличению температуры обработки древесного материала, но при ВЧ плазменной обработке древесины при увеличении мощности наблюдается возрастание давления набухания древесного материала.

ч Р™ь

а) кЛа, 800

700

600

500

400

300

200

353 393 433 473 513 Т, К " 0,8 1,2 1,6 2 Wp кВт

Рис. 5. Давление набухания древесины в зависимости: а — от температуры термической обработки; б - от мощности ВЧ плазменной обработки.

Известно, что одним из определяющих недостатков древесины по отношению к цементному камню являются «цементные яды». В связи с этим при производстве композиционных материалов, в частности арболита, используются специальные добавки, снижающие влияние водорастворимых редуцирующих веществ. Количество добавок должно соответствовать содержанию данных веществ в древесине, поэтому было проведено исследование содержания водорастворимых редуцирующих веществ в древесном заполнителе после ВЧ плазменной и термической обработки.

Метод определения водорастворимых редуцирующих веществ основан на восстановлении сахарами основной соли двухвалентной меди до ее закиси. Содержание сахара определяют по количеству перманганата калия, прошедшего на титрование двухвалентного железа, образовавшегося в результате реакции трехвалентного железа с закисью меди. Таким образом, после проведения исследования установлено, что содержание Сахаров составляет соответственно: для необработанной древесины - 43 мг, для обработанной в ВЧ плазме - 32,4 мг и для термомодифицированной - 25,7 мг (рис. 6), т.е. наблюдается существенное снижение содержания водорастворимых веществ при термической обработке древесины. Некоторое снижение водорастворимых редуцирующих веществ в

контр. ВЧ ТМД

Рис. 6. Содержание водорастворимых веществ в древесине от вида обработки.

древесине, обработанной ВЧ плазмой, может также объясняться незначительным воздействием температуры при ВЧ плазменной обработке.

В ходе проведения экспериментальных исследований было выявлено, что термическая обработка влияет на древесный наполнитель, изменяя его химический состав. Изменения в полосе инфракрасного поглощения происходят при воздействии на древесину температуры 200 °С более одного часа. При этом происходит разложение гемицеллюлоз, температура деструкции которых, варьируется в интервале от 200 до 260 °С в зависимости от условий процесса. Напротив, ИК-спектр древесных образцов, прошедших ВЧ плазменную обработку, практически не претерпел изменений.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований основных свойств композиционных материалов, созданных на основе высокочастотной плазменной и термически модифицированной древесины и минеральных вяжущих. Впервые показана возможность использования данных видов обработки древесного наполнителя для улучшения эксплуатационных характеристик композиционного материала.

Из графиков представленных на рис. 8 видно, что термическое воздействие на наполнитель снижает водоцементное соотношение, что может быть объяснено существенным снижением водопоглощения термомодифицированными древесными частицами по сравнению с необработанными. В то же время ВЧ плазменная обработка вызывает обратный эффект и объясняется увеличением водопоглощения древесных частиц, подвергнутых данному виду обработки. В связи с неодинаковым водопоглшцением разных модифицированных древесных наполнителей были приняты следующие рациональные водоцементные соотношения В/Ц: для термически обработанных наполнителей - 0,45; для необработанных - 0,8; для ВЧ - 0,9.

(Тсж,

МПа

6,0

5,0 4,0 3,0 2,0 1,0

0,25 0,5 0,75 1,0 В/Ц

Рис. 8. Изменение предела прочности арболита при сжатии в зависимости от водоцементного соотношения.

В результате проведенных исследований по определению предела прочности на сжатие арболита, полученного из термически и ВЧ обработанных древесных частиц и прошедшего многократное увлажнение и сушку с количеством циклов равное 20, заморозку и оттаивание с количеством циклов - 20, получена графическая зависимость, представленная на рис. 9. Из графиков видно, что термическое воздействие в диапазоне температур 180-210 °С существенно увеличивает эксплуа-

тационные характеристики арболита, повышая его влагостойкость. ВЧ обработка способствует существенному увеличению прочности при эксплуатации арболита в

Рис. 9. Предел прочности на сжатие арболита, изготовленного из модифицированных древесных частиц: а — частицы прошедшие термическую обработку; б - частицы прошедшие ВЧ обработку.

Для оценки адгезионной прочности минерального вяжущего к древесному наполнителю использован метод отрыва элемента, приклеенного к слою, нанесенного на поверхность древесины минерального вяжущего.

Результаты экспериментальных исследований по определению адгезионной прочности минеральных вяжущих к поверхностям древесины различной породы до и после модифицирования показали, что адгезионная прочность связующих на ос' нове портландцемента меняется в широких пределах в зависимости от состава и метода обработки древесного наполнителя. После обработки древесного наполнителя разрядом ВЧ плазмы повышается адгезионная прочность связующего к древесине, что нельзя сказать о термической обработке. Термообработка, в лучшем слу-I чае, не сказывается на адгезию, а зачастую и уменьшает ее, что может объясняться

ухудшением смачиваемости термодревесины. I На основе планирования эксперимента и результатов экспериментальных

исследований по модификации древесины была разработана математическая модель для древесно-композиционного материала, которая позволяет прогнозировать предел прочности композита на сжатие в зависимости о рецептуры и режима обработки древесного наполнителя. В полученных эмпирических уравнениях предел прочности арболита на сжатие зависит от условий эксплуатации, мощности и продолжительности обработки и толщины прослойки цементного камня.

При этом для определения толщины цементной прослойки использована формула

12

6= а'-Ц'К

Д-^д-Ри' 0)

в которой удельная поверхность древесной дробленки определяется из уравнения

2(1 1 П

(3)

Предел прочности арболита из ВЧ обработанных и термомодифицирован-ных древесных частиц в зависимости от условий эксплуатации:

1. Предел прочности арболита при эксплуатации в сухих условиях (без увлажнения):

- из ВЧ обработанных древесных наполнителей

а^увл =5,7166 + 0,3006М+0,1237т-11579,25 - 0,0105Н2 -0,0036т2 + + 293200052 - 0,0077№ + 753,2И5 + 63,4x5

- из термически обработанных древесных наполнителей

°безувл = 1,3453 + 0,0859Т - 0.0012Т2 + 6,8085 • Ю^Т4 + 6755 + 5000052. (4)

2. Предел прочности арболита при эксплуатации в условиях переменной влажности (после 20 циклов «увлажнение-сушка»):

- из ВЧ обработанных древесных наполнителей

стсувл = 2,8886-0,93879И-0,06482т+ 25725 +ОД078И2 -0,0011т2 + + 342000052 + 0,0185№ + 26№

- из термически обработанных древесных наполнителей

= 3,452-0,0498Т + 0,0002Т2 - 2,6664-10~7Т3 + 5,78515 + 30290,54482 СуВЛ~ 1-0,0122Т + 3,5372-10_5Т2 + 30,37625

(6)

В результате проверки на адекватность было установлено, что расхождение между расчетными и экспериментальными точками находится в пределах 7 %. Представленная регрессионная модель позволяет прогнозировать производство арболита заданного качества в зависимости от нужд потребителя.

В результате проведенных исследований, доказано, что модификация древесного наполнителя в высокочастотной плазме пониженного давления, обеспечивает существенный рост адгезионного взаимодействия и общее повышение прочности при эксплуатации арболита в сухих условиях. Определены параметры плазменной обработки древесного наполнителя, позволяющие получить арболит с высокими прочностными характеристиками: N = 4,5 -ь 5,5 кВт/кг, т = 5 + 7 мин. Также установлено, что термическое воздействие на древесный наполнитель в диапазоне

температур 180-210°С существенно увеличивает эксплуатационные характеристики арболита, повышая его влагостойкость.

В четвертой главе приводится промышленная апробация результатов исследований процесса модифицирования древесины в производстве древесно-наполненцых композитов: представлен разработанный технологический процесс изготовления композиционного материала на основе модифицированной древесины и минеральных вяжущих веществ, результаты его испытаний и дан анализ эффективности результатов разработки.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать технологический процесс по изготовлению изделия из композиционного материала на основе модифицированной древесины, который прошел промышленную апробацию в условиях производства на предприятии ООО «НПП «Термотехнологии». Новизна способа изготовления композиционных материалов подтверждена патентом РФ.

Разработана установка высокотемпературной сушки и тепловой обработки древесного сырья, в которой используется тепло дымовых газов. Комплекс для термической обработки древесного сырья, содержит сушильные камеры первой и второй ступеней, камеру термической обработки, топку и камеру охлаждения. При помощи данной установки можно осуществить высокотемпературную обработку древесины при температурах более 180°С, при которых происходит модификация древесного сыпучего сырья и, тем самым, способствующая повышению эксплуатационных характеристик древесно-наполненных композитов.

Проведенный технико-экономический анализ подтвердил эффективность внедрения высокочастотного плазменного и термического методов модифицирования в промышленность, поскольку наблюдается повышение рентабельности продукции вследствие повышения эксплуатационных характеристик. Композит, изготовленный из термообработанных древесных наполнителей, может найти применение в условиях больших перепадов влажности, а в случае ВЧ обработки - обеспечивает повышение прочности при эксплуатации арболита в сухих условиях. Однако следует отметить, что ВЧ обработанная древесина является достаточно дорогой, поэтому внедрение в промышленность данной технологии целесообразно при производстве древесно-наполненных композитов с высокой добавленной стоимостью, в частности при производстве древесных полимерных композитов.

В приложении представлены результаты статистической обработки полученных данных и акт внедрения, подтверждающее практическое использование основных результатов работы предприятием.

Основные результаты и выводы

1. Проведен анализ современного состояния теории и практики создания новых композиционных материалов на основе древесины.

2. Проведены исследования по изменению физико-механических и химических характеристик древесных материалов в результате воздействия высокочастотной плазмы пониженного давления и термической обработки.

3. Впервые установлено, что с помощью ВЧ плазменной обработки можно значительно улучшить эксплуатационные и технологические свойства древесного сырья при производстве композиционных материалов за счет модификации микро-и наноструктуры тела. Доказано, что модификация древесного наполнителя в высокочастотной плазме пониженного давления, обеспечивает существенный рост адгезионного взаимодействия между наполнителем и минеральным вяжущим, и тем самым, обеспечивает повышение прочности арболита в сухих условиях.

4. По результатам исследований влияния высокотемпературной обработки древесного сырья без доступа кислорода воздуха доказана целесообразность использования данного вида обработки в производстве древесно-цементных композиционных материалов с целью повышения их эксплуатационных характеристик.

5. Установлено, что предварительная высокотемпературная обработка существенно снижает содержание «цементных ядов» в древесине, уменьшает гигроскопичность и развитие давления набухания и, как следствие, позволяет создать композиционный материал, устойчивый к эксплуатации в условиях высокой влажности.

6. Установлены параметры плазменной обработки древесного наполнителя, позволяющие получить арболит с высокими прочностными характеристиками: N = 4,5 + 5,5 кВт/кг, т = 5 * 7 мин, Рост=13,3 Па, С=0,04 г/с.

7. Установлено, что термическое воздействие в диапазоне температур 180-210°С существенно увеличивает эксплуатационные характеристики арболита, повышая его влагостойкость.

8. На основе физической модели и принятых допущений создана математическая модель, позволяющая определить предел прочности арболита из ВЧ обработанных и термомодифицированных древесных частиц. В результате проверки на адекватность было установлено, что расхождение между расчетными и экспериментальными точками находится в пределах 7 %.

9. Предложено усовершенствование технологии изготовления арболита в зависимости от требуемых эксплуатационных характеристик. Новизна способа подтверждена патентом РФ.

10. Разработана установка высокотемпературной сушки и тепловой обработки древесного сырья, в которой используется тепло дымовых газов.

11. Установлено, что внедрение в промышленность ВЧ плазменной технологии целесообразно при производстве древесно-наполненных композитов с высокой добавленной стоимостью, в частности при производстве древесных полимерных материалов.

12. Основные научные и технические результаты диссертационной работы апробированы и приняты к использованию на предприятии ООО «НПП «Термотехнологии». Усовершенствование технологии производства арболита на данном предприятии позволило получить годовой экономический эффект свыше 1,5 млн. руб.

Основные обозначения: ВЧ - высокочастотный; Шр - мощность разряда; В/Ц - водо-цементное соотношение; Т - температура, К; Р - давление, Па; О - расход газа; ш - мае-

а, кг; р — плотность, кг/м3; 0 — краевой угол смачивания, град; N — общая мощность, т; Ц - расход цемента на 1 м3 композита, кг; Д - расход древесной дробленки на 1 м3 омпозита, кг; а' - коэффициент, учитывающий технологические свойства композита; л - удельная поверхность древесной дробленки, м2/кг; К - коэффициент выхода це-ентного теста нормальной густоты;т — текущее время, с; о — предел прочности, Па; 5 -олщина прослойки связующего, м. £ , b, а - соответственно длина, ширина, толщина диничной частицы наполнителя, см.

ндексы: сж - сжатие; наб - набухание; ц - цемент; уд - удельная поверхность; н -ачальная, ост - остаточное.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих аботах:

Патент:

1. Пат 2345886 Российская Федерация, МПК7 В 27 N 3/14. Способ изготов-ения изделий из композиционных материалов, преимущественно арболита / Сафин .Р., Сафин Р.Г., Аминов Л.И., [и др.]; заявитель и патентообладатель Научно-ехнический центр по разработке прогрессивного оборудования. — № 2007111816/12; аявл. 10.10.2008; опубл. 10.02.2009, Бюл. №4.-7 е.: ил.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования в них основ-ых положений кандидатских диссертаций:

2. Абдуллин, И.Ш. Модификация древесных опилок высокочастотным раз-ядом пониженного давления для создания древесно-композиционных материалов / ЛИ. Абдуллин, Л.И. Аминов, И.Х. Аминов [Текст] // Вестник Казанского технологиче-кого университета. Казань. - 2002. - № 1-2. С. 63 — 68.

3. Аминов, Л.И. Композиционные материалы на основе модифицированных ревесных опилок, обработанных ВЧ плазмой / Л.И. Аминов, P.P. Сафин, Е.Ю. Разумов

екст] // Деревообрабатывающая промышленность, 2009г. №1 С.24-26.

4. Аминов, Л.И. Общие принципы модификации натуральных волокнистых атериалов различного происхождения в плазме ВЧ разряда пониженного давления / .И. Аминов, P.P. Сафин, P.P. Хасаншин [Текст] // Вестник Казанского технологическо-

университета. КГТУ: - Казань. - 2009. - № 5. С. 304-308. Труды в прочих изданиях:

5. Аминов, И.Х. Использование древесных наполнителей для изготовления омпозиционных материалов / И.Х. Аминов, Л.И. Аминов, Р.Г. Сафин [Текст] // Между-ародная научно-техническая конференция «Перспективы развития лесного и строи-льного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века», освященная 70-летию БГИТА. - Брянск. 2000. - С. 121-124.

6. Сафин, Р.Г. Нетрадиционные способы подготовки древесных каполните-ей для изготовления композиционных материалов / Р.Г. Сафин, И.Х. Аминов, Л.И.

шнов [Текст] // II Международная научно-техническая конференция «Композицион-ые материалы на основе древесины». МГУЛ, М.: 2000 г., - С.50-53.

7. Аминов, Л.И. Влияние средних толщин прослоек связующего на форми-ование эксплутационных свойств композиционных материалов на основе древесины /

и

Л.И. Аминов, Р.Г. Сафин [Текст] // IV Научно-практическая конференция молодых специалистов РТ. - Казань. 2001.-С.143-147.

8. Аминов, Л.И. Расчет средних толщин прослоек связующего в композиционных материалах / Л.И. Аминов, Р.Г. Сафин [Текст] // Международная научно-техническая конференция «Композиционные материалы в авиастроении и народном хозяйстве». — Казань. - 2001. - С. 32-39.

9. Аминов, Л.И. Модифицирование древесных материалов путем обработки ВЧ плазмой / Л.И. Аминов, P.P. Сафин, P.P. Хасаншин [Текст] // Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» - ВоГТУ.: - Вологда. 2009. С. 121-123.

10. Аминов, Л.И. Результаты лабораторных исследований композиционного материала из древесных частиц с минеральным вяжущим, обработанного плазмой / Л.И. Аминов, Г.И. Игнатьева, Е.И. Байгильдеева [Текст] П Материалы научной сессии. -КГТУ: Казань. - 2009. - С.283.

11. Аминов, Л.И. Закономерности структурных изменений древесных материалов при обработке высокочастотной плазмой пониженного давления / Л.И. Аминов, P.P. Сафин, P.P. Хасаншин [Текст] // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Биоэнергетика и биотехнологии - эффективное использование отходов лесозаготовок и деревообработки» - Казань. 2009. - С. 56-57.

12. Аминов, Л.И. Композиционный материал на основе обработанных плазмой древесных частиц и минерального вяжущего / Л.И. Аминов, Г.И. Игнатьева, Е.И. Байгильдеева [Текст] // Материалы научной сессии. - КГТУ: - Казань. 2009. - С.283.

13. Аминов, Л.И. Модифицирование древесных материалов с применением плазмы высокочастотного емкостного разряда пониженного давления / Л.И. Аминов, P.P. Сафин, P.P. Хасаншин [Текст] // Материалы конференции Четвертой Российской студенческой научно-технической конференции «Вакуумная техника и технология» -КГТУ: Казань. 2009. - С. 131-133.

14. Аминов, Л.И. Исследование снижение массы древесины в процессе термомодифицирования / Л.И. Аминов, P.P. Хасаншин, Е.Ю. Разумов [Текст] II Труд XXIII Международной научной конференции «ММТТ-23». - СГТУ: Саратов. - 2010. - С.265-

15. Аминов, Л.И. Изменение наноструктуры древесины с целью создания новых композиционных материалов /Л.И. Аминов, P.P. Сафин [Текст] // Сборник трудов Третьей Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», МГТУ им. Н.Э. Баумана. - М: 2010. - С.65-69.

267.

Соискатель

Л.И. Аминов

Формат 60x84/16 Тираж Подписано к печати 30.04.20Пг.

Печать офсетшя. Усл.пл. 1,00. Заказ 55.

Издательство ЮГАУ/420015 г.Казань, ул.К.Марь'са, д.65 Лицензия на издательскую деятельность код 221 ИД №06342 от 28.1 1.2001 г. Отпечатано в типографии КГАУ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ДРЕВЕСНО-НАПОЛНЕННЫХ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Анализ исследований в области композиционных материалов на» основе древесины.

1.2. Древесные отходы, применяемые в производстве композиционных материалов.

1.3. Специфические свойства древесного наполнителя и его влияние на качество композиционного материала.

1.4. Современные представления о теоретических основах процесса термической модификации древесины.

1.5. Современные представления о теоретических основах процесса плазменной обработки капиллярнопористых материалов.

Выводы.

Глава И. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ МОДИФИКАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1. Экспериментальная установка для высокочастотной плазменной модификации капиллярно-пористых коллоидных материалов.

2.2. Экспериментальная установка для термического модифицирования капиллярно-пористых коллоидных материалов.

2.3. Выбор объектов исследований и их свойства.

2.4. Исследование свойств и структуры модифицированной древесины.

2.4.1. Исследование физических свойств образцов древесины, подвергнутых ВЧ плазменной и термической модификации. 57 2.4.2 Качественный анализ модифицированной древесины.

Выводы.

Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОЗДАННЫХ НА ОСНОВЕ

МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ. 85

3.1. Экспериментальные исследования свойств композиционных материалов, созданных на основе модифицированной древесины.

3.2. Физическая модель композиционных материалов, созданных на основе древесного наполнителя и минеральных вяжущих.

3.3. Математическое описание прочностных свойств композиционных материалов, созданных на основе модифицированной древесины.

Выводы.

Глава IV. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ДРЕВЕСНО-НАПО ЛНЕННЫХ КОМПОЗИТОВ.

4.1. Разработка технологического процесса изготовления * композиционного материала на' основе модифицированной древесины и минеральных вяжущих веществ.

4.2. Пилотная высокочастотная плазменная установка.

4.3. Установка термической обработки древесных частиц.

4.4. Результаты опытно-промышленных испытаний образцов из древесных композиционных материалов.

4.5. Анализ экономической эффективности внедрения технологического процесса изготовления композиционного материала из модифицированных древесных частиц.

Выводы.

Российская Федерация, лидируя в мире по лесным ресурсам, катастрофически отстает по производству конкурентных товаров'на основе древесины. Технологическая отсталость деревообрабатывающей промышленности России от мирового уровня может принять необратимый* характер в связи с тем-, что развитые страны, даже с ограниченными лесными ресурсами,- например Япония, приступили к разработке и использованию нанотехнологий и наноматериалов в »производстве товаров с повышенными и новыми потребительскими свойствами на основе древесины. Таким образом, требуется энерго- ресурсосберегающая технология по глубокой переработке древесины, позволяющая пересмотреть вопросы рационального использования древесины, в том числе низкосортной для производства древесно-композиционных материалов.

Актуальность. Ежегодный объем рубки мягколиственных пород древесины на территории Российской Федерации составляет менее 15 % от расчетной лесосеки, определяющей научно-обоснованный и утвержденный приказом Рослесхоза объем [78]. Недоиспользование расчетной лесосеки по лиственным породам ведет к накоплению перестойных насаждений, снижает качественные показатели лесного фонда, ухудшает санитарное состояние и повышает пожарную опасность в лесах. Причем с каждым годом наблюдается тенденция снижения фактического использования расчетной лесосеки - на 1,5-2,0%, что, в конечном счете, может привести к окончательному старению леса и невозможности его промышленного использования. Невысокий спрос на мягколиственные породы древесины вызван низкосортностью по сравнению с хвойными породами, поэтому их промышленное использование возможно только при глубокой переработке, в частности, при производстве композиционных материалов.

В отличие от нефти, угля- и газа,, древесина представляет собой широко распространенный возобновляемый ресурс природных самоорганизующихся материалов* с огромным потенциалом неиспользованных функциональных возможностей и областей применения. Реализация этого потенциала требует изучения структуры и механизмов самоорганизации древесины на наноуровне, то есть размерном масштабе наиболее эффективного технологического манипулирования* материалом. Контролируемая, модификация структуры и состава на этом уровне может привести к достижению-улучшенных и новых качеств широкого спектра материалов, например композитов. Однако древесный наполнитель, как и многие другие органические целлюлозные наполнители, наряду с присущими им ценными свойствами (малая средняя плотность, легкость обработки, дешевизна и др.) имеет и отрицательные качества, которые затрудняют получение материала высокой прочности из.высокопрочных компонентов:

- повышенная химическая агрессивность;

- значительные объемно-влажностные деформации и развитие давления набухания;

- резко выраженная анизотропия;

- низкая адгезия по отношению к цементному камню;

- значительная упругость при уплотнении смеси.

Традиционные методы модификации древесины (механические, химические) практически исчерпали свои возможности. Поэтому актуальным является поиск и разработка новых технологий, основанных преимущественно на физико-химических воздействиях на древесное сырье, таких, которые приводили бы к его модифицированию для повышения качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции на его основе.

Одними из перспективных способов повышения качества древесно-конструкционных материалов на стадии производства является модификация древесного наполнителя в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления и его термическая обработка.

Результаты исследований, выполненных в последнее время, показывают, что в отличие от других видов электрофизических методов обработки древесины, обработка с помощью высокой температуры и высокочастотной плазмы пониженного давления позволяет производить объемную модификацию капиллярно-пористых коллоидных материалов, в результате чего происходят такие изменения физико-механических характеристик, которые получить другими методами невозможно. [1, 75, 141]. В частности обработка ВЧ плазмой пониженного давления позволяет улучшить одновременно несколько свойств материала (увеличить смачиваемость, гигроскопичность и т.п.), не ухудшая остальные. Это дает основание предположить возможность применения ВЧ плазмы пониженного давления в процессах изготовления композиционных материалов из древесного сырья. Однако, пока в этой области отсутствуют систематические экспериментальные и теоретические исследования, дающие полное представление об изменениях свойств древесных материалов.

В то же время известна технология термической обработки пиломатериалов, которая позволяет снизить гигроскопичность и развитие давления набухания, однако данная технология в производстве композиционных материалов до сих пор не была апробирована.

В связи с этим работа, направленная на решение задачи создания новых или усовершенствования существующих технологий производства древесно-наполненных композитов является актуальной задачей.

Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете при поддержке гранта в номинации МИЛ по теме «Исследование влияния свойств древесины на процесс контактного термомодифицирования с целью получения строительного материала с заданными свойствами» 2008-2009 гг и при поддержке гранта в номинации СТАРТ 10 по теме «Разработка технологии и опытной установки вакуум-контактного термомодифицирования древесных материалов» 2010-2011 гг.

Цель работы состоит в разработке ресурсосберегающих технологий производства древесно-наполненных композитов на основе минеральных вяжущих путем модификации структуры и состава древесного наполнителя физико-химическими методами.

В! связи с этим в настоящей работе были поставлены следующие задачи:

1. Анализ существующих способов обработки древесного наполнителя, а также обзор современного состояния композиционных материалов на основе древесины. Анализ процессов, протекающих в капиллярно-пористых материалах, при их модификации. ВЧ плазмой пониженного давления и термической обработке.

2. Экспериментальная оценка воздействия высокочастотной плазмы пониженного давления, а также высокой температуры без доступа кислорода воздуха на физические свойства, химический состав и структуру древесного наполнителя.

3. Разработка математической модели, позволяющей прогнозировать прочностные свойства композиционного материала на основе древесных частиц и минерального вяжущего в зависимости от рецептуры, а также режимов обработки древесного сырья.

4. Разработка рекомендаций по совершенствованию технологических процессов производства композиционных материалов на основе древесных наполнителей, обеспечивающих повышение экономической эффективности производства, вследствие улучшения физико-механических характеристик продукции и возможности придания композитам специальных свойств.

Научная новизна.

Работа содержит научно-обоснованные технические и технологические решения, направленные на модификацию древесины с целью получения качественного композиционного материала на его основе:

1. Исследованы процессы смачивания, адгезии и поверхностные явления применительно к производству композиционных материалов < на основе древесных наполнителей, подвергнутых высокочастотной плазменной обработке пониженного давления* и высокотемпературной обработке без доступа кислорода воздуха, в результате чего разработаны режимные параметры соответствующей обработки древесных частиц с целью повышения их смачивающейся способности и адгезионных свойств.

2. На основании результатов исследования влияния высокочастотной плазмы пониженного давления на древесину впервые показана возможность использования данного вида обработки для комплексного улучшения технологических характеристик древесного сырья» при производстве композиционных материалов за счет модификации микро- и наноструктуры тела. Установлено, что вследствие обработки ВЧ разрядом пониженного давления, древесина приобретает новые сочетания свойств без изменения химического состава: в результате увеличения размеров пор повышается смачиваемость древесного наполнителя более чем на 50%, что приводит к улучшению адгезионных свойств древесины и повышению прочности древесно-цементных композиционных материалов, эксплуатируемых в условиях невысокой влажности.

3. По результатам исследований влияния высокотемпературной обработки древесного сырья без доступа кислорода воздуха доказана целесообразность использования данного вида обработки в производстве древесно-цементных композиционных материалов с целью повышения их эксплуатационных характеристик: установлено, что предварительная высокотемпературная обработка существенно снижает содержание «цементных ядов» в древесине, уменьшает гигроскопичность и развитие давления набухания и, как следствие, позволяет создать композиционный материал, устойчивый к эксплуатации в условиях высокой влажности.

4. Разработана математическая модель, позволяющая прогнозировать предел прочности на сжатие арболита в зависимости от соотношения компонентов в смеси, режимов обработки древесного наполнителя, а также условий эксплуатации готовой продукции.

5. По результатам математического моделирования и экспериментальных исследований разработаны технические и технологические рекомендации по совершенствованию технологических процессов производства композиционных материалов на основе древесных наполнителей и минеральных вяжущих. Рекомендованы рациональные технологические режимы, обработки древесного наполнителя. Разработан способ изготовления арболита, новизна способа подтверждена патентом РФ.

Практическая ценность^ заключается в разработке ресурсосберегающей технологии производства древесно-наполненных композиционных материалов, обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками: предел прочности арболита на сжатие увеличился более чем на 80%, создан арболит для эксплуатации во влажных условиях.

Разработаны экспериментальные установки и методики исследований высокотемпературной обработки древесного наполнителя без доступа кислорода воздуха.

Разработаны способ и конструкция установки для» термической модификации древесных частиц в промышленных масштабах.

Реализация работы. Основные научные и технические результаты диссертационной работы апробированы и приняты к использованию на предприятии ООО «НПП «Термотехнологии». Усовершенствование технологии производства арболита на данном предприятии позволило > получить годовой экономический эффект свыше 1,5 млн. руб.

Теоретические положения производства композиционных материалов на основе древесных наполнителей и методики экспериментальных исследований, разработанные автором, используются в учебном процессе при изучении дисциплин «Технология композиционных материалов» и «Основы строительного дела».

Автор защищает:

1. Результаты влияния ВЧ плазмы пониженного давления и высокотемпературной обработки без доступа кислорода воздуха на показатели древесного наполнителя, обеспечивающие улучшение основных эксплутационных и потребительских характеристик древесных композиционных материалов.

2. Математическую модель расчета предела прочности арболита на сжатие в зависимости от соотношения компонентов в смеси, параметров плазменной или термической обработки древесного наполнителя, а также в зависимости от влажностных условий эксплуатации готовой продукции.

3. Технологию изготовления композиционного материала из модифицированного древесного сырья, рациональные технологические режимы обработки древесного наполнителя, а также результаты-промышленных испытаний.

4. Способ и конструкцию установки термической модификации древесных частиц и результаты исследования эффективности выполненных разработок.

Личный вклад автора состоит в выборе темы и разработке основных идей диссертации, а также в постановке и решении задач теоретического, экспериментального и прикладного характера. При непосредственном участии автора разработаны лабораторные установки, обоснованы методики экспериментов, выполнены опыты, проанализированы и обобщены полученные результаты, разработаны технологические процессы с применением высокочастотной плазмы пониженного давления и термической модификации древесного наполнителя, а также проведены промышленные испытания. Автору принадлежат основные идеи опубликованных в соавторстве статей.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на научных сессиях по технологическим процессам КГТУ (Казань) и на международных конференциях «Перспективы развития лесного и строительного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века» (Брянск), «Композиционные материалы на основе древесины» (Москва), «Композиционные материалы в авиастроении и народном хозяйстве» (Казань), «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда), «Биоэнергетика и биотехнологии - эффективное использование отходов лесозаготовок и деревообработки» (Москва), «ММТТ-23» (Саратов), «Будущее машиностроения России» (Москва).

Технология термической модификации древесины удостоена серебряной медали на X Московском международном салоне инноваций и инвестиций в 2010 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 3 статьи- в журналах, рекомендованных ВАК, и патент РФ № 2345886 на способ изготовления- изделий из композиционных материалов, преимущественно арболита.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Выводы

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать технологический процесс по изготовлению-изделия из композиционного материала на основе модифицированной" древесины, который прошел промышленную апробацию в условиях производства на предприятии ООО «НПП «Термотехнологии». Новизна способа изготовления композиционных материалов подтверждена патентом РФ.

В результате технико-экономического анализа предложено, на предприятиях где' не осуществляется, термомодификация пиломатериалов, термически обрабатывать древесный наполнитель в установке высокотемпературной сушки, и тепловой обработки древесного сырья, в которой используется тепло дымовых газов. При помощи данной, установки можно осуществить высокотемпературную обработку древесины при температурах более 180°С, при. которых происходит модификация древесного сыпучего сырья, снижающая его гигроскопические свойства и, тем самым, способствующая повышению эксплуатационных характеристик древесно-наполненных композитов.

Проведенный технико-экономический анализ подтвердил эффективность внедрения высокочастотной плазменной и термической методов модифицирования в промышленность, поскольку наблюдается повышение рентабельности продукции вследствие повышения эксплуатационных характеристик: в случае с термообработкой -возможности использования при больших перепадах влажности в процессе эксплуатации, а в случае с ВЧ обработкой - за счет снижения расхода цементного вяжущего и, тем самым, снижения уровня зависимости от поставщиков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Интенсивная-вырубка деревьев с целью пополнения запасов деловой древесины истощает запасы леса в традиционных лесозаготовительных районах, приводит к снижению площадей,лесных насаждений и нарушению* экологического равновесия. В. настоящее- время имеются реальные возможности снизить потребление традиционных лесных ресурсов» и уменьшить« нагрузки* на экосистемы, благодаря более полному (глубокая переработка) использованию лесных продуктов, низкосортной древесины и I отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки для изготовления новых конструкционных материалов и изделий предприятиями строительной индустрии, лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Как показал анализ литературных источников, в. настоящее время-проблема качественного использования самой древесины, а также отходов деревообработки приобретает несомненную актуальность, как в России, так и в мире. Поэтому разработка ресурсосберегающих технологий по модификации свойств древесины с целью ее дальнейшего использования в композиционных материалах является актуальной задачей.

В то же время анализ литературных данных позволяет сделать вывод о том, что в последние годы всё большую популярность находят процессы термомодифицирования древесины, поскольку позволяют значительно повысить ее качественные характеристики без использования химических средств защиты.

Также в последние годы активно« ведутся исследования в области высокочастотной плазменной обработки различных материалов, в том числе и древесины.

В данной работе проведены исследования и разработаны способы модифицирования древесины для возможности ее дальнейшего использования в композиционных материалах с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Разработаны экспериментальные установки и методики исследований высокотемпературной обработки древесного наполнителя без доступа кислорода воздуха.

Разработаны способ и конструкция установки для§ термической модификации древесных частиц в промышленных масштабах-.

На основании результатов исследования влияния высокочастотной плазмы пониженного давления на древесину впервые показана возможность использования данного вида обработки для комплексного улучшения технологических характеристик древесного сырья при производстве композиционных материалов за счет модификации микро- и наноструктуры тела. Установлено, что вследствие обработки ВЧ разрядом пониженного давления, древесина приобретает новые сочетания свойств без изменения химического состава: в результате увеличения, размеров пор повышается смачиваемость древесного наполнителя, что приводит к улучшению адгезионных свойств древесины и повышению прочности древесно-цементных композиционных материалов, эксплуатируемых в условиях невысокой влажности.

По результатам исследований влияния- высокотемпературной обработки древесного сырья без доступа кислорода воздуха доказана целесообразность использования данного вида обработки в производстве древесно-цементных композиционных материалов^ с целью повышения- их эксплуатационных характеристик: установлено, что предварительная высокотемпературная обработка существенно снижает содержание «цементных ядов» в древесине, уменьшает гигроскопичность и развитие давления набухания и, как следствие, позволяет создать композиционный материал, устойчивый к эксплуатации в условиях высокой влажности.

Установлены параметры ВЧ плазменной обработки, позволяющие получить древесный наполнитель с высокими эксплуатационными свойствами применительно для изготовления композиционного материала: 0^=1,2 кВт, Р=13,3 Па, 0,04 г/с, 1 = 5 мин.

Термическое воздействие в диапазоне температур 180-210°С существенно увеличивает эксплуатационные характеристики арболита, повышая его влагостойкость.

Разработана физическая и математическая модель, позволяющая определить предел прочности арболита из ВЧ обработанных и термомодифицированных древесных частиц. В результате проверки на адекватность было установлено, что расхождение между расчетными и экспериментальными точками находится в пределах 7 %.

Предложено усовершенствование технологии изготовления арболита в зависимости от требуемых эксплуатационных характеристик. Новизна способа подтверждена патентом РФ.

Основные научные и технические результаты диссертационной работы апробированы и приняты к использованию на предприятии ООО «НПП «Термотехнологии». Усовершенствование технологии производства арболита на данном предприятии позволило получить годовой экономический эффект свыше 1,5 млн. руб.

В результате технико-экономического анализа предложено, на предприятиях где не осуществляется термомодификация пиломатериалов, термически обрабатывать древесный наполнитель в установке высокотемпературной сушки и тепловой обработки древесного сырья, в которой используется тепло дымовых газов.

Технология термической модификации древесины удостоена серебряной медали на X Московском международном салоне инноваций и инвестиций в 2010 г.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Основные обозначения:

КДМ - композиционный древесный материал;

ДПКТ — древесно-полимерный композит на термопластичном связующем;

КОРТ - кубовые остатки ректификации толуола;

МДП - прессовочная древесная масса;

ПДНК — полимерный древесно-наполненный композит;

СВЧ - сверх высокочастотный;

НТП - низкотемпературная плазма;

ИК - инфракрасный;

УФ - ультрафиолетовый;

ВЧ - высокочастотный; р - мощность разряда;

В/Ц - водовяжущее отношение (водоцементное соотношение); ПФП - полный факторный план; А - адгезионная прочность, Па; в - расход газа; Т - температура, К; Р - давление, Па; Ш - масса, кг; V - объем, м3; р - плотность, кг/м3; И - влагосодержание материала, кг/кг; Э - краевой угол смачивания, град; N - мощность, Вт; I — длина капли, мм;

Ц - расход цемента на 1 м3 композита, кг; о

Д - расход древесной дробленки на 1 м композита, кг; а' - коэффициент, учитывающий технологические свойства КДМ; вуд - удельная поверхность древесной дробленки, м2/кг;

К — коэффициент выхода цементного теста нормальной густоты; а - толщина единичной частицы наполнителя, мм; b — ширина единичной частицы наполнителя, мм;

Т — текущее время, с; g — предел прочности, Па; х, у, z - координаты, м;

АУ - дифференциальная усадка материала, мкм;

Ф — степень насыщения, %;

8наб, - относительная деформация набухания, %;

8 - толщина прослойки связующего, м;

Индексы: м - материал; см — парогазовая смесь; сж - сжатие; наб - набухание; ср - среда; шах - максимальный; min - минимальный; ост - остаточное; а - анод; н — начальный; рав - равновесное; ц - цемент; уд - удельная поверхность; расч - расчетная; таб - табличная; атм — атмосферное.

1. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменная обработка в динамическом вакууме капиллярно-пористых материалов. Теория и практика применения / И.Ш: Абдуллин, J1.H. Абуталипова, B.C. Желтухин и>др... -Казань: КГТУ, 2004. - 428 с.

2. Абдуллин И.Ш. Математическое моделирование плазмы индукционного диффузного разряда / И.Ш. Абдуллин, B.C. Желтухин // Изв. Сиб. Отделения АН СССР. 1985. - Вып. 3, № 16. - С. 106-109.

3. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях. Теория и практика применения / И.Ш. Абдуллин, B.C. Желтухин, Н.Ф. Кашапов // Изд. Казанск. ун-та. -Казань. 2000. 348 с.

4. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П.Адлер, Е.В.Маркова, Ю.В.Грановский. М.: Наука, 1976. -280с.

5. Александров А.Ф. Исследование возможности модификации поверхности полимеров при их обработке в разряде при атмосферном давлении / А.Ф.Александров, Г.Э.Бугров, К.В.Вавилин и др. // Тез.докл. X конф. по физике газового разряда-Рязань. 2000. С. 193 - 195.

6. Аминов Л.И. Композиционный материал на основе обработанных плазмой древесных частиц и минерального вяжущего / Л.И. Аминов, Г.И. Игнатьева, Е.И. Байгильдеева // Материалы научной сессии. КГТУ: -Казань. 2009. - С.283.

7. Аминов Л.И. Система сушки и сортировки древесной стружки при производстве ДСтП / Л.И. Аминов, Ф.Г. Валиев, P.P. Хасаншин и др. // Материалы научной сессии. КГТУ: Казань. 2009. - С.290.

8. Аминов Л.И. Закономерности структурных изменений древесных материалов при обработке высокочастотной плазмой пониженного давления /

9. Л.И. Аминов, Р:Р. Сафин, P.P. Хасаншин // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции «Биоэнергетика и биотехнологии -эффективное- использование отходов лесозаготовок и деревообработки» -Казань. 2009. С. 56-57.

10. Аминов Л.И. Расчет средних толщин прослоек связующего в композиционных материалах / Л.И. Аминов, Р.Г. Сафин // Международная научно-техническая конференция «Композиционные материалы в авиастроении и народном хозяйстве». — Казань. 2001. — С. 32-39.

11. Аминов Л.И. Результаты лабораторных исследований композиционного материала из древесных частиц с минеральным вяжущим, обработанного плазмой / Л.И. Аминов, Г.И. Игнатьева, Е.И. Байгильдеева // Материалы научной сессии. КГТУ: Казань. - 2009. - С.283.

12. Аминов Л.И: Исследование снижение массы древесины в процессе термомодифицирования / Л.И. Аминов, P.P. Хасаншин, Е.Ю. Разумов и др. // Сборник трудов XXIII Международной научной конференции «ММТТ-23». СГТУ: Саратов. - 2010. - С.265-267.

13. Ананьин П.И: Высокотемпературная сушка древесины /Л.И. Ананьин, В.Н. Петрин — М.: Гослесбумиздат, 1963. — 127 с.

14. Арболит / Под. Ред. Г.А. Бужевича. М, 1968. 116 с.

15. A.c. 677947 СССР. Древесная армированная пресс-композиция / H.A. Екименко, Б:И; Купчинов,.Л^А. Громынко. -Бюл. № 2911919.

16. Ахметова Д.А. Термомодификация древесины при- кондуктивном подводе: тепла в герметичных условиях / Д.А. Ахметова, Ы.Ф. Тимербаев,*. Д.Ф: Зиатдинова // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2008;г' • • ' ' '- Т. 51. Выш Т:-с:.76-78^

17. Ахназарова С.Л. Методы оптимизации? эксперимента: в химической технологии / СЛ: Ахназарова, В.В. Кафаров. — М.: Высш. шк., 1985. 327 с.

18. Баженов Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов. М.: 1978.

19. Белянкин Ф.П. Метод расчета деревянных конструкций по предельным: состояниям и задачи исследования длительной сопротивляемости древесины / Ф.П. Белянский // Тезисы докладов совещания по теории прочности древесины. ВНИИТО строителей, 1952.

20. Берзон A.B. Контроль процессов модифицирования древесины / А;В. Берзон // Теоретические аспекты модифицирования древесины (Тезисы докладов). 1983. — с. 7-10.

21. Бокщанин Ю Р. Обработка и применение древесины лиственницы / Ю.Р: Бокщанин. М:: 1973;

22. Бракш H.A. Сапропелевые отложения и пути их использования / H.A. Бракш. — Рига: Зинатне, 1971. 283 с.

23. Брагина Л.В. Теплофизические свойства древесины / Л .В. Брагина, И.Г. Романенко, В.М. Ройтман // Нов. исслед. в обл! изготовления деревянных конструкций. Mi, 1988. - С. 28-34.

24. Бурындин В.Г. Экологически безопасные древесные композиционные материалы: с карбамидными: связующими: Дис. д-ра техн. наук, УГЛТА. Екатеренбург: УГЛТА, 2000. '-259 с.

25. Бухаркин В.И. Производство арболита:в лесной промышленности / В:И. Бухаркин, С.Г. Свиридов, З.П: Рюмина. М.: 1974.- 62 с.33; Вознесенский Э.Ф. Влияние плазменной обработки на качество проведения процессов выработки натуральной кожи /Э.Ф. Вознесенский,

26. A.Ф. Дресвянников, A.M. Мухаметшин // Вестник Казанского технологического университета № 2 часть II, Казань: изд-во КГТУ, 2005. -С. 269-273.

27. Вдовин В.М. Конструкции* из дерева и пластмасс / В.М. Вдовин. — Ростов н/Д: Феникс, 2007. — 344 с. : ил.

28. Гамова И.А. Теплоизоляционные материалы на основе древесных опилок^ и высокозольного сапропеля / И.А. Гамова, С.Д. Каменков // Деревообрабатывающая промышленность. — М. 5/2000. — С. 15-16.

29. Голант В.Е. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы /

30. B.Е. Голант. М.: Наука, 1968. - 327 с.

31. ГОСТ 19222-84. Арболит и изделия из него. Введ. 1985-01-01. -М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1986. — 20 с.: ил.

32. ГОСТ 16483.21-72 Древесина. Методы отбора образцов для определения свойств после технологической обработки. — Введ. 1974-01-01. -М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1972. -15 с. : ил.

33. ГОСТ 16483.0-89. Древесина. Общие требования к физико-механическим испытаниям. Взамен ГОСТ 16483.0-78; введ. 1990-07-01. — М. ¡Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1989. -11 с.: ил.

34. ГОСТ 16483.14-72 Древесина. Методы определения на разбухание. -Введ. 1974-01-07. -М. ¡Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1974. -6с.: ил.

35. ГОСТ 6336-52. Методы физико-механических испытаний древесины. Введ. 1953-05-03. - М. Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1952. -17 с.: ил.

36. Горшин С.Н. Консервирование древесины / С.Н. Горшин. М: Лесная промышленность, 1977. — 55 с.

37. Грег С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С.Грег, К.Синг. М.: Мир, 1970. - 408с.

38. Груздев В.А., Приближенное решение задачи о стационарном индукцированном высокочастотном разряде в замкнутом объеме / В.А.

39. Груздев, Р.Е, Ровинский, А.П. Соболев // Журнал прикладной механики и технической физики. 1968. № 3. — С. 197-199:

40. Русев- Б.В. Общие представления о физике процесса виброуплотнения бетонной* смеси. Изучение процессов, формования железобетонных изделий / Б.В: Гусев // Труды НИИЖБ. М.: 1977. Вып. 30.

41. Дзюба, В.Л! Электродуговые и высокочастотные плазмотроны, в-химико-технологических процессах. / ВШ. Дзюба, Г.Ю. Даутов, И.Ш: Абдуллин. Киев: Вища школа, 1991. - 170 с.

42. Дмитренков А.И:, Оптимизация технологии защитной обработай древесины осины с использованием саполимера на! основе КОРТ и сиккатива / А.И. Дмитренков, С.С. Никулин, И.А. Сахокия // Деревообрабатывающая промышленность. — 6/2002. — С. 22-24.

43. Дубовская Л.Ю. Теплоизоляционный материал на основе древесных опилок / Л.Ю. Дубовская, Ю.В. Вихров, П:С. Бабарыко // Деревообрабатывающая промышленность. 2/2000. — С. 16-17.

44. Дубовская Л.Ю: Теплоизоляционный материал на основе древесных отходов, и минерального связующего / Л.Ю. Дубовская // Деревообрабатывающая промышленность. М. 3/2005. — С. 13-15.

45. Евсеев Г.А. Исследование процессов гидратации цемента в присутствии водорастворимых экструктивных веществ древесины (на примере получения арболита). Автореф. дисс. канд. техн. наук. М:: 1971. — ВНИИНСМ.

46. Екименко А.Н. Опоры скольжения, изготовленные из композиционных материалов на основе древесины и армирующих волокон /

47. A.Н. Екименко // Деревообрабатывающая промышленность. 5/2006. С. 18-21.

48. Иванов Ю.М. Исследование набухания древесины // Труды ИЛАН СССР. 1962. -Т.51. — С. 91-106.

49. Исаев С.М. Теория тепломассообмена / С.М. Исаев, И.А. Кожинов,

50. B.И. Кофанов и др.. М.: Высшая школа, 1979, 495 с.

51. Карери Дж. Порядок и беспорядок в структуре материи. М.:. 1985. — 228 с. .

52. Кафаров В!В! Методы кибернетики в химии и химической технологии / В.В. Кафаров. М;: Химия, 1976. - 464 с.

53. Качелкин В .И. Комплексное использование отходов древесины / В.И. Качелкин. М.,1965 г., 68 с.

54. Киреев В.А. Курс физической химии / В:А; Киреев. — М.: Химия, 1975.-776 с.

55. Кириенко И.А. Деревобетона/ Строительная промышленность, 1928, №10,11/12:

56. Киеня М.А.Деревобетонные кессоны, системы РОСМОСДОРа. М,-Л.-ОГИЗ, 1931.

57. Кислицин А.Н. Исследования химизма термораспада компонентов древесины. Дисс. . д-р хим. наук. Ленинград: ЛТА им. Кирова, 1974 г.

58. Кислицин А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы; -М.: Лесная промышленность, 1990.

59. Клименко М.И. Исследование арболита на основе высокопрочного гипса. Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М.: 1971.

60. Коротаев Э.И. Использование древесных опилок / Э.И Коротаев, М.И. Клименко. -М.: Лесная промышленность, 1974. — 143 с.

61. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. М.: 1976.

62. Королев М.М. К вопросу о напряжениях, возникающих в бетоне под действием попеременного увлажнения и высыхания. Известия ВНИИГ, 1950. Т.42.

63. Козловский Н.И. Сухая перегонка органических веществ. Скипидар, канифоль и канифольные масла / Н.И. Козловский. — Казань, 1902.

64. Комаров В.Б. Сравнительный анализ гидролизуемости древесины осины, подвергнутой воздействию энергии ускоренных электронов* и у-излучения 60Со / В.Б. Комаров, С.Д. Самуйлова, Б.Г. Ершов. // Химия древесины. 1991. - № 2. - С. 76-80.

65. Красина И.В. Регулирование свойств натуральных высокомолекулярных волокнистых материалов с помощью неравновесной низкотемпературной плазмы в процессах кожевенного и мехового-производства / Дисс.докт. техн. наук, Казань, 2006.

66. Купер Г.А. Микромеханические аспекты разрушения / Г.А. Купер // Композиционные материалы, М.: 1978. Т. 5. - Разрушение и усталость. — С. 440-475.

67. Левитский С.М. Исследование потенциала зажигания высокочастотного разряда в газе в переходной области частот и давлений // Журнал технической физики / С.М. Левитский. 1957. - Т. 27, Вып. 5 - С. 970-977.

68. Леса Татарстана / Информационное издание. — Казань. 2010. № 8.

69. Лыков A.B. Теория сушки / A.B. Лыков. М.: 1968. 472 с.

70. Лыков A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки / A.B. Лыков. -Л.: Госэнергоиздат, 1956. 464 с.

71. Методика (основные положения)4 определения экономической1эффективности* использования в народном^ хозяйстве новой техники, изобретений, рацпредложений. // Экономическая газета. 1977. - № 10i — С. 11-14.

72. Минас А.И. Специфические свойства арболита / А.И. Минас, И.Х. Наназашвили // Бетон и железобетон. 1978-. № 6. С. 19-20.

73. Минас А.И. Пути повышения структурной прочности и стойкости арболита в условиях попеременного увлажнения и высыхания / А.И. Минас, И.Х. Наназашвили // Труды ЦНИИЭПсельстроя. 1976. № 15. - с. 112-118.

74. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений- / А.К. Митропольский. -М.: Наука, 1971. 576 с.

75. Мчедлов-Петросян О.П. Направленное структурообразование -научная основа технологии бетона / О.П. Мчедлов-Петросян, Ю.Л. Воробьев, А.Г. Буранов // Структура, прочность и деформативность бетонов. М.: 1966. -С. 196-202.

76. Наназашвили И.Х. Исследование адгезии в структуре конгломерата «древесина-цементный камень» / И.Х. Наназашвили // Совершенствование заводской технологии железобетонных изделий на предприятиях сельстройиндустрии. М., 1979.

77. Наназашвили И.Х. Производство арболита из древесных отходов / И.Х. Наназашвили, М:К. Марданов // Обзорная информация ЦБНТИ Минпромстроя СССР. 1974. - С. 4-42.

78. Наназашвили' И.Х. Строительные материалы из древесноцементной'композиции / И.Х. Наназашвили. — 2-е изд., перераб. И доп. Л.: Стройиздат. 1990í-415 с.

79. Наназашвили* И.Х. Арболит- эффективный строительный материал. / И.Х. Наназашвили. Mí: 1984. 122 с.

80. Никитин В .М. Химия древесины и целлюлозы, M-JI.: 1951.

81. Никотин.Н.И. Химия древесины.и целлюлозы. M.-JI.: 1962. — 711 с.

82. Оболенская А.Б. Химия древесины и полимеров / А.Б. Оболенская, В.П. Щеглов. М.: 1980.

83. Озолина И.О. Исследование свойств ацетилированной'древесины и способы ее получения. Автореф. канд. дисс. — Елгава, 1968. 16 с.

84. Оснач H.A. Проницаемость и проводимость древесины. M¡: 1964.

85. Отходы и« побочные продукты нефтехимических производств — сырье для органического синтеза / С.С. Никулин, B.C. Шеин, С.С. Злотский. Под. Ред. М.И. Черкашина. -М.: Химия, 1989. 240 с.

86. Патякин В.И. Техническая гидродинамика древесины /В.И. Патякин, Ю.Г. Тишин, G.M. Базаров. М.: Лесная промышленность, 1990. — 304 с.

87. Печенкин В. Е. Использование низкокачественной древесины иотходов / В.Е. Печенкин, А.И. Сурьянинов, В.П. Репняков. Йошкар-Ола: Марийское книжное издательство. 1975 г. 110 с.

88. Петров В.П. Деревобетон / В.П. Петров, И.М. Пушкин // Изд. Ленинградского ин-та инженеров жел.-дор. транспорта. Л. — 1936.

89. Переверзев В.Н; Интенсификация технологических процессов' обработки меха / В.Н.Переверзев, А.Н.Беседин, В.Г.Зуева? // Кожевенно-обувная промышленность. 1991. - №4. - С.5-6.

90. Пижурин A.A. Основы научных исследований в деревообработке: учебник для вузов / A.A. Пижурин, A.A. Пужурин. — М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005.-305 е.: ил.

91. Прутская М.А. Эффективность модификации полимерных диэлектриков в тлеющем и барьерном разряде / М.А.Прутская // Тез.докл. III всесоюз.симп. по плазмохимии. Москва, 1979. - С.328 -330.

92. Райзер Ю.П. Высокочастотный емкостной разряд. Физика. Техника эксперимента. Приложения- / Ю.'П. Райзер, М.Н. Шнейдер, Н.Л. Яценко М.: Изд-во Моск. Физ.-техн. ин-та. 1995. - 420 с.

93. Рыбъев И.А. Исследование общих закономерностей в структуре и свойствах арболита / И.А. Рыбъев, М.И. Клименко // Изв. Вузов Сер. Строительство и архитектура. — 1972 № 2.

94. Рыбин Б.М. Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов: учебник для вузов. — 2-е изд. — М.: ГОУ ВПО КГТУ, 2005. 568 е.: ил.

95. Руководящие технические материалы. Древесина. Показатели физико-механических свойств. М.: 1962.

96. Рыбъев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ / И.А. Рыбьев. М.: 1978.

97. Садова С.Ф. Воздействие низкотемпературной плазмы на кутикулу шерстяного волокна8/ С.Ф. Садова И Текстильная промышленность. 1991.- №2. - С.65 - 68.

98. Садова С.Ф. Совершенствование подготовки и печати шерстяныхтканей, обработка НТП / С.Ф. Садова, С.М.Журавлева, В.И.Бондаренко и др. // Текстильная'промышленность. 1999. - №11,12. - С.37 - 38.

99. Садова С.Ф. Физико-химические свойства шерсти, обработанной низкотемпературной* плазмой / С.Ф: Садова, Н.Н.Баева, Л.Я.Коновалова и др. // Текстильная промышленность. 1991. - №2. - С.46 - 47.

100. Сажин Б.И. Электрические свойства полимеров / Б.И.Сажин; Л'.: Химия, 1976. - 200с.

101. Сафин P.P. Композиционные материалы на основе модифицированных древесных опилок обработанные ВЧ плазмой / Р.Р.! Сафин, Л.И. Аминов, Е.Ю. Разумов и др. // Деревообрабатывающая промышленность, 2009г. №1 С.24-26.

102. Сафин P.P. Исследование термомодифицирования древесины сосны в условиях вакуумно-кондуктивных аппаратов / P.P. Сафин, Д.А. Ахметова, P.P. Хасаншин // «Дизайн и производство мебели», 2008. № 2, С.36 -39.

103. Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины / П.С. Серговский М: Лесная промышленность, 1975. - 400 с.

104. Серговский П.С. Влагопроводность древесины П.С. Серговский. // Дервообраб. пром-сть. 1955. № 2 С. 3 — 8.

105. Смирнов A.C. Приэлектродные слои в емкостном ВЧ разряде / A.C. Смирнов // Журнал технической физики. — 1984. — Т. 54. Вып. 1. С. 61.

106. Соколов О.М. Модифицирование целлюлозосодержащих материалов в электронно-пучковой плазме / О.М. Соколов, М.Н. Васильев, Д.А. Сухов и др.. // ИВУЗ Лесной журнал. 1997, № 6. С. 83-87.

107. Соколов О.М. Исследование изменения состава древесины приобработке низкоэнтальпийной электронно-почковой плазмой / 0:М. Соколов, М.Н. Васильев, Д.Г. Чухчин // ИВУЗ, Лесной журнал. 1999, № 2-3 С. 167-1,75.

108. Соколов О.М. Варианты применения в ЦБП деструктированной плазмохимическим методом древесины / О.М. Соколов // ИВУЗ Лесной журнал № 6. 2007. - С. 104-109.

109. Современные методы оптимизации-композиционных материалов / В.А. Вознесенская, В.Н. Вырьевая, В.Я. Керц. Киев. - 1983. - 144 с.

110. Соломатов В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов / В.И. Соломатов // Изв. Вузов Сер. Строительство и архитектура. 1985. № 8. С. 58-64.

111. Справочник по производству теплозвукоизоляционных материалов. М: Стройиздат. 1975. - 432 с.

112. Способ выделения индивидуальных полос в спектрах поглощения / Чухчин Д.Г. // Журнал прикладной спектроскопии. 1997. Т. 64. № 3. С. 132-136.

113. Справочник Под редакцией Ф.И.Коперина Использование низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок. М.: Лесная промышленность. 1970 г.248 с.

114. Токарев В.Г. Исследование плазменной модификации поверхностей полимерных материалов / В.И.Гриневич, А.И.Максимов, В.В.Рыбкин // Химия и химическая технология. 1979. Т.12. - С.184 - 187.

115. Турин A.A. Ускорение ионов в приэлектродном слое и энергобаланс ВЧ разряда в магнитном поле / A.A. Турин // Тезисы докладов. ■ ■. ■■. ■ 148

116. I Всесоюзной конференции по физике газового разряда Киев, 1986. - С. 92-94.132'. Уголев Б.Н: Внутренние; напряжения, в древесине при ее сушке: / Б.Н. Уголев. М-Л., 1959. ' . ;

117. Хрулев ВМ: Нрочность клеевь1х соединений / В.М: Хрулев; — М.:1973.

118. Хрулев В.М. Цементно-стружечные плиты в строительстве / В.М. Хрулев, В.Р. Малышев; Р.Ш: Хагарков: Уфа::2001.-96 с:

119. Чудинов Б.С. Теория тепловой обработки древесины / Б.С. Чудинов М.: Наука, 1968. - 255 с.

120. Чудинов Б.С. Вода в древесине / Б.С. Чудинов. Новосибирск. — Наука, 1984.-263с.

121. Чуркина Ю.В. Исследование воздействия низкоэнтальпийной электронно-пучковой плазмы на торф / Ю.В .Чуркина, О.М. Соколов, Д.Г. Чухчин. // ИВУЗ Лесной журнал. 2003, № 5. - С. 103-108.

122. Чухчин Д.Г. Модифицирование целлюлозосодсржащих материалов в электронно-пучковой плазме / Д.Г, Чухчин, О.Ю. Деркачева // ИВУЗ Лесной журнал № 6. 1996. - С. 82-87. ,

123. Чухчин Д.Г. Ресурсосберегающая переработка: древесины сиспользованием, плазмохимической технологии: Дисс.канд. техн. наук1100.11. Архангельск, 1998.

124. Чухчин Д.Г. Взаимодействие электронно-пучковой плазмы (ЭПП) с древесиной' / Д.Г. Чухчин, О.М. Соколов, М.Н. Васильев // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб. науч. тр. /АГТУ. -1996. -Вып.1.-С.85-88:

125. Чулицкий Н.Н. Исследование водопроводности и водопоглащаемости древесины различных пород / Н.Н. Чулицкий // Научные труды.-М.:ЦАГИ.-1932.-С. 122-123.

126. Шубин Г.С. О влагопереносе в древесине. // Науч. тр. МЛТИ. -1983. Вып. 149J G. 36-39!

127. Швалбе К.П. Модификация древесины способом ацетилирования / К.П. Швалбе, И.О. Озолина, Я.Я. Ветолиный // Известия АН Латв. ССР; 1970, С. 144-146.

128. Швалбе К.П. Совершенствование свойств древесины химическими методами / К.П. Швалбе // Теоретические аспекты модифицирования древесины (Тезисы докладов). — 1983. — с. 90-92.

129. Цискрели Г.Д. Деревобетон /Т.Д. Цискрели // Техника и труд. Тбилиси, 1934. № 5.

130. Яценко Н.А. Связь постоянного потенциала плазмы с режимом горения высокочастотного емкостного разряда среднего давления // Журнал технической физики / Н.А. Яценко. — 1981. — Т. 51. Вып. 6. — С. 1195-1204.

131. Bell А.Т. Introduction to plasma processing / Bell A.T. // Solid State Technology. -1978. V.21. №4. - p.89 -94.

132. Boundur J.A. Dry process techcology (RIE) / Boundur J.A. // Journal of Vac. Science Technology. 1976. V.13. - №5. - p.1023 - 1029.

133. Craighead H.G. Textured thin film. Si solar absorbers using reactive ion etching / Craighead H.G., Howard R.F. // Journal of Applied Physics Lett. -1980. V.37. №7. - p.653 - 655.

134. Eckert H.U. Equation of the electrodeless ring discharge and theit solution for the breakdown criterion // 4-th Intern Conf. Ionisation Phenomena in

135. Gases. Amsterdam e.a. 1960. - V.l. - P. 320-324.

136. Necesany V. Der Quellungsdruck von Holz und Seinen Bestandteilen. Holz Roh-Werkstooff, 1965. - Bd. 23. - S. 183-187.

137. Farmer A.J.D. Dielectrik barrier discharge treatment of textiles / Farmer A.J.D., Turner P.S., Dai X.J. // 14 th international symposium on'plasma chemistry. Prague, Czech Republic, 1999. V.3. - p.l 131-1135.

138. Thomson J.J. The electrodeless discharge through gases // Phyl. mag. — 1927. V.4. - № 25.- P. 1128-1160.

139. Ricard A. Plasma Surface Interactions and Processing of Materials / Ricard A. // Kluwer Academic Publishers: Kluwer, 1990. p.200.

140. Schottky W. Diffusion Theorie der Positiven Sulell Phys. Zheitschr. -1924/ Bd. XXV. - S. 635-640.

141. Skaar Ch. Water in wood. N.Y., 1972. 218 p.