автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Исследование коэффициентов диффузии антипиренов в шпоне разных пород

На правах рукописи

СОБОЛЕВ Алексей Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИФФУЗИИ АНТИПИРЕНОВ В ШПОНЕ РАЗНЫХ ПОРОД

Специальность 05.21.05 - «Древесиноведение, технология и оборудование

деревообработки»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004 г.

Работа выполнена в Московском государственном университете леса

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических наук, профессор

Бирюков Виталий Гаврилович ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - доктор технических наук, профессор

Леонович Адольф Ануфриевич - кандидат технических наук, профессор Тришин Сергей Петрович

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ - Всероссийский научно-исследовательский

институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ)

Защита диссертации состоится «_»_2004 г.

в_часов на заседании диссертационного Совета Д.212.146.03 при Московском государственном университете леса по адресу: 141005, Мытищи-5, Московская обл.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУЛ Автореферат разослан « »_2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета, профессор

Рыбин Б.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Фанера обладает рядом ценных свойств: большая площадь и малый вес листа, высокая прочность, хорошие санитарно-гигиенические характеристики и др. Придание огнезащитных свойств фанере, с одной стороны, значительно расширяет область ее применения, а с другой, позволяет «закрепиться» и в традиционной сфере ее использования. Например, до середины 80-х годов для оснащения пассажирских вагонов широко применялась обычная горючая фанера. После введения новых требований к пожарной безопасности пассажирских вагонов, горючие материалы были заменены на трудногорючие, медленно распространяющие пламя или негорючие. В дальнейшем требования еще более ужесточились. Согласно последней редакции Ведомственных Норм Пожарной Безопасности для пассажирских вагонов от 2003 г. (ВНПБ-03), допуск материалов в вагоностроение стал ограничиваться также по дымообразующей способности и токсичности продуктов горения. Поэтому создание материалов, отвечающих современным пожарно-техническим требованиям, является актуальным.

Применение таких материалов имеет особенно широкие перспективы в строительстве общественных зданий, школьных, детских, административных и зрелищных помещений. Учитывая, что в настоящее время огнезащищенная фанера (ОЗФ) выпускается только из березового шпона, научную и практическую значимость представляет изучение пропитки шпона мягких лиственных и хвойных пород.

Применение на заводах-изготовителях ОЗФ химических веществ - анти-пиренов ухудшает санитарно-гигиенические условия на предприятии. Поэтому важной научно-технической задачей является разработка технологии на основе использования термостабильных антипиренов, которые не разлагаются при высокотемпературных технологических процессах изготовления ОЗФ.

Цель работы. Целью работы являлось исследование коэффициентов диффузии (КД) антипиренов в шпоне лиственных и хвойных пород в заданной области изменения характеристик пропиточного раствора и шпона с последующим совершенствованием технологии изготовления огнезащищенной фанеры конструкционного назначения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- определены коэффициенты диффузии моноаммонийфосфата (МАФ) в шпоне лиственных и хвойных пород при пропитке в водных растворах;

- установлены зависимости коэффициентов диффузии в виде регрессионных моделей от технологических параметров пропитки;

- определены количественные характеристики компонент поглощения при пропитке шпона лиственных и хвойных пород;

- определены физико-механические и важнейшие эксплуатационные характеристики огнезащищенной фанеры, изготовленной на основе антипирена МАФ.

Практическая значимость работы заключается в установлении технологических параметров пропитки в растворе моноаммонийфосфата шпона лист-

венных и хвойных пород для толщин, применяемых в производстве фанеры, и внедрении результатов исследований в фанерную промышленность.

Реализация результатов исследований осуществлена на Нижнеломов-ском фанерном заводе, в виде промышленного внедрения технологии изготовления огнезащищенной березовой фанеры и выпуска опытно-промышленных партий огнезащищенной фанеры на основе осинового и соснового шпона.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты работы:

1. Закономерности изменения коэффициентов диффузии моноаммонийфос-фата в шпоне лиственных и хвойных пород при изменении технологических характеристик пропиточного раствора и шпона.

2. Количественные характеристики поглощений антипирена моноаммоний-фосфата при пропитке шпона лиственных и хвойных пород.

3. Режимные технологические параметры пропитки шпона мягких лиственных и хвойных пород в растворе МАФ.

4. Промышленная технология изготовления огнезащищенной березовой фанеры конструкционного назначения и комплекс свойств нового материала.

Апробация работы: Результаты работы докладывались на научно-технических конференциях МГУЛ 1998-2004 гг., 2-й международной научно-технической конференции «Композиционные материалы на основе древесины», 24-27 окт. 2000 г., Москва, совместном заседании кафедр «Технологии мебели и изделий из древесины» и «Промышленного и гражданского строительства и безопасности жизнедеятельности» в 2004 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей.

Объем работы. Работа изложена на 176 страницах (без приложений) машинописного текста, содержит 7 рисунков и 25 таблиц. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка, содержит 21 приложение. Библиография включает 115 наименований отечественной и зарубежной литературы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность поставленной проблемы и определено направление исследований. Приведены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ свойств антипиренов, методов определения коэффициентов диффузии (КД) анитипиренов в древесине и их численных значений для шпона разных пород.

Химических веществ, обладающих свойствами антипиренов, очень много. Однако с точки зрения защиты древесных материалов, наибольший интерес представляют составы, в которые входят фосфор- и азотсодержащие соединения. К таким веществам относится и двузамещенный фосфат аммония (диам-монийфосфат). Его применение в производстве огнезащищенной фанеры обусловлено тем, что это вещество не относится к ядам, легко вводится в древесину, не снижает ее ПРОЧНОСТИ, не корродирует технологическое оборудование,

относительно недорого и недефицитно, не препятствует склеиванию и, самое главное, обеспечивает высокую огнезащиту материала. Однако практика промышленного применения показала, что диаммонийфосфат (ДАФ) обладает низкой термостабильностью и при повышенных температурах, имеющих место в технологическом процессе производства огнезащищенной фанеры, разлагается с выделением аммиака. Причем локализовать или нейтрализовать выделения аммиака экономически приемлемыми способами не удается, в результате чего санитарно-гигиенические и экологические условия производства ОЗФ ухудшаются по сравнению с производством фанеры общего назначения. Кроме того, огнезащищенная фанера, изготовленная с применением диаммонийфосфата, не удовлетворяет требованиям по критерию токсичности продуктов горения: она относится к группе высокоопасных материалов.

Обе эти проблемы можно решить путем замены диаммонийфосфата на другой антипирен, который имел бы более высокие термостабильные свойства. Исследованиями, выполненными в МГУЛ, установлено, что такими свойствами обладает моноаммонийфосфат.

Для расчета технологических параметров пропитки шпона необходимо знать численные значения коэффициентов диффузии. На КД солей в древесине могут влиять: порода древесины, её анатомическая зона, состав пропиточного раствора, влажность и плотность древесины, а также направление диффузии относительно волокон. Однако, в тех случаях, когда значения КД для цельной древесины известны, применять их к шпону некорректно, поскольку их величины в соответствующих направлениях будут отличаться в связи с наличием в шпоне большого числа лущильных трещин и перерезанных элементов. Анализ методов определения КД показал, что применительно к шпону, наиболее целесообразно применять сорбционный метод. Этот метод основан на определении количества соли, сорбируемой шпоном в процессе диффузионной пропитки. Метод достаточно прост в применении и не требует сложной экспериментальной установки.

В связи с изложенным возникает необходимость в совершенствовании технологии ОЗФ на основе использования антипирена с термостабильными свойствами.

Во второй главе приводятся описания основных методических положений проведения экспериментальных и расчетных работ, применяемого оборудования, пропиточной установки, инструмента и материалов.

Экспериментальные исследования проводили со шпоном лиственных пород, а именно: березы, осины, ольхи, липы и двух хвойных пород из разных зон древесины: заболони и ядра сосны, заболони и спелой древесины ели, которые пропитывали в водных растворах моноаммонийфосфата.

Методика экспериментальных работ по исследованию коэффициентов диффузии моноаммонийфосфата в шпоне хвойных и лиственных пород предполагала проведение следующих этапов: подготовка образцов шпона, подготовка рабочего раствора и настройка оборудования, проведение эксперимента,

измерение количественных показателей пропитки и обработка полученных результатов.

Для расчета коэффициентов диффузии, м2/с, применяется формула

¡л а

(1)

л -г

где ц - относительное время пропитки; а - толщина шпона, м;

- время пропитки шпона, с; л - константа.

Относительное время ц определяется по одной из следующих формул, в зависимости от отношения степени насыщения образца солью ас к параметру

з(ир).

При ^ ¿0,6 относительное время ц определяется по формуле

где Ссй - диффузионная компонента поглощения антипирена, %; Ж- влажность шпона перед пропиткой, %; ир - безразмерная концентрация раствора; А - коэффициент пропорциональности, г/см3; р, - плотность воды, г/см3.

Диффузионная компонента, %, определяется по формуле

&сд = (7с - <х„,

где Сс - фактическое (общее) поглощение антипирена, %; (?„ - поверхностная компонента поглощения, %.

Фактическое поглощение, %, определяется из эксперимента по формуле

где т0а - масса пропитанного абсолютно сухого образца шпона, г; т0 - масса непропитанного абсолютно сухого образца шпона, г. Поверхностная компонента поглощения, %, определяется на основе экспериментальных данных по формуле

ОЛО-ОЛО-Л

а. -______< 2

V,

где С?с(?1) — поглощение антипирена за время /и %;

¿1 - принятое минимальное экспериментальное время, для погружения

образца в раствор и извлечения из него, с; г) - поглощение антипирена при продолжительности пропитки/2, %; - экспериментальное время пропитки, с.

Рис.1 Область планирования эксперимента для определения коэффициентов диффузии

На коэффициент диффузии моноаммонийфосфата в шпоне оказывают влияние в первую очередь: температура пропиточного раствора антипирена Т, его концентрация и предпропиточная влажность шпона

Для изучения влияния этих факторов на величину коэффициента диффузии антипирена в шпоне применен метод математического планирования эксперимента: В-план 2-го порядка.

Так как концентрация насыщенного раствора зависит от температуры (прямая Ь, рис.1), то на плоскости ТЫ выделить прямоугольную область со сторонами, параллельными осям Т11, в интересующем нас диапазоне концентраций и температур не представляется возможным. В связи с этим был выбран прямоугольник в системе координат ТЧ]\ которая повернута относительно исходной системы на угол а = 23°29'. Такой прием позволяет обрабатывать результаты экспериментальных исследований в новой системе координат ТИ' по известным методикам.

Формулы перехода из одной системы координат в другую следующие:

7" = Т- соэ а + гУ-эш а, V = 17-с 08 а-Г-вт а.

Переход от натуральных обозначении факторов к нормализованным осуществляется по формулам:

_т'-т'0 _и'-и'о _Ж-Ж0

Х1= АТ> ' *2= А1/о ' = ДЖ0 '

нормализованные обозначения входных факторов; натуральные обозначения факторов; нулевые точки плана; интервалы варьирования.

Таблица 1

План эксперимента

№ п/п Натуральные обозначения факторов Нормализованные обозначения факторов

в исходных координатах в преобразованных координатах Х2 *3

Т,° С и, % Т и

1 27,5 10 29,25 -1,75 60 - - -

2 27,5 10 29,25 -1,75 140 - - +

3 20 27 29,25 16,75 60 - + -

4 20 27 29,25 16,75 ' 140 - + +

5 85 35 92,25 -1,75 60 + - -

6 85 35 92,25 -1,75 140 + - +

7 77,5 52,5 92,25 16,75 60 + + -

3 77,5 52,5 92,25 16,75 140 + + +

9 81,5 43,5 92,25 7,5 100 + 0 0

10 23,5 18,5 29,5 7,5 100 - 0 0

11 48,5 39 60,75 16,75 100 0 + 0

12 56,5 22,5 60,75 -1,75 100 0 - 0

13 52,5 31,5 60,75 7,5 140 0 0 +

14 52,5 31,5 60,75 7,5 60 0 0 -

15 52,5 31,5 60,75 7,5 100 0 0 0

Отметим, что влажность шпона Ж не зависит от факторов и пТ, поэтому область её варьирования задается обычным способом.

План эксперимента для трех факторов в исходных и преобразованных координатах представлен в табл. 1.

Результатом проведения этих экспериментальных работ должны стать математические модели зависимости коэффициентов диффузии от входных технологических факторов.

Третья глава посвящена анализу свойств пропиточного раствора; определению численных значений физических характеристик процесса пропитки и построению регрессионных моделей коэффициентов диффузии антипирена при пропитке шпона лиственных и хвойных пород древесины в водных растворах моноаммонийфосфата.

В нашей работе под термином "пропиточный раствор" понимается истинный раствор моноаммонийфосфата в воде, представляющий собой гомогенную систему, в которой растворенное вещество диспергировано до молекулярных размеров. Именно такое толкование пропиточного раствора позволяет обоснованно и однозначно применять в качестве параметров его состояния такие характеристики как концентрация и плотность.

Ляоатст растВоро!, ке/м*

Концентрация мотамманийфосфата У,

Рис. 2 Область исследования и графическое представление параметров физического состояния водного раствора моноаммонийфосфата Достаточно полная характеристика физических свойств водных растворов моноаммонийфосфата при атмосферном давлении приведена в графическом виде на рис. 2. Плотность растворов имеет функциональную зависимость

от концентрации и, в меньшей степени, от температуры. Она возрастает с увеличением концентрации и понижением температуры.

Кроме количественных характеристик раствора, на рис. 2 приведена линия кристаллизации, разделяющая всю графическую зону на две области. Та область, которая находится выше линии кристаллизации, соответствует истинному раствору, нижняя область - раствору с образовавшимся осадком. Важной особенностью расположения линии кристаллизации для водных растворов мо-ноаммонийфосфата является то, что она находится в зоне тех температур и концентраций, которые наиболее интересны с точки зрения исследования режимных параметров пропитки. Наличие линии кристаллизации вносит определенные ограничения в порядок выбора диапазона варьирования входных факторов, касающихся параметров состояния раствора. Это важное обстоятельство было учтено нами при определении области планирования эксперимента.

Таблица 2

План эксперимента и физические характеристики процесса пропитки шпона

№ п/п Натуральные факторы Шпон березовый

Т,°С и,% IV, % Ос % в„,% Сед, % Ос М д-ю'0, м2/с

1 27,5 10 60 7,35 4,83 2,52 0,373 0,384 0,298 0,891

2 27,5 10 140 9,13 3,20 5,83 0,393 0,403 0,317 0,942

3 20 27 60 15,67 9,52 6,15 0,305 0,324 0,215 0,505

4 20 27 140 22,52 6,20 1632 0,373 0,396 0,307 0,926

5 85 35 60 23,46 9,33 14,13 0,511 0,552 0,590 1,742

6 85 35 140 42,65 5,85 36,80 0,604 0,635 0,821 2,526

7 77,5 52,5 60 33,04 13,29 19,75 0,446 0,497 0,483 1,365

8 77,5 52,5 140 61,67 10,66 51,01 0,507 0,565 0,610 1,850

9 81,5 43,5 100 35,91 3,27 32,64 0,561 0,616 0,722 2,168

10 23,5 18,5 100 10,68 2,47 8,21 0,383 0,400 0,313 0,940

11 48,5 39 100 28,30 6,52 21,78 0,434 0,472 0,432 1,284

12 56,5 22,5 100 23,78 10,27 13,50 0,505 0,532 0,553 1,656

13 52,5 31,5 140 33,68 6,32 27,35 0,508 0,545 0,576 1,711

14 52,5 31,5 60 21,18 11,33 9,86 0,414 0,444 0,385 1,182

15 52,5 31,5 100 22,56 6,32 18,68 0,482 0,517 0,518 1,514

Для получения численных значений коэффициентов диффузии Д необходимы следующие физические характеристики: поглощение шпоном антипирена поверхностное поглощение диффузионное поглощение степень насыщения образца солью ас, относительное время пропитки /л. Рассмотрим эти характеристики на примере экспериментальных исследований пропитки березового шпона (табл. 2).

Основными количественными показателями процесса пропитки являются компоненты поглощения антипирена шпоном. В табл. 2 приведены значения общего (суммарного) поглощения а также значения составляющих этого по-

глощения - диффузионной GCj и поверхностной G„ компонент. Величины общего поглощения Gc и его диффузионной составляющей G^ имеют явно выраженную зависимость от исходных варьируемых факторов - температуры и концентрации пропиточного раствора и влажности шпона - в виде возрастающей функции. Причем поглощение Gc увеличивается с ростом концентрации, температуры пропиточного раствора и влажности шпона.

Что касается поверхностно-адсорбционной компоненты в общем поглощении антипирена шпоном, то ее наибольшие по величине численные значения достигаются в точках с большей концентрацией раствора, расположенных ближе к линии кристаллизации, и меньшей влажностью шпона. Достаточно высокое численное значение G„ в этих точках объясняется явлениями кристаллизации (выпадение в осадок) частиц антипирена на поверхности шпона, связанными с резким понижением температуры при извлечении его из ванны с пропиточным раствором. В целом, поверхностные явления дают достаточно весомую долю общего поглощения антипирена шпоном. При низкой влажности шпона эта доля сопоставима с долей диффузионной компоненты поглощения, но при высоких значениях концентрации и температуры пропиточного раствора и влажности шпона, например в точке 8, величина G„ составляет лишь пятую часть от компоненты

Значительная величина поверхностной компоненты крайне нежелательна с точки зрения технологии склеивания, т.к. соль на поверхности шпона может снижать прочность клеевого соединения. Поэтому количество соли на поверхности шпона необходимо уменьшать до минимума.

Степень насыщения образца солью (антипиреном) - at - показывает долю диффузионной составляющей поглощения от максимально возможной ее величины при определенном режиме пропитки. Этот показатель, характеризующий интенсивность процесса пропитки, принимает наибольшие значения при повышенной температуре. Анализ показывает, что достаточная для обеспечения высокой степени огнезащиты величина поглощения шпоном антипирена обеспечивается уже при величине параметра Qfc в пределах 0,5...0,6. Это указывает на значительные, с точки зрения поглощения соли, резервы диффузионного способа пропитки шпона. Подобный характер зависимости наблюдается и для относительного времени пропитки

Аналогичные таблицы получены и для других древесных пород. Получение регрессионных моделей осуществлялось путем применения разработанной компьютерной «Программы расчета коэффициентов диффузии». В результате были получены следующие адекватные математические модели, описывающие зависимость коэффициентов диффузии от технологических параметров пропитки:

для шпона березы Д>-Ю10 = 0,533 + 0,0147+ 0,006i/,

для шпона осины Д,с-Ю10 = - 0,409 + 0,03774 0,015 U,

для шпона ольхи -ДЛО10 = - 0,426 + 0,04274 0,01817,

для шпона липы ДЛ О10 = -0,271 + 0,0277+0,012t/,

для шпона ели (заболонь) ДмДО10 = 0,066 + 0,01874 0,008U,

для шпона ели (спелая древесина) Д^-Ю10 = — 0,145 + 0,020Г+ 0,009V,

дня шпона сосны (заболонь) Д„-1010 = 0,125 + 0,018Г+0,0081/,

для шпона сосны (ядро) Д.л.-101° = -0,081 +0,017Г+0,008У,

где Т- температура, °С, и и- концентрация, %, пропиточного раствора, находятся в области планирования эксперимента (рис. 1).

Анализируя полученные уравнения, отметим следующее:

- для шпона всех исследуемых пород существует линейная зависимость коэффициентов диффузии от температуры и концентрации пропиточного раствора;

- доминирующее влияние на величину коэффициентов диффузии оказывает температура пропиточного раствора; в наибольшей степени это выражено для шпона осины и ольхи;

- влажность шпона является незначимым фактором в регрессионных моделях для всех пород шпона;

- при одинаковом сочетании входных факторов (Т, и) наибольшую величину коэффициента диффузии у лиственных пород имеет шпон ольхи, а у хвойных - шпон сосны (заболонь);

В качестве иллюстрации на рис. 3 приведена графическая интерпретация функциональной зависимости коэффициентов диффузии от параметров состояния пропиточного раствора для березового шпона, построенная для фиксированных значений из области планирования эксперимента (рис. 1) с интервалом 10 %. Область изменения коэффициентов диффузии, наложенная на сетку значений концентрации и температуры пропиточного раствора, имеет вид параллелограмма КЬЫЫ. Такое представление позволяет наглядно оценить диапазоны изменения величин КД и установить эффективные значения параметров состояния пропиточного раствора.

Четвертая глава посвящена изучению процесса пропитки листов шпона промышленных размеров, установлению технологических режимов пропитки, сравнительной санитарно-гигиенической оценке использования антипире-нов ДАФ и МАФ.

Определение технологических параметров пропитки является важной задачей настоящей работы. Чтобы установить технологическое время пропитки шпона, необходимо провести исследование поглощений антипирена шпоном промышленных размеров и обосновать возможность применения расчетных формул диффузионной пропитки.

При проведении диффузионной пропитки в промышленных условиях суммарное поглощение антипирена шпоном представляется в виде

(11)

В работе приводится анализ этих компонент для условий пропитки шпона исследуемых пород в растворе моноаммонийфосфата с параметрами, лежащими в области верхних предельных значений плана эксперимента и средней промышленной влажности шпона после лущения.

Компонента поглощения за счет краевого эффекта (Сг^) проявляется в виде повышенного поглощения антипирена по кромкам листа шпона. По оцен-

ке достигаемых поглощений для листов шпона размером 1600х 1600 мм, максимальная доля этой компоненты не превышает 0,6 %, поэтому для наших расчетов ею можно пренебречь.

Поверхностная компонента поглощения £Сгп) оценивалась путем постановки специальных экспериментов для определения ее зависимости от пред-пропиточной влажности шпона поскольку этот фактор является не управляемым в производственных условиях и может изменяться в достаточно широком диапазоне. В наших экспериментах этот диапазон составлял от 60 % до 140 %. Результаты представлены в виде однопараметрических уравнений для всех исследуемых пород шпона:

для шпона березы для шпона ольхи для шпона осины для шпона липы для шпона сосны для шпона ели

G„ = 21,61 - 0,310W+ 0,0019 W\ G„ = 42,46 - 0,696W+ 0,0037 W2, G„ = 30,22 - 0,299W+ 0,0010 W1,

Gn = 28,49 - 0,307 W+ 0,00 G„ = 11,37 - 0,063 W+ 0,0002W2, G„ = 19,26 - 0,207 W+ 0,0009 IV2.

Компонента поглощения за счет отекания раствора (Gcm) определялась экспериментальным путем в производственных условиях фанерного завода по специальной методике.

Установлены следующие величины этой компоненты: для березового шпона Gcm = 1,79 %;

для мягких лиственных пород (усредненный показатель) Gcm = 1,09 %; для хвойного шпона (усредненный показатель) Gcm = 3,10 %.

Анализ диффузионной компоненты (G^) был проведен на основе известных формул диффузионной пропитки. Для березового шпона толщиной 1,5 мм, продолжительность пропитки которого в растворе моноаммонийфосфа-та с параметрами 7Н$1,50С и £/=43,5 % составляла 25 мин, расчетное значение Gcf=22,95 %. ¡Выполненный эксперимент при таких же режимных параметрах пропиточного раствора позволил установить общее поглощение антипирена шпоном, которое определяли прямым измерением количественных показателей пропитки. Общее поглощение антипирена шпоном составило Gc=28,18 %.

Из формулы (11) экспериментальная величина Gca, будет равна

Учитывая, что расчетное значение Gd составило 22,95 %, это указывает на удовлетворительную сходимость результатов.

Такой подход позволил научно обоснованно установить технологическое время пропитки шпона промышленных размеров. Формула продолжительности пропитки, с, имеет вид

(12)

где - толщина шпона, м;

Д- коэффициент диффузии моноаммонийфосфата в шпоне, м2/с; - относительное время пропитки.

Эти параметры определяются в соответствии с заданными условиями пропитки Графическое представление значений КД на исследуемой области позволяет выявить явно выраженный узкий участок МЫ, на котором наблюдается стабильное максимальное значение коэффициента диффузии (рис. 3). При этом величина КД (равная ®1,9-1О_10м2/с) остается практически неизменной (постоянной) в диапазоне температур от 77 до 85 °С. Выявление этого эффекта позволяет принять для промышленных условий температуру пропиточного раствора на середине этого интервала, т.е. 81 °С. Соответствующая этой температуре величина концентрации равна 43 %

В диссертации приводятся расчетные значения технологического времени пропитки для наиболее широко применяемых в фанерном производстве толщин шпона лиственных и хвойных пород.

19

0

х

1

0

>

«1,3

1

Ь1.1

о

|09

•в

п

¡§47

Ц5 -Р-1-1-.-.-.--1-1-

О 10233040 93 60 70 80 90

Рис. 3 Область изменения КД при пропитке шпона березы в растворе МАФ

Работы, проводенные совместно со специалистами НИИ гигиены им Ф.Ф. Эрисмана по исследованию загазованности воздуха рабочей зоны на операциях пропитки шпона и склеивания пропитанного шпона с применением антипиренов ДАФ и МАФ, показали, что над поверхностью пропиточного раствора концентрация аммиака для моноаммонийфосфата почти в 58 раз, а при прессовании фанеры почти в 7 раз ниже, чем для диаммонийфосфата При этом максимальные выделения аммиака при использовании антипирена МАФ не превышают ПДК.

Пятая глава посвящена промышленной апробации разработанной технологии и оценке ее экономической эффективности при внедрении в производство.

На Нижнеломовском фанерном заводе были выпущены опытно-промышленные партии огнезащищенной фанеры на основе шпона трех пород: березы, осины и сосны с применением моноаммонийфосфата в качестве анти-пирена. В ходе выполнения этих работ проводился подробный постадийный анализ выполнения всех технологических операций, отмечались и фиксировались специфические особенности использования нового антипирена. В работе по оценке условий труда на рабочих местах принимали участие врачи-гигиенисты Нижнеломовской станции Госсанэпиднадзора.

В результате было установлено, что применение моноаммонийфосфата в качестве антипирена не требует приобретения нового и принципиальной реконструкции существующего оборудования. Разработанные режимы пропитки шпона в высококонцентрированных и высокотемпературных растворах анти-пирена МАФ обеспечивают максимально эффективное и качественное проведение промышленной пропитки. Превышения ПДК аммиака в воздухе рабочих зон не обнаружено.

Комплексная оценка свойств нового материала показала, что по своим физико-механическим показателям огнезащищенная фанера находится на уровне фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ, по пожарно-техническим - соответствует требованиям вагоностроения: материал трудногорючий, медленно распространяющий пламя, с умеренной дымообразующей способностью, умеренно опасный по токсичности продуктов горения.

По данным гигиенической оценки, огнезащищенная фанера конструкционного назначения допущена органами санэпиднадзора к применению в вагоностроении и строительстве, причем свободный фенол в материале отсутствует, то есть принятыми современными методами не определяется.

В результате проведения опытно-промышленных работ, выполнения комплексной оценки свойств материала, разработки научно-технической и внедренческой документации, Нижнеломовский фанерный завод освоил серийное производство трудногорючей фанеры для вагоностроения и строительства на основе березового шпона, пропитанного в растворе моноаммонийфосфата.

Расчет экономической эффективности показал целесообразность внедрения разработанных мероприятий.

Огнезащищенная фанера, выпускаемая Нижнеломовским фанерным заводом, поставляется как на внутренний, так и на зарубежный рынки (Испания, Польша, Украина).

ВЫВОДЫ

1. Выявлены отрицательные стороны применения диаммонийфосфата в производстве огнезащищенной фанеры и предложен антипирен - моноаммо-нийфосфат, который, обладая более высокими термостабильными свойствами, способен улучшить санитарно-гигиеническую ситуацию на производстве и до-

вести до уровня современных требований пожарно-технические характеристики огнезащищенной фанеры.

2. Проведены экспериментальные лабораторные работы по исследованию возможности применения растворов моноаммонийфосфата для диффузионной пропитки шпона. Установлено, что в диапазоне температур, предпочтительных для промышленной пропитки, высококонцентрированные растворы моноаммо-нийфосфата имеют высокую термостабильность, а пропитанный в них шпон обладает достаточными огнезащитными свойствами. Отмечены также технологичность, доступность, нетоксичность моноаммонийфосфата.

3. Для исследования коэффициентов диффузии моноаммонийфосфата в шпоне березы, осины, ольхи, липы, сосны и ели выбран экспериментальный план, установлены основные факторы влияния на диффузионный процесс пропитки и диапазон их изменения, разработана компьютерная программа обработки выходных данных и создана необходимая экспериментальная установка.

4. Выполнены экспериментальные работы по пропитке шпона в соответствии с матрицей планирования эксперимента. Получены адекватные математические модели зависимости КД от технологических факторов пропитки.

5. Теоретические и экспериментальные исследования позволили установить высокоэффективные технологические режимы пропитки шпона исследуемых пород (березы, осины, ольхи, липы, сосны, ели) для широкого диапазона промышленных толщин.

6. Выполнены опытно-промышленные работы по пропитке и изготовлению огнезащищенной фанеры из шпона березы, осины и сосны. Применение мягких лиственных и хвойных пород в производстве ОЗФ значительно расширяет сырьевую базу.

7. Выявлены технологические особенности применения моноаммоний-фосфата на отдельных участках производственного процесса, внедрены новые режимы пропитки шпона, скорректированы режимные параметры на других технологических операциях изготовления ОЗФ.

8. Установлено, что применение моноаммонийфосфата значительно улучшает санитарно-гигиеническую ситуацию на участке пропитки и в фанерном цехе, а фанера на его основе соответствует всему комплексу требований к материалам, применяемым в пассажирском вагоностроении и строительстве.

9. Освоено серийное производство березовой огнезащищенной фанеры конструкционного назначения для вагоностроения и строительства.

10. Разработан комплект внедренческой документации для серийного выпуска трудногорючей фанеры для строительства.

12. Проведенный экономический расчет показал, что годовой экономический эффект от внедрения нового антипирена за счет повышения производительности участка пропитки и более низкой его цены по сравнению с диаммо-нийфосфатом, составляет 2,6 млн. рублей на одну пропиточную ванну в ценах 2004 г. Не менее важным является социальный эффект от улучшения условий труда и экологической ситуации на предприятии, а также от повышения пожарной безопасности объектов, на которых применяется новый материал.

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Балакин М.И., Бирюков В.Г., Соболев А.В. Исследование коэффициентов диффузии антипирена в шпоне хвойных пород // Комплексное использование древесины при производстве композиционных материалов / Науч. труды.

- Вып. 299. - М.: МГУЛ, 1999. - С. 90.

2. Соболев А.В. Исследование коэффициентов диффузии антипирена при пропитке шпона хвойных и лиственных пород // Композиционные материалы на основе древесины / Международная научно-техническая конференция, 24 - 27 окт. 2000 г.: Тезисы докладов. - М.: МГУЛ, 2000. - С. 100.

3. Бирюков В.Г., Соболев А.В. Исследование коэффициентов диффузии при пропитке березового шпона // Технология и оборудование для переработки древесины / Науч. труды. - Вып. 312. - М.: МГУЛ, 2000. - С. 176.

4. Соболев А.В., Ценеков А.С. Исследование коэффициентов диффузии антипирена при пропитке шпона лиственных пород // Комплексное использование древесины при производстве композиционных материалов / Науч. труды.

- Вып. 317.-М.: МГУЛ, 2002. - С. 80.

5. Соболев А.В. Исследование коэффициентов диффузии антипирена при пропитке шпона хвойных пород // Комплексное использование древесины при производстве композиционных материалов / Науч. труды. - Вып. 321. - М.: МГУЛ, 2002.-С. 130.

Отпечатано с готового оригинала

Лицензия ГВЦ № 00326 от 14.02.2000 г. Подписано к печати ~ftf(Y, Формат 60x88/16 Бумага 80 г/м2 "Снегурочка" Ризография

Объем_Тираж экз._Заказ №_

/Л'л,/г, //Г

Издательство Московского государственного университета леса 141005. Мытищи-5, Московская обл, 1-я Институтская, 1, МГУЛ. Телефоны: (095) 588-57-62, 588-53-48,588-54-15. Факс: 588-51-09, E-mail' izdat@mgul ас ш

»2 29 05

220

Введение.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ методов определения коэффициентов диффузии

1.2. Анализ антипиренов.

1.3. Анализ коэффициентов диффузии и области их исследования

1.4. Обоснование, выбор направления, цель и постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ

2.1. Материалы и экспериментальная установка для определения коэффициента диффузии.

2.2. Методика выполнения экспериментальных работ по определению коэффициента диффузии.

2.3. Методика выполнения экспериментальных работ при использовании математических методов планирования эксперимента

2.3.1. Методические особенности применения метода планирования эксперимента при определении коэффициентов диффузии антипирена в шпоне.

2.3.2. Выбор интервалов варьирования и плана эксперимента

2.4. Методика обработки результатов экспериментальных исследований

2.4.1. Обработка экспериментальных данных при определении коэффициентов диффузии.

2.4.2.Обработка результатов плана эксперимента при построении регрессионных моделей.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДИФФУЗИИ АН-ТИПИРЕНА ПРИ ПРОПИТКЕ ШПОНА ЛИСТВЕННЫХ И *' ХВОЙНЫХ ПОРОД ДРЕВЕСИНЫ.

3.1. Анализ свойств и характеристик пропиточного раствора

3.2. Статистические и физические характеристики процесса диффузионной пропитки.

3.3. Исследование коэффициентов диффузии антипирена при пропитке шпона лиственных пород.

3.3.1. Анализ характеристик процесса диффузионной пропитки шпона лиственных пород. 3.3.2. Математические регрессионные модели коэффициентов диффузии антипирена в шпоне лиственных пород.

3.4. Исследование коэффициентов диффузии антипирена при пропитке шпона хвойных пород.

3.4.1. Анализ характеристик процесса диффузионной пропитки шпона хвойных пород.

3.4.2. Математические регрессионные модели коэффициентов диффузии антипирена в шпоне хвойных по*

3.5. Графическая интерпретация и анализ результатов исследования

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОЦЕССА ПРОПИТКИ ШПОНА.

4.1. Анализ компонент поглощения антипирена при промышленной пропитке шпона.

4.2. Разработка промышленных режимов пропитки шпона лиственных и хвойных пород.

4.2.1. Пропитка шпона лиственных пород.

4.2.2. Пропитка шпона хвойных пород.

4.3. Сравнительные исследования санитарно-гигиенических характеристик антипиренов моноаммонийфосфата и ди-аммонийфосфата.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОГНЕ-ЗАЩИЩЕННОЙ ФАНЕРЫ КОНСТРУКЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЛИСТВЕННЫХ И ХВОЙНЫХ ПОРОД.

5.1. Выпуск опытно-промышленных партий огнезащищенной фанеры конструкционного назначения.

5.2. Оценка экономической эффективности внедрения нового антипирена для пропитки шпона в производстве огнезащищенной фанеры.

5.2.1. Расчет статей калькуляции.

5.2.2 Расчет экономической эффективности от внедрения нового антипирена.

5.3. Научно-технические и внедренческие работы по совершенствованию промышленной технологии огнезащищенной фанеры конструкционного назначения.

Выводы по главе 5.

Актуальность темы. Развитие науки и техники в течение последних десятилетий привело, в частности, к созданию новых материалов, составляющих серьезную конкуренцию традиционно используемым природным материалам, в том числе древесным.

Древесные материалы, обладая целым рядом несомненных достоинств, таких как возобновляемость сырьевой базы, экологическая чистота, легкость обработки и др., имеют и определенные недостатки. Эти недостатки и позволили новым недревесным материалам существенно потеснить древесину во многих сферах применения, а в некоторых - полностью заменить ее. Однако научно-технический прогресс не обошел стороной и древесные материалы. Их развитие в условиях конкурентной борьбы с другими материалами идет в двух направлениях: по пути специализации применительно к конкретным областям использования и по пути ликвидации недостатков, присущих древесине.

Сказанное в полной мере относится и к такому древесному материалу, как фанера. Фанера представляет собой слоистый композит из склеенных между собой трех и более листов шпона с взаимно перпендикулярным направлением волокон в смежных слоях. Легкий и прочный, со сравнительно большой площадью, нетоксичный и "живой" материал находит достаточно широкое применение и имеет потенциальную возможность роста этого применения на пути создания специальных видов фанеры, например, опалубочной, ламинированной и т.п. Однако фанера, как и другие древесные материалы, обладает серьезным недостатком - повышенной горючестью, и этот недостаток может в определенных условиях свести на нет все достоинства фанеры. Например, в 80-х гг. прошлого столетия в нашей стране были введены новые требования к пожарной безопасности пассажирских вагонов, согласно которых горючие материалы должны быть заменены на трудногорючие, медленно распространяющие пламя. В дальнейшем требования еще более ужесточились. Согласно требованиям Ведомственных Норм Пожарной Безопасности 2003 г. [25], допуск материалов в вагоностроение стал ограничиваться также по дымообразующей способности и токсичности продуктов горения. В настоящее время на изготовление одного вао гона расходуется, в зависимости от типа, 5. 8 м фанеры.

Снижение горючести фанеры возможно за счет нескольких мероприятий: введения антипирена в листы шпона до технологической операции склеивания фанеры; химического модифицирования синтетических олигомеров, используемых в качестве клеев, или введения огнезащитных добавок в клеевую композицию; использования огнезащитных покрытий, наносимых на готовую фанеру в отдельной технологической операции или по месту использования фанеры [65].

Чаще всего эти мероприятия реализуются отдельно друг от друга. Практика показывает, что наиболее перспективны технологии изготовления огнеза-щищенной фанеры, базирующиеся на пропитке листов шпона в растворе антипирена с последующим склеиванием в фанеру. Индивидуальная обработка каждого листа шпона позволяет создать фанеру, защищенную по всему объему и обладающую высокими эксплуатационными характеристиками, сохраняющимися в течение длительного времени, а метод пропитки обеспечивает наиболее надежную защиту древесины от огня.

При изготовлении огнезащищенной фанеры путем полистной пропитки шпона, особую значимость приобретает выбор антипирена. Такая постановка вопроса обусловлена тем, что, обладая исходно высокой огнезащитной эффективностью, антипирен должен не только передавать аналогичные свойства пропитываемому материалу, но и удовлетворять технологическим требованиям производства фанеры, а именно: не оказывать деструктивного воздействия на древесину и не снижать прочность склеивания листов шпона. Для этого он должен иметь определенную химическую инертность и не препятствовать отверждению клея, взаимодействовать с древесным комплексом без высаливания на поверхности шпона, а также вводиться в шпон в заданном количестве достаточно эффективным и не трудоемким способом, реализация которого не требует дорогостоящего оборудования. Эти требования в значительной мере ограничивают номенклатуру антипиренов, пригодных для изготовления огнезащищенной фанеры. Из множества известных защитных веществ и составов, этому комплексу требований в наибольшей степени удовлетворяют аммонийные соли ортофосфорной кислоты - диаммонийфосфат и моноаммонийфосфат [58]. Этим химическим соединениям присущи такие общетехнические достоинства, как доступность приобретения, относительно невысокая стоимость, малая токсичность. Они удовлетворяют требованиям проведения диффузионной пропитки в высококонцентрированных растворах при повышенных температурах и обеспечивают эффективную огнезащиту материала по всему объему.

Методики исследования коэффициентов диффузии (КД) антипирена в шпоне различных пород достаточно подробно рассмотрены в работах [19, 22, 68, 90]. Как показывает анализ этих работ, наиболее приемлемыми по ряду специфических свойств для исследования шпона являются три метода определения КД: мембранный, сорбционный и послойный. Расчеты КД с использованием названных выше методов [90] дают удовлетворительную сходимость получаемых результатов, что делает возможным применение для исследований любого из них. Однако с точки зрения практического применения (трудоемкость, сложность экспериментальных работ, продолжительность и др.), наиболее предпочтительным для исследования диффузионной пропитки шпона является сорбционный метод, который хорошо изучен и неоднократно использовался в экспериментальной деятельности. Этот метод применялся и в настоящей работе.

Промышленное освоение и последующее серийное изготовление огнеза-щищенной фанеры по технологии, разработанной в МГУЛ [22, 19, 68], осуществлялось на Нижнеломовском фанерном заводе с 1987 г. с применением в качестве антипирена диаммонийфосфата. Однако этот антипирен обладает низкой термостабильностью и при повышенных температурах, имеющих место в технологическом процессе производства огнезащищенной фанеры, разлагается с выделением аммиака. Практика промышленного производства показала, что локализовать или нейтрализовать выделения аммиака экономически приемлемыми способами не удается, в результате чего санитарно-гигиенические и экологические условия производства огнезащищенной фанеры ухудшаются по сравнению с производством фанеры общего назначения [31, 32]. Кроме того, с введением в действие ГОСТ Р 51690-2000 [37],оказалось, что огнезащищенная фанера на основе диаммонийфосфата не удовлетворяет нормативным требованиям по показателю токсичности продуктов горения. Обе эти проблемы можно решить путем замены диаммонийфосфата на другой антипирен - моноаммо-нийфосфат, который обладает значительно более высокими термостабильными свойствами и позволяет выпускать фанеру с требуемым уровнем токсичности продуктов горения. Огнезащищенная фанера на основе моноаммонийфосфата удовлетворяет всему набору требуемых эксплуатационных свойств: физико-механических, пожарно-технических и санитарно-гигиенических.

Моноаммонийфосфат, как антипирен, менее изучен по сравнению с диам-монийфосфатом, причем исследования моноаммонийфосфата проводили только на березовом шпоне толщиной 1,5 мм [46]. Поэтому теоретические и экспериментальные исследования процессов, происходящих при пропитке шпона различных пород и толщин в водном растворе моноаммонийфосфата, имеют научную и практическую значимость. Неотъемлемой частью этих исследований следует считать определение численных значений коэффициентов диффузии.

Поскольку как для научных, так и для практических целей важно знать величину КД не в одной точке, а в некоторой области изменения входных факторов, то выходная величина КД должна быть, очевидно, представлена в виде математической модели, которую можно построить, используя методы математического планирования эксперимента. Из широкого перечня планов построения экспериментов [84], для исследования коэффициентов диффузии антипире-нов в шпоне, нами был принят 5-план второго порядка, как наиболее рациональный и широко применяемый при изучении процессов деревообработки. Реализация этого плана позволила получить регрессионные модели зависимости выходной величины (КД) от варьируемых факторов (температуры, концентрации пропиточного раствора и влажности шпона) для различных пород. Установлено, что наибольшее влияние на численное значение коэффициента диффузии оказывает температура пропиточного раствора.

Диффузионные процессы при пропитке сырого шпона в растворе антипи-рена являются доминирующими и закономерности их протекания аналогичны для производственных и лабораторных условий. Однако по ряду параметров (прежде всего геометрических и связанных с ними), реализация промышленной пропитки вносит определенные коррективы. Поэтому важной задачей, как при исследовании процессов пропитки, так и при анализе получаемых результатов, является проведение экспериментов в условиях, максимально приближенных к ^ производственным. Такая постановка исследований позволяет расчетным путем установить режимные параметры промышленной пропитки для всего диапазона изучаемых пород и толщин шпона.

Цель работы. Целью выполненной работы являлось исследование и установление значений КД для шпона лиственных и хвойных пород в заданной области изменения технологических параметров состояния шпона и пропиточного раствора с последующим совершенствованием технологии изготовления ог-незащищенной фанеры конструкционного назначения, ф Научная новизна работы заключается в следующем:

- определены коэффициенты диффузии моноаммонийфосфата (МАФ) в шпоне лиственных и хвойных пород при пропитке в водных растворах;

- установлены зависимости коэффициентов диффузии в виде регрессионных моделей от технологических параметров пропитки;

- определены количественные характеристики компонент поглощения при пропитке шпона лиственных и хвойных пород;

- определены физико-механические и важнейшие эксплуатационные характеристики огнезащищенной фанеры, изготовленной на основе антипирена МАФ.

Практическая значимость работы заключается в установлении технологических параметров пропитки в растворе моноаммонийфосфата шпона лиственных и хвойных пород для толщин, применяемых в производстве фанеры, и внедрении результатов исследований в фанерную промышленность.

Реализация результатов исследований осуществлена на Нижнеломовском фанерном заводе, в виде промышленного внедрения технологии изготовления огнезащищенной березовой фанеры и выпуска опытно-промышленных партий огнезащищенной фанеры на основе осинового и соснового шпона.

На защиту выносятся следующие научные положения и результаты:

1. Закономерности изменения коэффициентов диффузии моноаммонийфос-фата в шпоне лиственных и хвойных пород при изменении технологических характеристик пропиточного раствора и шпона.

2. Количественные характеристики поглощений антипирена моноаммоний-фосфата при пропитке шпона лиственных и хвойных пород.

3. Режимные технологические параметры пропитки шпона мягких лиственных и хвойных пород в растворе МАФ.

4. Промышленная технология изготовления огнезащищенной березовой фанеры конструкционного назначения и комплекс свойств нового материала.

Апробация работы: Результаты работы докладывались на научно-технических конференциях МГУЛ 1998-2004 гг., 2-й международной научно-технической конференции «Композиционные материалы на основе древесины», 24-27 окт. 2000 г., Москва, совместном заседании кафедр «Технологии мебели и изделий из древесины» и «Промышленного и гражданского строительства и безопасности жизнедеятельности» в 2004 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей.

Объем работы. Работа изложена на 176 страницах (без приложений) машинописного текста, содержит 7 рисунков и 25 таблиц. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка, содержит 21 приложение. Библиография включает 115 наименований отечественной и зарубежной литературы.

Выводы по главе 5

Проведенные опытно-промышленные работы по выпуску огнезащищенной фанеры с применением нового антипирена моноаммонийфосфата для лиственных (береза, осина) и хвойной (сосна) пород в условиях Нижнеломовского фанерного завода, показали следующее.

1. Совершенствование технологии изготовления огнезащищенной фанеры конструкционного назначения осуществляется за счет применения антипирена, обладающего более высокими термостабильными свойствами, а также:

- введением новых технологических режимов на участке пропитки шпона;

- установлением рекомендуемой продолжительности послепропиточной выдержки выдержки шпона в диапазоне 6.8 ч;

- сокращением времени сушки шпона;

- сокращением цикла прессования ОЗФ;

- снижением трудозатрат на операции технологической выдержки фанеры.

2. Применение моноаммонийфосфата в качестве антипирена не требует приобретения нового и принципиальной реконструкции существующего оборудования. Однако, ввиду присущей моноаммонийфосфату коррозионной активности по отношению к черным и цветным металлам при повышенных температурах, внутренние поверхности пропиточных ванн, контактирующие с раствором, следует изготавливать из нержавеющей стали. По тем же причинам из этого металла должны быть изготовлены и контейнеры, в которых пропитываемый шпон помещается в раствор.

3. Разработанные режимы защитной обработки шпона в высококонцентрированных и высокотемпературных растворах антипирена обеспечивают максимально эффективное и качественное проведение промышленной пропитки.

4. Выполненные опытно-промышленные работы по внедрению технологии изготовления огнезащищенной березовой фанеры выявили существенные достоинства антипирена моноаммонийфосфата, выражающиеся, в первую очередь, в улучшении санитарно-гигиенической и экологической обстановки на предприятии. Эти, а также технологические и экономические достоинства моноаммонийфосфата, обусловили организацию серийного производства нового материала на основе березового шпона для вагоностроения и строительства.

4. Опытно-промышленные работы по изготовлению хвойной и осиновой фанеры показали перспективность данного направления. Обладая надежной огнезащитой при пониженной плотности, эти материалы могут найти применение, например, в судостроении.

5. Комплексная оценка свойств нового материала показала, что по своим физико-механическим показателям огнезащищенная фанера находится на уровне фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ, по пожарно-техническим - соответствует требованиям вагоностроения: материал трудногорючий, медленно распространяющий пламя, с умеренной дымообразующей способностью, умеренно опасный по токсичности продуктов горения.

По гигиенической оценке огнезащищенная фанера конструкционного назначения допущена органами санэпидемнадзора к применению в вагоностроении и строительстве. Следует отметить, что по данным гигиенистов, свободный фенол в материале отсутствует (принятыми методами не определяется).

6. Исследованиями специальных свойств огнезащищенной фанеры, нормируемых строительной нормативной документацией, установлено, что новый материал удовлетворяет требованиям строительства жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений, что значительно расширяет область использования разработанного материала в народном хозяйстве,

6. Расчет экономической эффективности применения нового антипирена (моноаммонийфосфата) взамен ранее применявшегося (диаммонийфосфата) показал существенное снижение себестоимости материала, изготовленного с применением нового антипирена. Экономический эффект от внедрения более совершенной технологии изготовления огнезащищенной фанеры конструкционного назначения для условий Нижнеломовского фанерного завода составляет 2,6 млн. руб. в год на одну пропиточную ванну. Эффект от внедрения материала и технологии будет значительно большим, если учесть его социальный аспект - оздоровление санитарно-гигиенической и экологической ситуации на предприятии-изготовителе, а также повышение пожарной безопасности объектов, на которых этот материал применяется или будет применяться.

САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ч -111 . ^

50.99.16.551.Я.09S23.04.4

ОТ

15.04.04

Настоящим санитарно-эпидемиологическим заключением удостоверяется, -^то производств^, применение (использование) и реализация новых видов Продукции; продукция, вводимая на территорию Российской Федерации Фанера трудногорючая для строительства зготовленная ь соответствии

ГУ 5512-005-00255214-2004 f-J -.jj

I.V4IKII t'-l

-г -4 L 1 trr:: Li - liJ-l . . - i Щ эпидемиологи .оским правилам и нормативам (ненужное заперт .лазать полиое ^именование с алтарных правил)

МУ 2158-80 "Методические указания по сан.-гиг.контролю полимерных строительных материалов, предназначенных для применения в строительные жилык •л обществ . зданий, СанПиН 2.1.2.729-99 "Полимерные и полимерсодержащие строительные материалы, изд. и конструкции. Гиг.требования безопасности'1, i 52 . 04.186 -89

Организация — изготовитель

ОАО "Фанерный завод "Власть Труда" Россия

Получатель сами гарно-эпидемиологического заключения

ОАО "Фанерный з-д"Власть Труда",Пенз.обл.,г.Нижний Ломов,пер.Широкий, 31 ~

Основанием для признания продукции, соответствующей (не соответечвующеуй:;;;".; "государственна м санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам-" "**>*• являются (перечислить рассмотренные пуо'ЮКйпы исследований, наименование учреждения, и;юиодиишег о i-u. иЛОвании. цругие рассм^ i репные документы): Заключение ФНЦГ им . Ф . Ф . Эрисмана № ОЗ/ПМ-5 от 12 . 03 . 20 04i>.

- — V -fi^t wuL

Гигиеническая характеристика продукции

Гигиенический норматив (СанПиН, МДУ, ПДК и т.д.)

Вещества, показатели (факторы)

Уровень запаха

Формальдегид

Фенол

Аммиак

Толуол

Бензол

Метиловый спир Ацетон

Ацетальдегид Этилбенэол Углев одороды

Обпасть применения: в строительстве промышленных, общественных и жилых зданий

Необходимые условия использования, хранения, транспортировки и меры безопасности: без особенностей

Информация, наносимая на этикетку

Наименование продукция. производи

Заключение действительно до 14.04.2009г

Гпааный государственный санитарный врач (заместитель главного государственного санитарного врача)

-325

Приложеци-е. ^

УП001

ОРГАН ПО СЕРТИФИКАЦИИ "ПОЖТЕСТ" ФГУ ВНИИПО МЧС России

- 143903 Московская область, Балашихинский район, пос. ВНИИПО, д. 12. Тел./факс: (095) 52^8^61. Телефон: (095)521-54-33, 521-27-36, 529-77-32, 521-27-65. 521-25-56, 521-91-19.

E-mail: info@pojtest.ru WWW адрес: http://www.pojtest.ru

РЕШЕНИЕ № 5842 о выдаче сертификата пожарной безопасности при добровольной сертификации вССПБ С

ББ02

1. Антипирен А.А. Леонович и др. Опубл. 15.02.78. Бюл. 6. 2) А.с. 663581 СССР, МКИ В 27 К 3/

2. Препарат для защиты древесины от гниения и возгорания Н.А. Максименко, СИ. Горшин. Опубл. 25.05.79. Бюл.№ 19. 3) А.с. 674903 СССР, МКИ В 27 К 3/

3. Состав для защиты древесины от гниения и возгорания Л. Сосин и др. Опубл. 25.07.79. Бюл. 27. 4) А.с. 674904 СССР, МКИ В 27 К 3/

4. Антипирен для древесного материала/ Л.П. Стеновая. Опубл. 25.07.79. Бюл. 27. 5) А.с. 737212 СССР, МКИ В 27 К 3/

5. Препарат для защиты древесины от гниения и возгорания СИ. Горшин и др. Опубл. 30.05.80. Бюл. 20. 6) А.с. 785037 СССР, МКИ В 27 К 3/

6. Препарат для защиты древесины от гниения и возгорания СИ. Горшин и др. Опубл. 07.12.80, Бюл. 45. 7) А.с. 844302 СССР, МКИ В 27 К 3/

7. Состав для защиты древесины от гниения и возгорания Н.А. Максименко, СИ. Горшин. Опубл. 07.07.81. Бюл. 25. 8) А.с. 897506 СССР, МКИ В 27 К 3/

8. Состав для огнезащитной обработки древесных материалов СИ. Мирошниченко и др. Опубл. 15.01.82. Бюл. 2. 9) А.с. 905081 СССР, МКИ В 27 К 3/

9. Огнебиозащитный состав для древесины СИ. Мирошниченко и др. Опубл. 15.02.82. Бюл. 6. 10) А.с. 953814 СССР, МКИ В 27 К 3/

10. Огнезащитный состав для пропитки ДВП Н.М. Пашков и др. Опубл. 30.04.82. Бюл. 16. 11) А.с. 959435 СССР, МКИ В 27 К 3/

11. Препарат для защиты древесины от гниения и возгорания СИ. Горшин и др. Опубл. 23.05.82. Бюл. 19. 12) А.с. 977162 СССР, МКИ В 27 К 3/

12. Состав для пропитки древесины А.Б. Шолохова и др. Опубл. 30.11.82. Бюл. 44. 13) А.с. 979109 СССР, МКИ В 27 К 3/

13. Состав для огне биозащиты древесины Н.А. Эрмуш и др. Опубл. 07.12.82. Бюл. 45. 14) А.с. 1011365 СССР, М1СИ В 27 К 5/

14. Способ огнезащитной обработки древесины В.И. Яковлев. Опубл. 15.04.83. Бюл. 14. 15) A.C. 1017500 СССР, МКИ В 27 К 3/

15. Огнебиозащитный состав Н. Горшин и др. Опубл. 15.05.83. Бюл. 18. 16) А.с. 1021612 СССР, МКИ В 27 К 3/

16. Огнебиозащитный состав для древесины Н.А, Максименко и др. Опубл. 07.06.83. Бюл. 21. 17) А.с. 1041289 СССР, МКИ В 27 К 3/

17. Способ получения трудногорючего древесно-полимерного материала Л.П. Степовая и др. Опубл. 15.09.83. Бюл. 34. 18) Андрианов Р.А., Чернова Г.Р., Булгаков Б.И., Халтуринский Н.А. Снижение пожарной опасности целлюлозных материалов при помощи магнийаммонийфосфата Трудногорючие и трудновоспламеняемые полимерные материалы, пламязамедлители и их применение: Мат-лы науч.-практ. конф. Москва, 2-3 июня 1994 г.: Ижевск, 1994. 15-16.

18. Шпон лущеный. Технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1997. 18 с. 31) ГОСТ 3916,1-

19. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород. Технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1997,-19 с, 32) ГОСТ 3916.2-96, Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона хвойных пород. Технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1997. 18 с, 33) ГОСТ 16363-

20. Средства огнезащитные для древесины. Методы определения огнезащитных свойств, М,: ИПК Изд-во стандартов, 2002, В кн. ГОСТ 16713 и др. с. 50-57. 34) ГОСТ 30244-94, Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1998. 26 с. 35) ГОСТ 30402-96, Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость.

21. Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени. 37) ГОСТ Р 51690-2

22. Вагоны пассажирские магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия. М.; ИПК Изд-во стандартов, 2001.-8 с. 38) Заявка 96110474 Россия, МПК С 09 К 21/

23. Огнезащитный состав для поверхностной пропитки целлюлозосодержащих материалов Бибихина Т.Ю., Ивлев Н.Ф. Опубл. 20.08.98. Бюл. 23. 39) Заявка 97102491 Россия, МПК В 27 К 3/

24. Композиция для защиты древесины и способ ее приготовления Лунева Н.К., Аринкин СМ. Опубл. 27.02.99. Бюл. 6. 40) Заявка 59548 Финляндия, МКИ В 27 К 3/

25. Способ обработки древесных материалов хвойных и лиственных пород Лунева Н.К и др. Опубл. 20.12.95. Бюл. 35. 75) Пат. 2055857 Россия, МКИ В 27 К 3/52, С 09 К 21/12, D 06 М 15/667. Способ получения огнезащитного состава Мельников Е.П. и др. Опубл. 10.03.96. Бюл. №7. 76) Пат. 2074088 Россия, МПК В 27 К 3/

26. Огнебиозащитный состав для обработки древесины Иванова Т.А., Кошевой П.И., Грекова Н.А. Опубл. 27.02.97. Бюл. 6. 77) Пат. 2144856 Россия, МПК В 27 D 1/

27. Способ изготовления огнезащищенной фанеры Бирюков В.Г. и др. Опубл. 27.01.2000. Бюл. 3. 78) Пат. 2147028 Россия, МПК С 09 К 21/

28. Огнебиозащитный пропиточный состав Гречман А.О, Гречман Т.А. Опубл. 27.03.00, Бюл. 9. 79) Пат. 2172242 Россия, МПК В 27 К 3/52, 3/34, С 07 F 9/

29. Способ получения антипирена Леонович А.А., Шелоумов А.В. Опубл. 20.08.01. Бюл. 23. 80) Пат. 5389309 США, МКИ С 09 К 21/

30. Composition and method for making fire-retardant materials Lopez R. 5389309-1; Заявл. 21.12.90; Опубл. 14.02.95; НКИ 252/606. 81) Пат. 5397509 США, МКИ С 09 К 21/04, 21/

31. Fire-retardant composition for absorbent material G.E/ Kostrzecha. 37911; Заявл. 26.03.93; Опубл. 14.03.95; НКИ 252/607. 82) Пат. 5405555 США, МКИ С 09 К 21/02, 21/

32. Fire-retardant and method for preparation E.N. Riker. 214748; Заявл. 18.03.94; Опубл. 11.04.95; НКИ 252/607.