автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Исследование процесса горячего прессования и физических свойств древесно-кожевенных плит

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

московский

государственный университет леса

' & л , На правах рукописи

-

УДК 674.815—11

ФИРСОВ Юрий Николаевич

исследование процесса горячего прессования и физических свойств древесно-кожевенных плит

Специальность 05.21.05 — Технология и оборудование деревообрабатывающих производств; древесиноведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва —

1994

Диссертационная,.работа выполнена на кафедре процессов и аппаратов деревообрабатывающих производств Московского государственного университета леса.

Научный руководитель —академик РАН, д. т. п.,

профессор А. Н. Обливин

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор Ю. Г. Лапшин кандидат технических наук I А. М. Завражнов

Ведущая организация — НИПКТИдревплит

Защита диссертации состоится « 1994 г

у/Р

в .тт . час. на заседании специализированного ученого со вета Д 053.31.01 при Московском государственном университете леса.

Просим Ваши отзывы по автореферату ОБЯЗАТЕЛЬНО В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИ СЯМИ присылать по адресу: 141001, Мытищи-1, Московско! области, Московский государственный университет леса Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУЛ

Автореферат разослан « 0. » . . _ . 1994 г>

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, профессор Ю. П. СЕМЕНОВ

Подп. к печ. 4.05.94 г. Объем 1 п. л.

Тир. 10

Зак. 193

Типография Московского государственного университета леса

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Комплексное использование древесного зырья - важная народнохозяйственная задача. Одним из наиболее рациональных и прогрессивных способов использования низкосортной древесины и древесных отходов является их переработка на древесностружечные плиты (ДСтП). Другой привлекательной стороной производства ДСтП является возможность использования различного местного целлгалозосодеркащего сырья (костра льна и конопли, солома и т.д.) и разнообразных недревесных промышленных отходов.

По производству ДСтП СНГ занимает второе место в мире после США. Однако ассортимент выпускаемых плит пока ограничен. Наибольший удельный вес составляют древесностружечные шшты для мебельного производства (около 85$ от общего объёма производства). В перспективе, опережающими темпами будет развиваться производство плитных материалов строительного назначения, в том числе для использования в производстве деревянных домов заводского изготовления и заполнителя дверных полотен. К ДСтП, используемым в строительстве, предъявляется ряд специальных требований, например, огне- и биостойкость, хорошие тепло- и звукоизоляционные характеристики.

Такие материалы могут быть получены путем введения в структуру древесностружечной шшты различных дешевых наполнителей (вермикулита, флагопита и т.д.). Целенаправленный отбор и использование ценных технологических свойств наполнителей в производстве ДСтП снижает себестоимость их производства, а также позволяет получать ДСтП со специальными свойствами.

Одним из таких перспективных наполнителей являются кожевенные отходы. При переработке кожевенного сырья в кожу образуется большое количество отходов (30-50 % от массы сырья). Вывоз в отвалы биологически плохо разлагаемых кожевенных отходов помимо материальных потерь, ведет к загрязнению окружающей среда. Предприятия платят значительные штрафы. Ежегодно теряются десятки тысяч тонн кожевенных отходов. Назрела необходимость в технических решениях по их утилизации.

Рациональным представляется вовлечение кожевенных отходов з производство ДСтП. Поэтому изучение возможностей использова- ' нпл отходов ко-:оЗ'Зн:ю:: прогдшлзппоста в производстве древес-

нострукечных плит ДСтП (ДКП), разработка технологических реж! мов их изготовления и изучение эксплуатационных свойств ДКП является актуальной научной задачей.

Целью работы является изучение возможности использования кожевенных отходов в производстве ДКП, исследование процесса горячего прессования ДКП, изучение физических свойств древес-но-кожевенных плит, а также апробация полученных результатов в производственных условиях.

' Научную новизну и практическую ценность работы составляй: результаты дифференциально-термического анализа кожевенного порошка;

' установленные на основе проведенных экспериментальных исследований зависимости тешгафизлческих свойств ДКП от темпе ратуры, плотности, соотношения древесных и кояевенных частиц, влажности;

установленные на основе проведенных экспериментальных исследований зависимости коэффициентов проницаемости вдоль и перпендикулярно сласти-от плотности, нагрузки, соотношения древесных л кожевенных частиц;

результаты численных экспериментов по исследованию процесса горячего прессования ДКП, алгоритм и вычислительная програ! ма;

установленные расчетные зависимости физико-механических свойств ДКП от плотности,"расхода связующего, соотношения древесных и кожевенных частиц в плите;

результаты экспериментальных исследований специальных свойств ДКП; зависимости огнестойкости ДКП от плотности, расхода связующего, массового соотношения древесных и кокевенных частиц;

зависимости звукоизоляционных характеристик ДКП от плотности, количества кожевенных частиц в плите;

установленные на основе экспериментальных исследований зависимости выделения (формальдегида из ДКП от плотности плиты, вида и количества отвердителя, количества кожевенных частиц в плите;

новый композиционный материал - древесно-кохевенная плита (ДКП);

технология получения ДКП. Новизна данной технологии подтверждена авторскими свидетельствами СССР (1302582, 1596588);

разработан метод получения звукоизоляционных плитных материалов. Новизна подтверждена авторским свидетельством (A.c. 1705076 (СССР) ),

В результате проведенных исследований получены плиты иыень щие улучшенные характеристики огнестойкости, тепло- и звуко- ■ изоляции, токсичности, что позволяет применять их в качестве звукоизоляционных перегородок, заполнителей дверных полотен и т.п.

Реализация результатов работы. Результаты исследований свойств древесно-кожевенных плит вошли в U 66-16-185-90 "Плиты древесно-кожевенные трудносгораемые".

Рекомендованные режимы изготовления ДКП прошли опытно-промышленную апробацию в производственных условиях цехов ДСтП, и ЦПЗ ЦЦОЗ г.Нижнего. Новгорода.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов' ШЛИ в 1989-1992 гг, на XXI конференции "Физика й механика композиционных материалов на основе полимеров" в Институте механики металлополимерных систем АН Белоруссии в г.Гомеле в 1993 г.

Публикации. По основным результатам исследований изложенных в диссертации, опубликовано 5 научных статей, получено 3 авторских свидетельства.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов,- списка использованной литературы и источников из 119 наименований и 2 приложений и 'содержит в своем составе 170 страниц основного текста, 56 рисунков и 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЯ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации и формулируется основная цель работы.

В первом разделе работы кратко рассматриваются перспективы применения древесных штатных материалов в строительстве, проводится критический анализ литературных данных по объёмам производства, потребительским свойствам и применению древесноволокнистых шит, ЩГ и ДСтП в строительной индустрии стран

. Северной и Западной Европы, США, странах (ЖГ. Из анализа дан-: ных делается вывод о явно недостаточной развитии производства ДОтП для строительства в России п странах СНГ, ограниченности ассортимента выпускаемых плит. Дается прогноз о преимущественном развитии в России производства ДОтП строительного назначения, в том числе и со специальными свойствами. Отмечено, что за исключением отдельных работ по созданию ДОтП со специальными свойствами выполненных во ВНИИШ МВД России, ЦНШОКе им. Кучеренко H.A., МГУДе, БНШ "Союзнаучставдартдом", JLKTA школой Леоцовича A.A., Завражновым А.М., Николаевым В.Е. и др. системных исследований в данном направлении не проводилось.

' Далее в работе проводится анализ основных методов получе-,ния ДОтП специального назначения для строительства. В результате анализа литературных источников делается еывод, что одним из наиболее перспективных методов придания ДСтП для строительства специальных свойств можно считать введение в стружечную массу до прессования различных наполнителей.

1 О учетом требований предъявляемых к строительным ДСтЙ такой наполнитель должен быть "технологичным", т.е. не требовать специальной обработки для использования на существующем оборудовании дая производства ДОтП, хорошо склеиваться существующими клеями, иметь низкую стоимость. Далее в работе делается вывод, что требованиям, предъявленным к наполнителям во многом' отвечает отход кожевенного производства - кожевенная стружка, образующаяся в большом количестве при. переработке кожевенного сырья и отвечающая ОСТ 17.2.45-73.

Однако в настоящее время еще не существует технологической схемы использования кожевенных отходов в производстве ДОтП. В процессе анализа существующих технологических схем получения древесных плитных материалов делается выбор в пользу плоского прессования в'горячем прессе.

Поскольку процесс горячего прессования является определяющим в технологии' производства ДСтП, в работе анализируются возможные подходы к его исследованию. Указывается, что разработанные в МГУЛе школой академика Обливина А.Н. физико-математические модели достаточно точно описывают процессы, протекающие в древесно-кожевенном брикете при различных способах и режимах прессования. Наиболее полно существо физических процессов,

происходящих при прессовании влажного пористого тела, отображено в модели с введением подвижной границы фазового перехода.! Система уравнений тепломассопереноса при прессовании ДКП в. одномерном варианте примет следующий вид:

1) уравнение неразрывности для водяного пара

2) уравнение неразрывности для неконденсирущего газа:

* &Н > »г*А(<- , ™

3) уравнение переноса энергии парогазовой смесью, скелетом пакета и фазовым переходом при прессовании ДКП

4) давление насыщенного пара:

Р»л (т)-- Аа Т+ Аг Г V в> Т О, Г*

5) уравнение состояния водяного пара!

Л-Р'Ж-Т) ,

, 6) уравнение состояния неконденсирущего газа:

7) уравнение отверждения смолы:

8) уравнение изменения концентрации связущего

(4)

(5)

(6) 07)

I о . ,

(8)

Граничные и начальные условия для плоского прессования на непроницаемых подцонах запишутся в виде:

/ Т ' /

Чяш.£^1п , # , (9)

10) начальные условия:

&М=<к(*) ; 6>,/о. *).-&/*) ; :

Для того, чтобы провести расчет процесса горячего прессования необходимо определить зависимости теплофизических и гидродинамических характеристик ДКП от различных технологических факторов.

Всё вышеизложенное показывает необходимость настоящей | работы, основными задачами которой являются:

экспериментальное определение теплофизических (коэффициента теплопроводности вдоль и перпендикулярно пласти, удельной' ■ массой теплоемкости) и.гидродинамических (коэффициенты пррни- . цаеыоста вдоль и перпендикулярно пласти) характеристик ДКП и ах зависимость от основных технологических факторов;

численное исследование процесса ¡горячего прессования ДКП • и разработки практических рекомендаций по ведению процесса прессования; ' '

-экспериментальное определение физико-механических свойств' ДКП ( ¿>и,£р, Еч , аЯ) и их зависимости от плотности расхода связующего, количества кожевенного наполнителя в плите;

экспериментальное определение специальных свойств ДКП (огнестойкости и звукоизоляции);

разработка практических рекомендаций по процессу изготовления ДКП и их производственная проверка.

Вторая глава 'диссертационной работы -посвящена изложению основных методических положений проведения лабораторных иссле-1 дованай.

В качестве наполнителя древесностружечных плит исследовали стружку кожевенную (00Т 17.245-73) и кожевенную пыль, образующуюся прп шлифовании полуфабриката перед покрывным крашением. В качестве связуодего вещества применяли смолу КЗ-МТ-15 (ГОСТ • 14.271-78). В качестве отвердителя применяли хлористый аммоний

(ГОСТ 2210-78Е). В качестве гидрофобного вещества для придания плитам временной водостойкости применяли расплавленный технический парафин (ГОСТ 23583-79).

Определение физико-механических свойств полученных образцов древесно-кожевенных плит производили по методикам ГОСТов 10632-89, 10633-89, 10534-89, 10635-89.

Группа горючести ДКП определялась по ГОСТ 12.1.044-89, индекс распространения пламени по ГОСТ 12.1.044-89.

Методики проведения теплофизических испытаний и исследований звукоизоляционных характеристик подробно описаны в соответствующих главах.

Третья глава диссертационной работы посвящена исследованиям теплофизических свойств ДКП.

В ходе дифференциально-термических (дериватографических) исследований установлено, что в температурном диапазоне до 200°С никаких химических превращений с кожевенными частицами не происходит, что подтверждает возможность её использования в технологическом процессе производства ДКП. Низкая потеря массы при длительном нагреве до 500°С говорит о хорошей термостойкости кожевенных частиц.

Для экспериментального определения удельной теплоёмкости и коэффициента теплопроводности ДКП перпендикулярно плоскости прессования был выбран метод монотонного теплового режима,реализованный на установках ИТ-С-400 и ИТ- Я -400. Указанный метод, яблящийся обобщением известного квазкстационарного режима на случай переменных теплофизических параметров, позволяет достаточно быстро получать из одного опчта зависимость'исследуемого теплофизического коэффициента во всём температурном интервале нагрева образца.

Экспериментальное определение указанных теплофизических коэффициентов проводилось на образцах ДКП промышленного изготовления при варьировании плотности в сухом состоянии в диапазоне от 450 до 1000 кг/м3 и температуре - от 293 до 373 К. На основании проведенных экспериментальных исследований установлено, что в исследованном диапазоне коэффициент теплопроводности растет с увеличением плотности, влажности и температуры, уменьшается с ростом отношения К/(Д+К). Удельная теплоёмкость данного-материала увеличивается- с ростом его температуры и влажности и

уменьшается с увеличением отношения К/(Д+К).

Для расчета тешюфизических коэффициентов экспериментально' получены следующие обобщенные расчетные зависимости

е - [о М+1. т- '^'"(Т-т)],

»7 (11)

X [4* + ,

Ь. = г-Мче*/ чоу(с ж)

+ {4.2-ЯЛ-), (12)

Для экспериментального определения коэффициента теплопроводности ДКП вдоль плоскости прессования был применен метод линейного источника тепла постоянной мощности. В качестве линейного источника тепла в разработанной экспериментальной установке был использован тепловой цилиндрический зонд конструкции ВНЙПИТ&плопроект.

' Результаты проведенных экспериментальных.исследований : на образцах ДКП при различных значениях их плотности, влажности и температуры показали, что коэффициент теплопроводности ДКП вдоль пласти существенно зависит от отношения К/(Д+К). Коэффициент теплопроводности вдоль 1 пласти связан с коэффициентом теплопроводности перпендикулярно пласти соотношением

(¿01+0.69 .¿и / (13)

Эксперименты по определению гидродинамических характеристик ДКП проводились на стенде и по методикам разработанным на кафедре процессы и аппараты деревообрабатывающих производств МГУД.

В хЬде экспериментальных исследований установлено, что коэффициент проницаемости древесно-кожевенных шшт параллельно пласти зависит от_плотности плиты, нагрузки, соотношения Д/(Д+К). О увеличением плотности ДКП и нагрузки на плиту коэффициент проницаемости уменьшается , а с увеличением отношения Д/(Д+К) увеличивается.

По результатам обработки экспериментальных данных получена следующая обобщащая зависимость

* + КС-ООН (у-*™)-и. Трл'(14)

Из сопоставления коэффициентов проницаемости ДСтП и ДКП следует, что ДКП имеет проницаемость в несколько раз меньшую, чем ДСтП. Причем для брикетов плотностью свыше 750 кг/м3 проницаемость становится настолько мала,'что фильтрационные процессы, особенно на плитах промышленного формата на процесс практического влияния не оказывают. Этот вывод необходимо учитывать при выборе начальной влажности древесно-кожевенной композиции и определения режимных параметров процесса горячего прессования.

Коэффициент проницаемости перпендикулярно пласти определялся на той же установке на образцах с наружным диаметром 0,07 м и внутренним диаметром 0,04. По результатам обработки ■ экспериментальных данных получена следующая обобщающая зависимость I

-P.MVfo'KVj-M.Wfj'ffi9, (15)

Полученные формулы справедливы в диапазонах изменения плотности 450 + 750 кг/м3, нагрузки 0.1 + 0.5 МПа, соотношения К/(Д+К) 0 + 1. ...

Таким образом в ходе экспериментальных исследований тепло-физических и гидродинамических характеристик ДКП получены расчетные экспериментальные зависимости Лх Ли, С, *«/>, **'р от температуры, плотности и др. технологических факторов, позволяющие замкнуть систему уравнений тепломассообмена в процессе горячего прессования ДКП и позволяющие провести расчет (численный эксперимент^процесса горячего прессования ДКП и дать необходимые практические рекомендации по его проведению. .

В четвертой главе проводится численное-исследование процесса горячего прессования ДКП. Знание динамики роста' парогазового давления и его критических величин позволит дать рекомендации по ведению процесса прессования древесно-кожевенных плит, а также, по возможности, минимизировать его продолжительность.. Проведение численного эксперимента представляется особенно нообходимым. из-за низкой величины проницаемости древесно-коже-венных плит по сравнению с ДСтП, что не позволяет автоматически перенести выводы и рекомендации net прессованию ДСтП на прес-'сования ДКП.

Расчеты по физико-математической модели (I) - (10) провоз дались для1- ДКП плотностью 750 кг/м3, форматом 1.8 х 3.6 х х 0.18 м и отношением К/(Д+К) равным 0; 0.25; 0.50; 0.75; 1.0. Цри этом влажность древесно-кожевенного пакета принимала значения 6, 8, 12, 16, 24 %, а температура плат пресса 140, 160, 170, 200°0.- Значения удельной массовой теплоемкости, коэффициентов теплопроводности и, коэффициентов проницаемости брались из расчетных зависимостей (II) - (15). ■

• Для расчета был ооставлен алгоритм и вычислительная программа PdbPIl. РМ .реализованная на языке Т7РЕ0-ПЛСКЛЛБ 6.0 для !ПЭВЛ 1Щ PC/AT 386.

• По результатам проведенных численных экспериментов уста- . новлено, что влияние величины коэффициента проницаемости на темц нагрева является определяющим по сравнению с коэффициентом теплопроводности.

Динамика изменения парогазового давления в центре ДКП для' различных величин соотношения К/(Д+К) представлена на рис.1. •

Расхождения экспериментальных'данных с расчетами можно объяснить тем, что при прессовании на непроницаемых подцонах ' часть парогазовой смеси "проскальзывает" между плитами пресса ' и поверхностью плиты. Особенно этот эффект сказывается при . . распрессовке плит пресса ( t S ..360с). Из рис.1 видно, что в течение первых 5-6 минут, прессования давление парогазовой смеси в пакете повышается, достигая в начале периода интенсивного кипения влаги в среднем слое максимального значения, а затем по мэре выкипания свободной влаги медленно снижается. О увеличением соотношения К/(Д+К) давление парогазовой смеси может достигать к концу цикла прессования значительно больших величин, чем для ДОтП.

Повышенное парогазовое давление в центре плиты при раскрытии шшт преоса может привести к её расслоению, т.е. браку. Поэтому в работе анализируется влияние величины парогазового давления на расслоение ДКП перпендикулярно глас y и. Расчеты показывают, что при прессовании ДКП величина критического . парогазового давления (т.е. давление при котором_ произойдет расслоение плиты) значительно больше, чем при прессовании ДСтП. Это можно ' объяснить значительно меньшим сопротивлением

■foa , 300 so о

Рис.1. Изменение давления парогазовой смеси в центре пакета при различных' отношениях (V =17оРс/w =12%) — - экспериментальные значения (Савицкий А.О.)

--- - расчетные значения

1,1 - K/OWC) = О 2 - К/(Д+К) =0,5 ' 3 - К/(Д+К) = 1,0

древесно-кожевенного брикета сжатию при прессовании, чем у древесно-стружечного брикета. Как следствие, величина разрывающего усилия, вызванного силами упругости для ДКП значительно ниже, чем у ДОтП,

На основании проведенных численных экспериментов в рабЬте даны рекомендации по ведению процесса горячего прессования ДКП: температура плит пресса 165°, начальная влажность древесно-коке- ' венного брикета 12-14 %, давление прессования 1.5 - 2.0 МПа, продолжительность прессования 0.3 - 0.4 мин/мы.

Пятая глава посвящена исследованию йпзико-кеханических свойств ДКП от различных технологических факторов. Эксперименты проводились с однослойными ДКП с различным соотношением К/(Д+К).

3 ходе обработки результатов экспериментов получены

следующие расчетные экспериментальные зависимости

4 ^ [(•*•«*&)*' * / /

* *** му +

* А ^) , , ^

+

-С18)

где - предел прочности ДКП при изгибе, МПа; ¿V - модуль упругости при изгибе, МПа; ¿>р - предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти, Ша; Р - плотность плиты,кг/м ^ - расход связующего, %; Д/(Д+К). - массовое соотношение древесных и кожевенных частиц.

Величина "водопоглощения ДКП зависит от их плотности, отношения Д/(Д+К) и расхода связуицего. О увеличением плотности ' ДКП водопоглощениэ параболически сиинается, с ростом отношения Д/(Д+К) водопоглощенпо значительно увеличивается, с ростом количества связующего - уменьшается.

О увеличение;.: отношения Д/СД+К) наблюдается резкое увеличение разбухания ДКП, это связано с те.'.:, ч;о разбухание кохазвеи-

(16)

(17)

ных частиц значительно меньше, чем древесных.

Анализ полученных экспериментальных данных позволяет определить оптимальные составы для ДКД различных областей применения. Так для ДКП заполнителя дверных полотен в" соответствии с требованиями ТУ 66-19-86 предел прочности для плит группы А не должен быть менее 8.33 МПа, а для плит группы В - 4.44 МПа. Плиты группы В получаются при f 9- 500 кг/м, i 5 12% и К(Д+К) - 0.7. ДКП группы А получаются при J?*- 580 кг/м3 при j 12$ и отношении К/СДчК) ¿г 0.45.

Для получения ДКП с улучшенными физико-механическими свойствами можно использовать следующие способы: применение модифицированных полиизоцианатами карбамидоформальдегидных связупцпх, облицовывание трудносгораемым пластиком или антипирированным шпоном, использование специально изготовленных древесных частиц фракций 3/2; 5/3; 10/7. •

В шестой главе приведены данные по исследованиям специальных свойств ДКП.

Экспериментальные1исследования звукоизоляции огравдавдих конструкций из композиционных материалов о внутреннезадемпори-рованной структурой, проводились в больших и малых реверйера-ционных камерах Нижегородской Архитектурно-Отроительной Академии (НАОА) им. В.П.Чкалова. '

Измерение звукоизоляции ограждений в натуральную величину проводились в больших реверберационных камерах, а для исследо-; вания звукоизоляции строительных конструкций на моделях использовались малые акустические камеры. Измерение коэффициента потерь исследуемых конструкций производилось о помощью передающего и измерительного электроакустических трактов фирмы Я FT .

В ходе экспериментов определялось влияние демпфарупдиХ добавок на частотные характеристики звукоизоляции ДКП.

Для получения частотных характеристик в среднем прирост звукоизоляции на низких частотах составляет 5-7 дБ, на высоких частотах 7-12 дБ, на граничной частоте волнового совпадения 8-13 дБ при постоянной поверхностной массе ограждения.

Таким образом, установлено, что звукоизоляцию можно рейдировать видом п количеством демпфирующих добавок и гесткэотыз материала (профиль плотности). Введение в структуру ДСтП коже-' венной стружки позволяет увеличить величину звукоизоляции

огравдащпх конструкций без существенного усложнения технологи! При этом, при заданной величине звукоизоляции, масса ограждающей конструкции уменьшается в 1.2 - 1.6 раза в зависимости от количества кожевенной стружки в объёме плиты..

Огнестойкость ДКП определялась предварительно по методу огневой трубы, а далее определялась группа трудногорючих и горючих твердых веществ и материалов согласно ГОСТ 12.1.044-89 по методу "керамической трубы" в Сенежской лаборатории защиты и консервирования древесины.

В ходе предварительных экспериментов установлено, что огнестойкость ДКП существенно зависит от доли кожевенного наполнителя в плите, плотности плиты и незначительно от расхода связующего. Результаты определения группы горючести по методу "КТ" для ДКП толщиной /С = 10 мм и " = 20 мм приведены на рис. 2. и 3.

£00 ■

75 О р,

Рис.2. Влияние плотности ДКП на.огнестойкость:

¿=ю.мм: 1-^=1; 2- Д =0,5;

3 " А = 0

ДтЛ

¿=20 мм: 4 - ¿ = 1; 5- & =0,5;

б - Л. = о

д+л

А»>/>

яо

во

40

Хо

0.25 0-5 0.7$ 1-0

Рис.3. Влияние отношения Д/СД+К) на огнестойкость ДКП: & = ХО мы:. I - /■> = 450 кг/м3; 2 - 600 кг/м3; 3 - 9 = 750 кг/м3; ■£=20 км: 4- р = 450 кг/м3 -

Анализ полученных результатов позволил сделать следущие вывода: . . .

при п. = 20 гл.1 и К/(Д+К) > 0.5 все образцы относятся к группе трудногорючих вне зависимости от их плотности; при

уС = 20 ым и К/Ц+К) ¿г 0.5 все образцы относятся к группе горючих трудновоспламешшцихся материалов; при п, - Ю ип/~ к груше горючих трудновоспламеняидихся относятся образцы с р = 450, 600 и отношением К/(Д+К) > 0.5; к группе трудногорючих с р = 600, 750 и К/(Д+К) = I, а к группе горючих вси образцы с отношением К/(Д+К) = 0.

Таким образом, огнестойкость ДКП с увеличение« плотности плит и содерганием кожевенного наполнителя в плите увеличивается, а от расхода связующего зависит незначительно.

В результате определения индекс распространения пламени для трехслойных ДКП с наружным слоем из кожевенных частиц установлено, то при ? 0.25 индекс распространения пламени равен нулю.

Далее в работе исслодовалаоь токсичность ДКП. Зависимость выделения формальдегида от различных технологических факторов определялась по методу ,а контрольные образцы исследо-

вались перфораторным методом. Использование метода УК.-У связано с тем,что он "улавливает" изменения интенсивности выделения формалвдегида связанные даже с незначительными изменениями в рецептуре связующего и компонентном составе композициошюго материала. Зависимость'выделения формальдегида от соотношения К/(Д*К) представлена на рио.4.

Отношение Д/СД-+К) ' Рис.4. Зависимость выделения формальдегида от отношения • ■Д : I- р = 450 кг/м3; 2- р = 600 кг/м3;

3 - р •= 750 кг/м3

о,д,я - экспериментальные значения (метод и^К-У ) < х - экспериментальные значения (перфораторный метод)

йким образом, как видно из рас.4 введэнио кожевенных отхо дов в ДСтП в качество наполаптоля позволяэт рэз:;о снизить выделение формальдегида из плут. ¿Зведен;;э ужо 25% косвенного наполнителя изрэводят ДКП из класса эмиссии Е 3 и класс экас-С1!и 2 2. Кокэвонные т.зплоизол-тщ'.онныо гит ты С от:1с:л-;::иа Г./(,1-|--0

относятся к классу эмиссии Е I.

Исследование влияния других технологических факторов пока|-зало, что при повышении температуры прессования количество выводящегося формальдегида уменьшается; с ростом влажности осмоленных частиц - увеличивается. I

Полученные экспериментальные и расчетные данные использованы при составлении ТУ 66-16-165-90 "Плиты древеснокожевешше[ грудносгораемые". В цехе ЦПЗ ДОЗа I ПО "Стройдеталь" была выцущона опытная партия древеснококевенного заполнителя дверных полотен и ДКП. Установлено, что полученные плиты полностью удовлетворяют ТУ 66-16-185-90 и 17 66-19-83.

ВЫВОДЫ

В итоге выполнения работы получены следующие наиболее зущественные результаты:'.

I..Предложена рецептура нового композиционного материала з использованием отходов деревообработки и косвенного произ-зодстЕа, предназначенного для использования в малоэтажном домостроении; в производстве столярных изделий - в качество заполнителя дверных полотен.

2. Определены замыкающие систему уравнений тепломассопе-зеноса при горячем прессовании ДКП зависимости тешгофизических

1 гидродинамических характеристик ДКП от основных технологических факторов.

3. Выполнена численная реализация физико-математической .¡одели горячего прессования ДКП с определением основных пара-¡етров тепломассопераноса. На основании расчетов предложен регламент процесса прессования.

4. Экспериментально установлены зависимости физико-ме5са-шчсских свойств ДКП от основных технологических факторов,

5. Экспериментально установлены зависимости звукоизоля-даонных характеристик ДКП от различных технологических факторов.

6. Экспериментально установлены зависимости огнестойкости ЦСП от различных технологических факторов.

7. Исследована зависимость выделения формальдегида -из ДКП >т различных технологических факторов.

8. Предложена технология получения древеснококевенных шшт, защищенная авторскими свидетельствами.

9. На основания проведенных исследований предложен метод получения звукоизоляционных изделий из ДКП с заданными свойствами, защищенный авторским свидетельством.

10. На основании проведенных исследований разработаны технологический регламент производства древесно-кокввенных плит и 17 66-16-185-90 "Плиты древесно-кожевенные трудносгораемые".

11. На основании проведенных исследований выпущены опытные партии ДКП и заполнителя дверных полотен.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

7" - температура, К; £ - температура, °С; А/ - влажность, % ; и, - относительное влагосодержание, I; "V - время, с;

у, В - пространственные координаты; р - плотность, кг/ы3; А - коэффициент теплопроводности, /^/(м.к); £ -

- удельная теплоемкость, Дж/(кг.К); £ - критерий фазового перехода; 2 - удельная-.теплота испарения, Дж/кг; Р - давление, МПа; - универсальная газовая постоянная,

Дж/кг.К; V - скорость движения среды, м/с; Л- - толщина материала, ы; у/ - коэффициент динамической вязкости, Лас ;

¿и - предел прочпосуги при изгибе, МПа; «¿/о - предел прочности при разрыве перпендикулярно пласты, МПа; - модуль упругости при изгибе, МПа; - расход связующего, % ;

■а Мс^ - водопоглощение, % ; /> - разбухание, % ; 0 - коэффициент внутренних потерь материала,-I; ¿м - потеря массы, % ; 0 - степень отверждения, I; <3 - концентрация связующего, I; ь - коэффициент проницаемости, м^; Л. - звукоизоляция, дБ ; ¿^т - удельный массовый поток, кг/ (м2.с).

ИНДЕКСЫ

К - свойство, относящееся к коже; ДДР - свойство, относящееся к древесине; ДКП - свойство, относящееся к древесно-кожевешюй плите; ККК - свойство, относящееся к кожевенно-клеевой композиции; СК - свойство, относящееся к скелету; г - свойство, относящееся к газу; п - свойство, относящееся к пару; мах - максимальное значение величины; ср - среднее значение величины; I - свойство ДКП перпендикулярно плоскости прессования; , П - свойство ДКП параллельно плоскости прессования.

Синеок опубликованных автором работ по теш диссертации

1. A.C. 1302582 (СССР). Способ изготовления древесностружечных плит (H.H.бирсов, Ю.Н.Фирсов, М.З.ДубиновскиЙ и др.) Открытия. Изобретения - 1985 - ß 7.

2. A.C. 1595588 (СССР). Способ изготовления огнезащитен- . ных древесно-стружечных плит (Н.Н.Фирсов и Ю.Н.Фирсов) -1935 - J» 5.

3. бирсов H.H., Зазуляк Г.А., Фирсов Ю.Н. Дверные полотна с прессованным стружечным заполнителем // Передовой производственный опыт, рекомендуемый Минсевзапстроек РСФСР для внедрения в строительстве: Научн.-техн.информ.сб./ OHM ПТИ Минсев-запстроя РСФСР, 1990, вып.Ю. с.34-38.

4. Кац Б.Л., Тулузаков Д.В. .Фирсов Ю.Н. "Исследование свойств древесностружечных плит с кожевенным наполнителем"

// Научн.тр./ Моск.лесотехн.ин-т, - 1990. - вып.230. - с.52-59.

5. A.C. I645154 (СССР). Способ изготовления огнезащитных ДСтП /H.H. Фирсов, Ю.Н.Фирсов, Г.И.Морозов/ Открытия.Изобре-теная - 1991 - Г; 16.

6. Симакова М.Ю., Фирсов Ю.Н. Исследование звукоизоляции ограждающих конструкций из композиционных материалов // Научн. тр./ ШЛИ. - 1991 - Бил.237 - с.70-75.

7. A.C. 1705076 (СССР). Способ производства древесностружечных плит /H.H.Фарсов, Ю.Н.Фирсов,М.С.Седов и др./. Открытия. Изобретения. - 1992 - J5 2.

8. Фирсов Ю.Н. Использование отходов кожевенной промышленности в производстве древесных композиционных материалов на основе полиизоционатов. .// Физика и механика композиционг ных .материалов на основе полимеров /Тезисы докладов XXI научно-технической конференции Ш.1С АН Беларуси. - Гомель: ИММС АН Беларуси, 1993. - с.48-49.

9. Симакова М.Ю., Фирсов Ю.Н. Влияние вида а количества наполнителей на звукоизоляцию ограздагацих конструкций из ком-позициошшх материалов // Физика и механика композиционных материалов на основе полимеров /Тезисы докладов XXI научно-технической конференции ШЫС АН Беларуси. - Гомель: ИШ) АН Беларуси, 1993. - с.49.