автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Клеящие свойства синтетических смол в производстве фанеры

■í ¡i f) СП' и и и

Л'шшстерстпо высшего и среднего специального сбразозашга РСФСР

СИБИРСКИ» ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНЛЛШШ Г ЕХ Н О Л О Г И Ч FX К И1 i ИНСТИТУТ

, ■ На праплх рукописи

УДК 674.093.26 ФИЛИППОВИЧ Александр Александрович

Клеящие свойства с и и тех и чес к и х с м о л в производстве фанеры

05.21.05 — Технология и оборудование дерезп" рабаты-взющих производств, древеешк' ¡te

АВТОРЕ Ф Е Р АТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск — ÍS90

образования РСФСР ЗНАМЕНИ

На правах рукописи УДК 674.093.26

ФИЛИППОВИЧ Александр Александрович 0

КЛЕЯЩИЕ СВОЙСТВА СИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ В ПРОИЗВОДСТВЕ ФАНЕРЫ

05.21.05 - Технология и оборудование деревообрабатывающих производств, древесиноведение

Министерство высшего и среднего специального

СИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук-

Красноярск - 1990

Работа выполнена на кафедре технологии композиционных материалов Сибирского ордена Трудового Красного Знамени технологического института.

Научный руководитель - кандидат технических наук,.

доцент .АНИСОВ П.П. •

Официальные оппонента - доктор технических наук,

профессор ХРУЛЕЗ В.М.,

кандидат технических наук, доцент РАЗЖИВИН А.Е.

Ведущая организация - Производственное объединение

"БРА1СВДРЕВ"

Защита диссертации состоится " ^ № . 19Э0 г . на

заседании специализированного совета ЕС 063.83.02 Сибирского ордена Трудового Красного Знамени технологического института. >

Ваяй отзывы на автореферат (обязательно в двух экземплярах с заверенными подписями) просим направлять по адресу: 660049, г.Красноярск, пр. Мира, 82, СибТИ, ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент •

Л.В. Пахмутова

■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ V

Актуальность темы. Клеящие свойства относятся к наиболее вачяым показателям качества синтетических смол и определяются их строением и химическим составом* В настоящее время основным стандартным методом оценки клеящих свойств в СССР и ряде других стран остается испытание на скалывание клеевых соединений фанеры, спрессованной при строго заданных условиях. С небольшими изменениями этот метод используется почти тридцать лет к не в полной мере отвечает современному уровни технологии склеивания фанеры.

С применением интенсифицированных режимов склеивания возникла необходимость в повышении надежности результатов контроля качества смол, поступающих в производство. Стандартный метод не позволяет с достаточной точностью и объективностью установить неоднородность клеящих свойств различных марок и партий смол, так как при испытании разрушение клеевых соединений фанеры происходи? обычно по древесине и поэтому прочностные свойства смол не проявляются.

К недостаткам стандартного метода следует отнести и большую длительность испытания. Если на определение основных физико-химических свойств достаточно трех-четырех часов, то на испытание клеящих требуется от одних до четырех суток. Поэтому при крупнотоннажных объемах производства и потребления смол в деревообработке затраты времени на контроль их качества весьма значительны, а потребность в лущеном шпоне и специальном оборудовании затрудняет определение клеящих свойств на предприятиях химической промышленности перед отгрузкой смол потребителе.

Таким образом, разработка более совершенного метода, пригодного для оперативного контроля клеяших свойств синтетических смол, представляет собой важную научно-техническую задачу.

Диссертационная работа, направленная на ее решение, выполнена з■соответствии с координационным планом АН СССР го проблеме 2.14.5. "Научны? основы исследования древесины" и планом научно-технической программы-Минвуза РСФСР "Сибирский лес4.

Цель габоты заключается в разрабо'-г.е и оо'оеновании метода контроля клеящих свойств синтетических смол и"клеев в производстве фанера.

Научные' положения выносимые на защиту:

- основы нового метода контроля клеящих свойств, разработанного на уровне изобретения;

гипотеза' о возможности определения клеящих свойств на ранней стадии формирования клеевого соединения, когда прочность системы клей-древесина пропорциональна адгезионной прочности отверядазоцегося клеевого слоя;

- кинетические зависимости прочности клеевых соединений для условий краевой и серединной зон.фанерного пакета промышленного формата; ' '

- экспериментальные зависимости прочности клеевых соединений от степени отверждения;

- физико-математическая модель процесса отверждения смол непосредственно в клеевых соединениях древесины.

Научная новизна работы. Разработан и обоснован метод контроля клеящих свойстз смол в производстве фанеры. Сущность которого заключается в определении когезионной прочности отвергающегося клеевого слоя при моделировании условий склеивания фанеры промышленных форматов. На способ получено положительное решение Госкомизобретений по заявке № 4649451.

Экспериментально исследовано влияние основных технологических факторов и физико-химических свойств смол на процесс формирования клеевых соединений в краевой и серединной зонах.

Установлены закономерности отверждения феноло- (ФФ) и карбамидоформальдегидных (КФ) смол непосредственно в клеевом слое. Степень отверждения определяли методой УФ-спсктроскопии, на который получено положительное решение' Госкомизобретений по заявке № 4649452.

Практическая значимость работы заключается в разработке методе, контроля, позволчящего идентифицировать смолы по клеящим свойствам,' а также оценить их изменение при длительном хранении смол. Метод может быть использован как в условиях заводских лабораторий, так и при проведении исследовательских работ.

Разработана техническая документация и изготовлено два варианта прибора для реализации предлагаемого метода. На конструктивные решения приборов получены положительные решения Госкомизобретений по заявкам № 43478В7 и & 4672029. Приборы проели опытную эксплуатацию в лабораториях ПО "Братский ЛГК" и

"Еельсклес".

Апробация работы. Основные результаты и некоторые научные положения работы докладывались на следующих научно-технических ' конференциях и совещаниях:

- на краевых научно-технических конференциях Сибирского технологического института в 1585-1989.г.г.;

- на межвузовском совещании "Разработка и создание новых древесных материалов (плит,.фанеры и пр.) со свойствами, обеспечивающими их применение в строительстве", Красноярск, 1985 г.;

-- на Всесоюзном научно-техническом совещании "Пути повышения эффективности производства и качества фанерной продукции", Киров, 1988 г.;

- на Всесоюзной конференции "Модифицирование и защитная обработка древесины", Красноярск, 1989 г..

Публикации. По теме диссертации опубликовано II статей и получено 4 положительных решения Государственного Комитета по делам изобретений и открытий о выдаче авторских свидетельств.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, семи разделов, общих выводов, списка литературы из 193 наименований и пести приложений. Работа изложена на 179 страницах машинописного текста, включающего 45 рисунков и II таблиц.

С0ДЕИГАНИ2 РАБОТЫ

3 первом разделе рассмотрены методы оценки прочностных характеристик клеев и клеевых соединений. Отмечены недостатки известных методов испытания клеящих свойств синтетических смол и клеев.

Рассмотрены также некоторые из косвенных методов исследования и контроля клеев. Констатируется, что между результатами, получаемыми этими методами,и структурно-прочностными показателями клея в соединении отсутствует, достаточно простая и наглядная связь.

Анализ основных закономерностей процесса формирования клеевых соединений при горячем склеивании показал, что контроль клеящих свойств целесообразно осуществлять на относительно рел-ней стадии формирования соединения, когда его прочность пропорциональна когезионной прочности отвергающегося клея..

Важное значение при контроле имеет соответствие условий испытания производственному процессу склеивания фанеры. В пакете промышленного формата принято выделять две характерные зоны, различающиеся -по своим термовлакностным условиям - краевую и серединную. Наименее благоприятные условия для отверждения поликонденсационных смол и, соответственно, для нарастания их когезионной прочности имеют, место в серединной зоне, поэтому при испытании клеящих свойств следовало бы ориентироваться на условия серединной зоны.

Рассмотрены методы исследования кинетики когезионной прочности клея в процессе склеивения, в том числе путем испытания. клеевого соединения по единому циклу: склеивание - определений' прочности соединения при нормальном отрыве. Обоснована принца-1 пизльная возможность его использования в качестве метода контроля клеящих свойств синтетических смол.

На основании анализа состояния вопроса были сформулированы следующие задачи исследований:

- обосновать условия и основные параметры реализации мето--да контроля клеящих свойств; •

- исследовать влияние некоторых технологических факторов на кинетику прочности клеевых соединений;

- установить характер взаимосвязи между степенью отверждения и прочностью соединений на КФ и ФФ смолах;

-; - получить физико-математическую модель отверздения смол в соединении;

- изучить возможность идентификации смол различных марок

и партий, а также оценить изменение их клеящих свойств при хранении; ■ . ' / ■ -

- определить основные метрологические характеристики предлагаемого метода контроля клеящих свойств, разработать и внедрить опытные образца приборов для его реализации.

Во второе газдоле приведены результаты исследования зависимости прочности клеезых соединений шока при нормальном отрыве в горячем состоянии от основных технологических факторов.

• Исследования осуществлялись на установке, позволяющей моделировать терыовлаяностные условия процесса формирования клеевых соединений в краевой и серединной зонах пакета промышленного формата. При моделировании условий серединной зона силе-

ивание и определение усилия разрушения клеевых соединений 5-слойного пакета пшона (рис. I) осуществлялось в герметичной камере установки при избыточном давлении паровоздушной смеси. Таким образом исключалось удаление влаги из модельного пакета и обеспечивалось подобие термовлажносткых условий при его скле-■ивании условиям серединной зоны пакета промышленного формата. В случае моделирования краевой' зоны испытание проводили при атмосферном давлении без герметизации камеры.

II

Рл 4

в" гр ! \> и - ф

Рис. I. Диаграмма и схема. испытания клеевых соединений модельного пакета шпона

■ При планировании экспериментов использовали планы второго порядка Коно-2 и Бокса-3. Уровни и. интервалы варьирования были выбраны исходя из анализа априорной информации и результатов предварительных исследований.

Установлено, что зависимостиполученные в условиях краевой и серединной зон, существенно различаются по своему характеру. При этом на них можно выделить два участка (рис. 2). На первом происходит рост разветвленности макромолекул и адгезионная прочность инструментально не регистрируется. Ка втором -в результате образования поперечных связей отмечается повышение когезионной прочности смолы до уровня прочности древесины^ при данных термовлажносткых условиях ^ , В краевой зоне начинает увеличиваться с момента достижения в клеевом слое температуры порядка 95 °С, которая соответствует началу интенсивного отверждения Ф5 смол» Э серединной - о момента достижения з клеевом слое температуры 98 ^С мржно выделить индукционный период , в течение которого прочность ®Г продолжает оставаться практи-

чески равной нулю.: По-ведикому, наличие индукционного периода и более медленный по сравнению с краевой зоной рост коге-зионной прочности, обусловлены термозящим действием вода, удаления которой из клеевого слоя в условиях серединной зоны практически не происходит. Молекулы вода сольватируют реакционно способные цент!«, макромолекул ФФ олигомера, препятствуя образованию поперечных связей и снижая тем самым интенсивность процесса отверждения.

V.. —- Г~

\ Г

Ь & г ¡3

х

■ %■

Рис. 2. Обедай характер зависимости температуры в клеевом слое £г и прочности клеевых соединений на ФФ смоле в условиях краевой серединной с£*эон от продолжительности склеивания ^

В отличие от ФФ смол, процесс отверждения КФ смол протекает в растворе при относительно невысоких температурах, когда , различив термовлажностных условий в краевой и серединной зонах не столь существенно. Поэтому, содержащаяся в КФ смоле в качестве растворителя вода не оказывает заметного влияния на процесс отверздения до момента , т.е. начала роста когезионной прочности смолы в соединении. Соответственно, начало роста прочности в краевой и серединной зонах отмечается при одинаковой продолжительности склеивания. Однако в дальнейшем прочность соединений но КФ смоле <£' в серединной зоне повышается значительно" медленнее. Замедление роста вызвано протеканием деструктивных процессов в результате гидролиза образующихся при отверждении поперечных связей. Вклад этих процессов в условиях серединной зоны весьма значителен по причине затрудненного удаления вода, присутствующей в смоле в качестве растворителя, а также и выделяю и^йся при поликондексации.

Анализ полученных уравнений регрессии, выражающих зависимость показателя от основных технологических факторов в условиях серединной зоны показал, что наибольшее влияние на величину показателя для клеевых соединений на ФФ смоле оказывает влажность шпона , на К$ смоле - продолжитель-ность прессования .

На верхнем уровне варьирования факторов и величина показателя определяется когезионной прочностью шпона при соответствующих термовлажностных условиях . При склеивании шпона повышенной влажности увеличивается продолжительность индукционного периода отверждения ФФ смол в клеевом слое, и момент начала роста прочности регистрируется при более высоких температурах в клеевом слое (рис.3), что обусловлено уменьшением интенсивности процесса поглощен:« воды из клеевого слоя.

Рис. 3. Зависимость продолжительности индукционного периода ^отверждения £Ф смолы С а) и температуры в клеевом слое .отвечающей моменту начала роста (б) от влажности шпона IV,# и температуры прессования 4 , °С: I - НО; Z - 120; 3-130

Исследование процесса формирования клеевых соединений сосны, лиственницы, пихты, березы и осины показали, что зависимости r^fe условиях серединной зоны в основном определяются способностью древесины к поглощения) воды из клеевого слся. При этом прочность клеевых соединений всех исследуемых пород на КФ смоле начинает расти при одинаковой продолжительности , не повышается в дальнейшем с различной скоростью.

Зависимости клеевых соединений на ФФ смоле различа-

ются по моменту начала роста прочности . В то же время, скорость увеличения для клеевых соединений различных'пород практически одинакова. '

В "третьем разделе представлены результаты исследования зависимости прочности клеевых соединений от степени отверждения уЗ •• ■ '

Степень отверждения _уЗ определяли путем измерения на . спектрофотометре типа М-УО" интенсивности погло-

щения в УФ-диапазане длин волн водного экстракта проб, взятых из зоны разрушения клеевого слоя. Непосредственно в %у9 находили по калибровочным графикам. Образцу для испытания на скалывание изготавливали из модельных пакетов, спрессованных на установке в условиях, одинаковых с условиями определения показателя . Влаготермообработка образцов заключалась в вымачивании при 20 °С в течение 24 ч для КФ и I ч кипячения для ФФ смол.

Установлено, что между показателем 6^'и степенью отверк-дения _/3 ФФ и КФ смол существует линейная зависимость (рис.4). Причем, для ФФ смол экспериментальные точки, полученные при различных температурах прессования, ложатся на одну прямую.

Дпг /У/7а Г,2

fa <Г0¿0 ?б> ю

Рис. 4. Зависимость прочности клеевых соединений при нормальном отрыве а) и скалывании б) от степени отвержденияуЗ 5Ф (I) и КФ (2) скол в краевой (а к • ) и серединной (л о с) зонах при температуре прессования, °С:лл - 110; ■ о - 120; •о - 130

Зависимости клеевых соединений на ФФ смоле для

условий краевой и серединной зон имеют различный наклон, т.е. при одинаковых значениях _/? , в краевой зоне показатель." выше, а наоборот, ниже, чем а серединной. Хотя очевидно, что зависимости прочности клеевых соединений от степени отверждения уЗ должны быть в краевой и серединной зонах однознанны. Наблюдаемое различие экспериментальных зависимостей вызвано тем, что после сброса давления в камере установки, интенсифицируется процесс дегидратации клеевого слоя. В результате дегидратации снижается энергетический барьер реакции поликонденсации, что приводит к быстрому росту степени структурирования ФФ смолы. Поэтому при одинаковых .значениях прочности в краевой и серединной зонах, измеренная величина/? в последней будет выше за счет доотверждения при резком изменении теплофизических ус' ловий в области клеевого слоя.

Отмечено, что аналогичные по своему характеру процессы протекают и при прессовании пакетов промышленных форматов, в .... клеевых слоях серединной зоны которых, величинау8 кгмомачту окончания прессования меньше,, чем в краевой. Однако, после раскрытия плит пресса происходит резкое ускорение процесса отверждения и, примерно через I - 3 мин степень отверждения_/3 в серединной зоне становится выше, чем в краевой. Поэтому прочность и водостойкость клеевых соединений, сформированных в серединной зоне, при прочих равных условиях будет выше, в то время.как вероятность появления расслоения сразу :послэ раскрытия плит пресса в серединной значительно больше по сравнения с краевой зоной.

Исследования зависимостей и б'сг'У^) показали,

что для клеевых соединений на КФ смоле, последние в условиях краевой и серединной зон могут быть описаны общим уравнением регрессии,интерпретированным соответствующим графиком (см. рис.4) ,

Наличие тесной корреляционной связи между показателем б^ и степенью отверждения свидетельствует о том, что показатель £у является вполне достоверным критерием степени отвержденияуЗ в клеевом слое. По характеру.изменения легко установить кинетические закономерности процесса отверждения КФ и ФФ смол при горячем склеивании фанеры.

В четвертом разделе дан анализ кинетических уравнений й . соответствующих им теоретических предпосылок, используемых при описании процесса отверждения смол и клеев." .

Показано, что построение кинетических уравнений для некоторого структурно-чувствительного показателя в большинстве случаев, не позволяет судить о кинетике адгезионной прочности клея непосредственно в соединении.'Связано это с тем, что терловлвжностные условия при экспериментальном определении кинетических показателей, входящих в уравнения, не соответст- . вуют условиям формирования клеевого соединения при горячем склеивании. " •

Основное отличие предлагаемой модели процесса отверждения от известных заключается в том, что в качестве кинетического показателя используется прочность клеевых соединений при нормальной отрыве в горячем состоянии с£ .

Учитывая, что к шменту'достижения смолой лсогезюнной прочности древесины ^. интенсивность'процесса стр}-ктурирова-• ния тсак в краевой так и.в, серединной зоне значительно снижается в сшгу определегашх термовлаяиостншс условий, величина <5 ~ характеризует степень завершенности процесса отверждения при горячем склеивании шпона. Тогда кинетическое уравнение можно представить в виде:

где - скорость роста прочности клеевого соединения;

. - аналоги, соответственно, порядка и константы ско-,

рости структурирования смол в клеевом слое... . При когезионном по клез характере разрушения, зависимости б^ от ^ в полулогарифмических координатах млеют линейный характер, -что дало основание использовать для описания процесса отверждения уравнение'" первого порядка: '

(2)

По результатам исследования прочности клеевых соединений ь условиях краевой и серединной зон были рассчитанны кинетические, параметры процесса отверждения КФ и фф смол в клеевом слое (табл. I). Температурная зависимость Л' по Аррен;1усу и порядок рассчитанных значений энергий активации процесса отверждения показывают, что последний на стадии роста когэзионной прочности смолы обусловлен, главным образом, химическими реакциями.

Таблица I.

Константы скорости # и энергий активации процесса отверяодения КФ и ФФ скол в клеевом слое

Смола

СФЖ-3013 Кф-згг-ф+

+1%щсе

■ >а _т 1

{ Константы скорости /Г хЮ, с - ! Энергия ак-

| тивацик

! °С | 120 °С ¡,130 ®С {

1.35 2,09

4,62 8,50

1.95 2,97

5.57 9,28

2.58 4,00

6.10 10,04

41.7 41,6

17.8 10,6

П р и м е ч а н и е. В числителе - для серединной зоны, в знаменателе - для краевой.

Рассчитанные значения процесса отвержденияФФ смолы в краевой и серединной зонах одинаковы, т.е. интенсивность удаления вода и низко1хлекулярных продуктов реакции полияовдексации не оказывает влияния на механизм отверждения ФФ смол на стадии структурирования. В отличие от смол процесса отверждения КФ смол в характерных зонах различалтся. ■ Более высокие значения процесса отверждения КФ смол в серединной зоне обусловлены протеканием реакций циклизации и- гидролиза,, вклад которых, вследствие затрудненного удаления веда к НМЛ, в условиях серединной зоны более значителен по сравнению с краевой.

Следует Отметить, что хотя полученная модель и адекватно описывает процесс отверждения в клеевом слое, однако она носит, полуэмпирический характер и служит' для того, чтобы установить взаимосвязь между кинетическими параметрами в пределах их зна--чений полученных экспериментально.

В пятом разделе представлены результаты исследования возможности идентификации клеящих свойств смол различных марок и партий, а также результаты оценки их изменения при хранении по кинетике показателя .

Использовались промышленные партии смол марок КЗМ{Г-П, №>-№-$, КФ-ШМ5, КФ-Ш'(Ш), СФ1-3013 и СФЖ-3014.

Для более полной характеристики свойств и поиска общих за-

кономерноетей отверждения в блоке и в клеевом слое, наряду с изучением кинетики показателя 67проводили термический анализ смол на " -Дериватографе". "

Установлено, что по кинетическим зависимостям показателя <5Г ,полученным в условиях краевой зоны, исследуемые марки и партии КФ и ФФ смол статистически 'п различаются. Прочность в краевой зоне начинает регистрироваться при одинаковой продолжительности склеивания и повышается с постоянной скоростью, вплоть до того момент, когда когезионная прочность смолы не достигнет . , " ■

В условиях серединной зоны ФФ,смолы различаются по моменту начала роста прочности и по скорости последующего увеличения б; . Например, продолжительность трех партий ФФ смолы марки СФЖ-3013, отобранных на одном предприятии из различных реакторов, составляет 4,3; 6,2 и 7,0 мин. Рост когезионной прочности КФ смол в соединении начинается при одинаковой продолжительности склеивания, но достигаемый к 6,0 мин уровень показателя (X .различается более чем на 40-60 %.

С увеличением.вязкости £ ФФ смолы в процессе хранения с 80 до 125 с, энергия активации £а изменяется со 122,2 до 66,1 кДя/моль. Причем наблюдается смещение экстремума и начала эндотермического : эффекта дегидратации в область меньшее температур (табл. 2). : ; .

, Таблица 2

Результаты термического айализа смол

{Вязкость] Температура °С, измеренная} Энергия ак-Смола I по , 'Т ' , методом ДГА 1 тивации £а ,

[вЗ-4, с 1 I.- ! 1 ! " ! £ ! ! кДж/моль.

СФЖ-3013 85 102 129 170 — 122,2

' 96 ; 95 126 : 131 - 76,2

125 90 115 123 250 66,1

КФ-МГ-15+ 45 92х 115 160 225 55,6

♦Iчщее 70 85х ИЗ •154 230 51,0

• 180 - 60х 93 143 215 30,5

П р и меч а н и е. ^ • ¿V » 4г. ¿Г - температура начала,

экстремума, конца эндотермического эффекта дегидратации, экстремума экзотермического эффекта деструкции; х> - экстремум экзотермического эффекта реакции взаимодействия свободного фар-магьдегвда с хлористая аммонием. '

Аналогично и в клеевом слое, момент начала процесса структурирования и, соответственно, роста когезионной прочности относительно высоковяэких смол регистрируется при меньшей температуре прогрева. С увеличением вязкости £ 1(Ф смол при хранении также как и для ФФ смол, отмечается уменьшение интенсивности эндотер-ютеского эффекта со смещением его начала и экстремума в область меньших температур. Однако, температура в клеевом слое, при которой начинается рост когезионной прочности, ощутимо снижается только для смолы с . ^=150 с, в то время как прочность С^'смол большей вязкости растет значительно быстрее.(рис. 5).

Рис. 5. Кинетика прочности клеевых соединений, на смолах КФ-УГ-15+IiSA/A'^CS(а) и 033-2013 (б) вязкостью по ВЗ-4, с: а - I,- 45; 2 - 70; 3 - 180; б - I - 85; 2 - 96; 3 - 125 '

На кривых ДГА ФФ смолы вязкостью £ =125 с при температуре 250 °С отмечается экзотермический эффект, вызванный термодеструкцией смолы, Деструкция при относительно низкой для Ф5 смол температуре свидетельствует с редкой пространственной структуре резита, образующегося при отверждении высоковязкой смоли. Действительно, разрушение клеевых соединений на ФФ смо-

лах с 2 > 125 с происходит, преимущественно, когезконно по клею.

Наличие качественной связи между результатами термическо-. го анализа и кинетическими зависимостями показателя Ç"' позволяет утверждать, что предлагаемый метод вполне объективно характеризует изменение клеящих свойств смол при хранении.

В шестом разделе приведена оцска точности и воспроизводимости результатов измерений предлагаемым методом. Сформулированы условия проведения испытаний и критерии контроля клеящих свойств смол и клеев.

Представлены' принципиальные схемы и технические характеристики приборов, предназначенных для эксплуатации в условиях заводских лабораторий. Приборы выполнены-на современной элементной базе, с использованием оригинальных конструктивных ре-шгний (рис. 6). Испытание осуществляется полностью а автоматическом режиме, с индицирсванием результатов.в цифровом виде.

Рис. о, Г1рийцкпк?льнгя схема прибора для контроля клеящих свойств: I - аналого-цифровой преобрагова-' тель; 2 - блок квазисенсорногс управления ренимом работы; 3 - блок автоматики; 4 - датчики давления; •5 - силовой блок; 6,7 - тиристорные терморегуляторы; 8,- блок питания В седьмом -разделе представлен расчет технико-ркономической эффективности, проведенный д^и условий фанерного завода ПО "Братский ЛПК", который показал,, что экономический эффект от замени стандартного метода предлагаемым составит 46 тыс. р. в год. . . ."

осноенье вывода

1. В условиях серединной зоны процесс структурирования и, соответственно, рост прочности клеевых соединений шпона на КФ и ФФ смолах протекает менее интенсивно, чем в краевой, по причине затрудненного отвода воды на клеевого слоя. Поэтому, исследование и контроль клеящих сзойств следует проводить, моделируя-', условия серединной зоны пакета прокетленного; формата, как наименее благоприятные для формирования клеевьЬс соединений. \

2. Установлено, что в условиях серединной зоны имеет мес-й1 индукционный период отверждения ФФ смол , равный времени <$ момента достижения в клееЕом слое температуры интенсивного от-» верждения (для ФФ смол ¿а =95 °С) - до момента начала роста когезионной прочности смолы в соединении » т.е.

- ££ — . Продолжительность Т~и экспоненциально зазис$г? от влажности шпона , увеличиваясь при ее повышении. ,

3. В условиях серединной зоны момент начала роста когезионной прочности ФФ смолы в соединении, в основной, определяется водопоглощением древесины. Для ялеевых соединений пород древесины с относительно высокой ведопоглощающей способностью харак* терна меньшая продолжительность , з течение которой когези^ оннал прочность смоли я соответственно прочность клеевых соединений , составляет доли МЛа. Для соединснкГ ча К5 смолах водопоглощение древесины главным образом влияет на интенсивность нарастания прочности б^ . ;

4. Сразу после операции горячего склеивания происходит резкое увеличение степени отверждения_/3 ФФ смол в клеевых ело-, ях серединной зоны. Интенсивным доотвержденисм, в частности, объясняется то, что в готовой фанере прочность и водостойкость клеевых соединений в серединной зоне выше, чем в краевой. К моменту же раскрытия плит пресса степень отвержденияи, соответственно, кэгезионная прочность ФФ смол в серединной зоне ниже, ь. поэтому вероятность появления в ней расклея будет больше, чем в краевой. '

5. Мегду прочностью клеевых соединений при нормальном отрыве в горячем состоянии б£'к степенью отвержденияуЗ КФ и ФФ смол существует достаточно тесная корреляционная связь. Поэтому показатель являзтея вполне достоверным критерием степени от-

верлдения ^/3 непосредственно в клеевом.слое. По характеру его изменения можно судить о кинетике отверждения смол в процессе склеивания фанеры.

6. Предложена математическая модель, описывающая процесс ствержденкя смол в соединении на стадии структурирования, с использованием в качестве кинетическг-^о показателя когезионной прочности отверждающейся смолы при нормальном отрыве клеевых соединений шпона в горячем состоянии .

. 7. Партии и марки ФФ и КФ смол отчетливо различаются по кинетике показателя ^ . Стандартным же методом оценить неоднородность клеящих свойств отдельных марок, и партий смол весьма затруднительно.

8. В процессе хранения смол происходит.изменение их физико--химичесюрс свойств, что необходимо учитывать при организации технологического процесса на, предприятиях, использующих смолы централизованных поставок. Предлагаемый метод дает интегральную оценку изменения свойств при хранении, о достоверности которой свидетельствует наличие качественной связи между результатами термического анализа и характером кинетических зависимостей показателя <£ .. '' ■

9. Реализовать в полном объеме преимущества предлагаемого метода.можно только при наличии соответствующих технических средств, поэтому были разработаны и изготовлены два варианта конструкций приборов, предназначенных дая эксплуатации в условиях заводских лабораторий.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах: ."'• I. Филиппович А»&., Анисов П.П. Стабильность клеящих свойств смолы СФЖ-3013 в процессе хранения // Вклад молодых специалистов в развитие химической и лесной.промышленности. Тез. докл. краевой "научно-технической конференции., СибТИ - Красноярск, 1986. --С. 96-97.

2. Орлов Г.И., Анисов:П.П., Филиппович A.A. Технологические аспекты построения рациональных режимов склеивания фанеры // Повышение эффективности производства в лесной промышленности и лесном хозяйстве на основе АСУ. Тез. докл. Всесоюзного научно--технического совещания. - Петрозаводск, 1986 - С. 130-133.

3. Филиппович A.A., Анисов П.П., Орлов Г.К. Кинетика проч-

кости клеевых соединений пакета шпона из древесины сосны и лиственницы // Лиственница и ее комплексная переработка. Меж-вуз. сб. каучн. тр. - Красноярск: КГМ, 1987. - С. 91-95.

4. Филиппович A.A., Анисов П.П., Орлов Г.И. Влияние вязкости смолы СФЖ-3013 на когезионнуа прочность клеевого слоя-// Вклад ученых и специалистов Лесосибирска в выполнение программ) "Иктекскфикацкд-90" лесопромышленного комплекса. Тез. докл.' • краевой научно-технической конференции. --Лесосибирск, ISS7. -*

- С. 72-73. '

5. Филиппович A.A., Анисов П.П., Орлов Г.И. Исследование-когезионной прочности фенолоформальдегвдных смол при склеиза-нии лиственничного шпона // Лиственница и ее комплексная переработка. Межвуз. сб. научн. тр. - Красноярск: КПП, ISB8. г

- С. G0-87. , -

6. Филиппович A.A., Тарасова A.B. Исследование-молекулярной массы фенолсформальдзгидной С!азлы // Ресурсо- и эколого-сберегегащке технологии в лесной промышленности. Тез. докл.- крае вой научно-технической конференции.,СибТИ - Красноярск,- 1988» .

- С. 112. .

7. Анисов П.П., Орлов Г.Й.,„Филиппович A.A. Установка для комплексного исследования процесса склеивания фанеры. Красноярский межотраслевой территориальный ЦЬГГК. Йнформациокшй„лис-ток № 35-88. - 4 с. *. ■■ :

8. Анисов П.П., Орлов Г.И.,. Филиппович A.A. Прибор для. оп» ределския клеящей способности синтетических смэл и клеев. Крас» ноярский межотраслевой территориальный-ЦШ!И. Информационный ли?, ток $ 27-88. - 4 с.

9. Филиппович A.A., Орлов Г.И. Исследование клеящих сеойс» смол в производстве фанеры // Пути повышения эффективности производства и качества фанерной продукции. Тез. докл. Всесоюзного *аучпо-технического совещания. - Киров, 1980. - С. 51-54.

10. Анисов П.П., Орлов Г.И., Филиппович A.A. Исследований троцесса склеивания шпона. - В окспресс-инфсрм.: Отеч. произ* шыт. - (Плиты и фанера; Вып. 10.К - Ы.:.БНИПИЭИлеспром, -[988. - С. 12-20. "

11. Анисов П.П., Орлов Г.И., Филиппович A.A. Исследование ■лещюс фенолоформальдегидных сдал оптическими методами // • 'одчфицирование и защитная обработка древесины. Тез. докл.

Всесоюзной научно-технической конференции. -Красноярск, 1S69. --С. 54.' . ■ ■/■;;•: .

12. Положительное решение Государственной научно-технической экспертизы изобретений. Название изобретения "Адгезиометр". Авторы Анисов П.П., Орлов Г.И., Филиппович A.A.. Заявка № 43478S7.

13. Положительное решение Государственной научно-технической :экспертизы изобретений. Название Изобретения ."Способ испытания на прочность клеевых соединений шпона". Авторы Анисов П.П., Орлов Г.И., Филиппович A.A.. Заявка № 4649451.

14. Положительное решение Государственной научно-технической экспертизы изобретений. Название изобретения "Способ определения степени отверждения клея на фенолоформальдегидной основе в композиционных древесных материалах". Авторы Филиппович A.A., Тар-ченкова Т.И., Евдокимов М.И. , Сахно Е.А. Заявка № 4649452.

■ 15.' Положительное решение Государственной.научно-технической экспертизы изобретений.. Название изобретения "Адгезиометр". Авторы Филиппович A.Ä.i Анисов П.П., Орлов Г.И., Титоввц Ö.B.. Заявка » 4672039. :VV К

Подписано в печать 12.0Ь.9С . : Сдано в производство АЛ 0Ъбо5 формат 60x34 1/16. Бумага белая оберточная Усл.печ.л. I. Уч. -изд.л. I. Тираж 100. Заказ 224. Бесплатно

Типография СГИ, 660049. г. Красноярск, пр. Мира, 82