автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Повышение стойкости и улучшение санитарно-гигиенических свойств древесностружечных плит для деревянного домостроения

НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫ И ИНСТИТУТ им. П.В. КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи УДК 674.815-41.001.5

ДОРНОСТУП Сергей Борисович

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ И

УЛУЧШЕНИЕ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ ДЛЯ ДЕРЕВЯННОГО ДОМОСТРОЕНИЯ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Л е.г о реферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

• и ;

х/ / /С

НОВОСИБИРСК 1992

Работа выполнена в Новосибирском ордена Трудового Крас Знамени инженерно-строительном институте имени В.В.Куйбыше!

- доктор технических наук, Заслз ный деятель 1 науки и техники К профессор В.М.ХРУЛЕВ

- каадгздат технических наук, дог К.Я.ЬЫРШНОВ

- доктор технических наук, ггро*< Л.М.КОВАЛЬЧУК

кандидат технических наук, дм В.В.ПЯУХИХ

- Сибирский зональный научно-исс довательский и проектный инсти типового и экспериментального

• ектировашя хилых и граждански зданий /(ЗибЗНИИЭП/

Защита диссертации состоится 25 мая 1992 г. в 15 ччсов заседании специализированного совета К 064;04.01 по присузд ученой степени кавдитата технических наук при Новосибирском дена Трудового Красного Знамени инженерно-строительном инст те им.В.В.Куйбшпева по адресу: 630008, г. Новосибирск, 8, ул. Ленинградская, ИЗ, НИЗИ, в аудитории 306.

С диссертацией ножно ознакомиться в библиотеке институ Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш от в двух экземплярах, заверенных печатью, з адрес специализир ванного совета.

Автореферат разослан "_" апреля 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат технических наук Д ^¿^^И.Б.Генцлер '.

Научный руководитель

Научный консультант Официальные оппоненты

Ведущая организация

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРЖТИКА РАБОШ

Актуальность теш.

Деревянное панельное домостроение составляет примерно треть общего объема жилищного строительства. Его развитое зависит от стабильного -обеспечения древесноетруженными плитами /ДСтП/. Сейчас в деревянном домостроении применяют плита на карбамцдоЛор-мальдегидном связущем, не во всем удовлетворяющие, комплексу требований ■обеспечивающих прочность, стойкость, долговечность и комфортабельность домов заводского изготовления. Это в значительной степени ограничивает выпуск деревянных домов.-

■ Плиты на яарбамвдном связующем теряют около 60$ прочности уже в первые 5-6 лет эксплуатации, кроме того ввделяют свободны:". формальдегид, т.е. токсичны. Попытки снизить токсичность только химическими методами обычно ухудшают физико-механические свойства ^плиг, снижают их долговечность. Необходима комплексная зз.::щ-та: химическая /добавки/, механическая /покрытия/ и технологическая /режимы прессования, электрообработка и др./. Походя из этого предпринято диссертационное исследование для научного обоснования комплексной защитной обработки ДРтП. Тема вошла в научные программы Госкомитета по делам науки и высшей школы РСФСР "Сибирский лес" и бывшего Госстроя СССР "Стройпрогресс-2000*.

Цель работы - разработать и внедрить в производство технологию комплексной защитной обработки "ДЗтП, повышающую стойкость, долговечность и.улучшающую санитарно-гигиенические свойства плит для деревянного домостроения.* ^ - -.

. Задачи исследования:

- проанализировать известные способы защитной и противоэмис-сионной обработки ДСтИ, изучить их влияние на Лизико-мехашгческие свойства;. . ^ • •

- выявить связь' мевду выделением формальдегида й снижением- .

физико-механических свойств ДЗтП при различных температурно-влакностных воздействиях;

- получить и исследовать противоэшссионное покрытие на основе бутадиенстирольного латекса СКС-65ГП;

- исследовать эффективность защитной обработки ДЗтП в элек гростатическом поле высокой напряженности;

- определить основные физико-иеханические свойства и сгрук турше превращения ДЗтП с защитным покрытием;

- выявил, кинетику старения комплексно обработанных ДОтП и дать прогнозную оценку их долговечности с учетом противоэшгссио; кого эффекта;

- разработать производственную технологии кошшексной зшци: ной обработки конструкционных и отделочных Д5тП, а текзш изготовленных из них панелей; определить экономическую эффективное!! предлогеннбй технологии, '

Научная новизна: ' - выявлена закономерная Связь эмиссии формальдегида с изменением физико-механических свойств при температурно-влажностшх воздействиях на плиты;

установлено, что свободный формальдегид, защищенный от эшссии, оказывает пластифицирующее и структурирующее действие на карбаыидогоораальдегидное связующее в ДЗчП;

- выявлен и научно объяснен эффект замедления процесса старения ДСтП с комплексной обработкой; •

- объяснено влияние электростатического поля на противоэшк сионный эффект й повышение прочности ДЗтП.

Практическое значение работа;

- разработан новый состав латексного покрытия для ДРтП /A.c. №1620462/, предложена технология его нанесения на плита;

• - разработан новый способ подавления миграции сормальдеги-

да обработкой в электростатическом поле /A.c. PI666307/; предложена ■ технологическая линял производства низкогоксичншс ДЗгП /положительное решение на выдачу патента IM872285/I5/;

- разработаны рекомендации по изготовлению стружечно-опи-лочных плит /СОП/ о ограниченным выделением Формальдегида; технология внедрена на производстве мобильных деревянных домов;

- разработан и внедрен в производство.технологический регламент защитной обработки ДЗтП для панельного деревянного домостроения;

- разработаны рекомендации для производства ДЗтП наименьшей токсичности /класс ЕЕ/ с применением обработки в электростатическом поле;

. - от внедрения новой технологии противоэмиссионной обработки ДОтП получен экономический эффект за счет расширения производства домов и от улучнения санитарных условий в жилых помещениях.

Автор защищает: научные предпосылки создания латексного покрытия для ограничения эмиссии Формальдегида и повышения, водостойкости ДОтП; состав, свойства и технологию нанесения латексного покрытия на плиты; комплекс новых научных данных о физико-механических и санитарно-гигиенических свойствах ДЗтП с латекснкм покрытием; теоретическое объяснение противоэмиссионного эффекта при обработке ДЗтП в электростатическом поле; методику и результаты прогнозирования долговечности ДЗтП с комплексной защитной обработкой,- ■ • •

Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на 44-49-ой научно-технических конференциях Новосибирского • инженерно-строительного института им.В.В.Куйбшева в 1987-1992 .годах; на Всесоюзной научно-технической' конференции молодых ученых-и специалистов "Пути повышения эффективности лесопильно-де-

ревообрабагаващих производств", г.Архангельск, 1989г.; на 17-й и 18-й таучно-техничаской конференции "Научно-технический прог-;ресс в леснойгл. дёревообрабатывакщей промышленности", г.Киев, 1989 и 1991 гг.;1 на конференции молодых ученых и специалистов "Научно-технический прогресс в строительстве", г.Москва, 1989г. \ ка зональном семинаре "Пути ресурсосбережения в производстве строительных материалов и изделий", г.Пенза, 1989т;; на Всесоюзной совещании "Пути снижения токсичности древесностружечных гапи г.Москва, ВДНХ СССР, 1988г. ¿"метод защитной обработки Д>П отмечен медалями ВДНХ СССР.*' '

Публикации. Результаты исследования и основные положения: диссертации изложены в 18 публикациях, получено одно положительное решение на вьщачу патента.

Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа имеет обьец,142 страницы машинописного текста, содержит 37 рисунков , 18 таблиц и состоит из введения, шести глав, основных выводов списка литературы ХбЗ цитированных источников и 23-х приложений ?

Автор выражает признательность доценту кафедры физики ШЕИ им.В.В.Куйбншева, кандидату технических'наук Линнику С ¿И;' за ценше советы при подготовке отдельных разделов диссертации? " КРАШОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 7 > Ж) ШЕДШИЙ дается общая характеристика работы, рассматривается актуальность проблемы, цель работы,, её научная новизна и практическая ценность, а также показана её связь с межвузовскими научно-техническими программами.

- В ПЕРВОЙ. ШЕЕ приводится обзор научно-технической и патент-'ной литературы по производству ДСтГГдля деревянного домостроения, рассмотрены требования-к ДСтП по стойкости, прочности, долговечности .и не .токсичности. Отмечается, что ДОтП на карбамвдоформаль-дегццном связующем не во всем удовлетворяют комплексу требований,

предъявляемых к датериалам для жилищного строительства: плит имеют низкую водо- и атмосферостойкость, при экллуагации вьдэля-ют свободный формальдегид, вредный в, отлых помещениях. Причиной. образования свободного формальдегида является гидролиз связующего и нарушение адгезионных связей. Известны работа Доронина Ю.Г.,, Ковдратьева В.П., Отлева И.А., Анохина А.Е., Азарова В.И., Глухих В. В., Щедро Д.А., Темкиной Р.З., Эльберта А.А,, Майерса'Ж., Р'афаела Е,,•показывающие возможность снижения токсичности ДСтП хш.отко-технологическши способами /снижение содержания свободного формальдегида в карбамвдоформальдегидной смоле, введение акцепторов формальдегида, изменение режимов прессования, дополнительная обработка готовых плит и т.д./. Мало изучено поведение обработанных плит при переменных тёмпературно-вл&жностних воздействиях и в условиях эксплуатации. Недостаточно сведений о. влиянии свободного формальдегида на структуру ДСгП, о температурно-влаясностном старении низкотоксичных плит. Нередко, такие плиты не удовлетворяют санитарно-гигиеническим требованиям жилищного строительства.

В качестве гипотезы автор предполагает что, свободный формальдегид положительно влияет на структуру связующего и свойства . 'ДСтП.' Поэтому,для повышения: экллуатационной стойкости ДСтП, необходимо сохранить свободный формальдегид в структуре плиты. На ое-ве этого рассмотрены^ новые технологические приемы улучшения санитарно-гигиенических свойств ДСтП для деревянного домостроения.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ описана методика испытаний, обоснован выбор материалов, показана технология изготовления образцов, рассмотри- . ни темперагурно-влажностные режимы обработки и методы механических испытаний и физико-химических исследований образцов материала.

Экспериментальные ДСтП /СОП/ прессовали из сосновых стружзк фракции I2/I на карбавдцоформальдегидной1 смоле Ш-МТ-15 /ТУ 6-05- •

-12-88/. Акцепторы формальдегвда /карбамид и аммиачная вода/ bi дили в состав стружечно-смоляной массы и в состав отвердителя. Плиты изготовляли на деревообрабатывающем заводе в г. Маргилан /Узбекистан/. Сравнивали плиты промышленного изготовления разл] ной токсичности: класса ЕГ - ДОК "Вентспилс кокс" /Латвийская ] класса Е2 - Чаадаевский ДОЗ; нласса ЕЗ - Ленинградский ДОЗ» Вс< плиты изготовлены на карбамидсформальдегвдной смоле КФ-МГ.

Из каждой плиты выпиливали, образцы для натурных и цикличе* ких испытаний по специальной схеме раскроя. Кинетику свободное набухания, предел прочности при срезе в плоскости плиты и соде; жание свободного фомальдегида исследовали -на образцах размером 25х25х& tctjS- толщина плиты в мм. Количество образцов, необход; мое для -получения статистически достоверных результатов испыта' ний, приняли равным 10 на точку. Для определения ввделения фом; дегида из ДСтП использовали образцы размером WOxIOOxS. Торцы разцов заделывали алкминевой фольгой. "

Ускоренные испытания включали: а/' задерживание в воде при температуре 20-80оС в течении 0,5, 2, 24 и 72 часа;. б/ ввдержи ванле в воде, в течение 30 часов при температуре 40, 60 и 80°С, высушивание при*той же температуре в течение 10 часов, всего 2 циклов.

Нарушение адгезионных связей оценивали кинетикой свободно набухания, когезионных связей - .пределом прочности fipn срезе в плоскости плиты и пределом прочности при изгибе;

' Токсичность ДСтП определяли эмиссионным'термогидролитичес методом /ЕКИ/ и газоаналитическим методом. Концентрацию 6opMaj •дегида -определяли фотоколориметрическим методом по реакции с г •тилацетоновым реактивом.. . .

' . Структуру ДСтП исследовали методами Ж-спктроскогап: и pet геноструктурного анализа. -

-9 г

В 2Р£ЗЬЕЙ ¡ПЛАВЕ приведены результаты испытаний плит на водостойкость и формоизменяемость при температурно-влгышостнкх воздействиях. ¿лсспериментальные ДСтП с меньшим содержанием свободного формальдегида больше разбухают в воде,' Скорость и величина набухания повышается с подъемом температуры, причем для плит менее токсичных этот процесс более интенсивен.

Установлено, что плиты класса токсичности Е1 разбухают сильнее, чем плиты Е2 л ЕЗ. Набухание плис при 40°С через 24 часа со.. ответственно составляет 46,3, 25,4 и 22,5%. Повышение разбухания объясняется ослаблением адгезионных связей связующего и древесных частиц при снижении содержания свободного Формальдегида в смоле или его блокировке посредством акцепторов.

. Предел прочности при срезе в плоскости плиты при температура но-влаяиостной обработке сндаается быстрее у плит с'меньшим содержанием формальдегида. Так, снижение прочности при срезе ДСтП класса Е1 при обработке в воде в течение 24 часов при температуре 40°С составило 805$, для плит Е2 - 70%, для плит ЕЗ - 60Я. При повышении температуры обработки до 80°С образцы плит Е1 разруии-' лись' через 2 часа, Е2 - 6 часов; ЕЗ - 12 часов. При температур-но-влалноетных воздействиях наблвдается положительное влияние свободного формальдегида на физико-механические свойства ДСтП. .

Установлено, что изменение содержания формальдегида после темпера турно-влалностнэдс- воздействий на ДСтП имеет циклический характер,-при общей' тенденции к снижению. Так, через 0,5 часа • обработки при 20°С в плитах Е1, Е2 и ЕЗ .содержание ■ формальдегида снижается соответственно на 40; 2 и 5?в. После 2-х часов обработ-• ки формальдегид накапливается по экстремальной зависимости. Для' • ' всех типов плит содержание фбрмальдегеда возрастает на 10-1456, после чего монотонно снижается. Повышение.температуры ускоряет снижение содержание формальдегида, хотя цикличный характер в .'

4 ■ - 10 -

первые часы температурно-влажностной обработки сохраняется. ЗУго подтвервдазт гипотезу о наделении формальдегида при старении ДОтП: на первом этапе. под действием температуры и влаги из плит ' "удаляется свободный формальдегид и разрушаются наиболее слабые связи в. плите, что приводит к сщшению его содержания; на второй стадии разрушаются адгезионные связи, начинается гадролиз,связующего, что увеличивает содержание формальдегида, который затем удаляется. Поэтому наряду со снижением физико-механических свойств, снижается уровень эмиссии формальдегида.

- Установлена корреляционная связь между набуханием по толщине и содержанием формальдегида в плите. Получены уравнения регрессии, описыващие изменение набухания /X/ и эмиссии формальдегида /У/:

Увд = 4,6 - 0,01х)щ ■ для плит Е1

УЕ2 » 15,4 - 0,178х^2 для плиг Е2

УЕЗ = 31,65 - "0,427x^3 для плит ЕЗ Р еализация уравнений регрессии определяет прямые регрессии, приведенные на Рис.1. Изменение физико-механических.свойств более, существенно снижает содержание формальдегида для плит класса ЕЗ и менее для,плит класса Е1. Такая зависимость указывает на необходимость сохранять свободный формальдегид в плите'и ограничить доступ влаги внутрь;

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА посвящена разработке комплексной технологии защитной обработки ДСтП. Для сохранения свободного формальдегида в ДСтП' и ограничения доступа влаги необходимо наносить водонепро-нзцаемое покрытие и производить специальную'обработку. В качестве основы- водонепронецаемого покрытия взят, бутадиенстирол^ный латекс- СКС-65ГП, Для усиления противоэмиссионного действия в состав защитной композиции введены вещества, реагирующие с формальдегидом: мочевина, .тиомочевина,двухроиовокислый .аммоний. Для оп-

Рис.1 Линейная регрессия содержания формальдегида и набухания для древесностружечных плит класса гоксич- -ности: I - плиты- Ж; 2 - плиты Е2; 3 - плиты ЕЗ ределения степени влияния каждого из компонентов на защитные и технологические свойства покрытия применен'метод полного фактор? ного эксперимента - метод латинского квадрата;- Оптимизация состава защитней композиции проводилась по двум функциям отклика : Fj - количество формальдегида выделяемое ДЗтП через защитное покрытие, мг/м^; Fg - вязкость композиции, мПа*с. Построены модели вкладов всех факторов на уровнях варьирования для двух функций отклика и получен оптимальный состав защитной композиции /А.с Fl620462/. Выделение формальдегида из плит снижается в 8-10 раз при расходе 150-200Г/М2 и составляет 0,03-0,05мг/м3, водопогло-щение и' разбухание плит с лохригиём снижается в 2-3 раза;'

Установлено, что защитный эффект зависит от расхода латекг сного покрытия и технологии нанесения., Предложено покрытие нано-

- 1-2 -

сить методом окунания на предварительно разогретую плиту. Метод основан на явлении вакуумного всасывания жидкости при охлаждении воздуха в порах ДСтП. Для нахождения оптимальных параметров нанесения защитного покрытия применен метод полного факторного эксперимента типа N = 2К = 2^ = 8, где N - количество опытов, к - количество переменных факторов. В качестве переменных факторов приняты:

Xj- - температура нагрева ДМ1, °С ■ Kg г время разогрева, мин - Хд - время-нахождения ДСтП в защитном составе, т.е. время окунания, мин; В качестве выходных параметров определяли степень поглощения защитного состава- ДСтП /У^/, разбухание ДСтП /У^Л водопоглощение /Уд/. Обработка данных проводилась на персональной ЭВМ ТЕМ PC/XT, получены' уравнения регрессии:

yj = 10,7 + ЗДХ-j + 1,62302 + 3,IXg + 2,7XI3 + 0,65>£3

У2 = З3»2 -.2f46Xj - 3,30£ - 2,99Хд - 4,94ХГЗ •. У3 = 8,0 - 0,72Х: - 0,82% - 0,67Xg - I,I7XI3

На основании "анализа уравнений регрессии определены опти-мальше параметры нанесения защитного покрытия: температура разогрева ДСтП - 170-190°С, время разогрева - 3-4мин.> время окунания - 4-5 мин., время сушки покрытия - Х5-20мин. Обработка плит по предложенной технологии позволяет полностью исключить ввдёле-ние формальдегида из плит и повысить их физико-механические свойства /Табл.1/?

' /Бцц .ДОгП Водопоглощение, Разбухание, Выделение Фор-

% % мальдегида.мг/м

IP I 2 '. < 3 ' 4

ДСтП без покрытия 42,6 : '7,4 0,920

" I___2___3_4 •

ртП с покрытием из чис-

'ого латекса СКС-65ГП 9,78 3,7 0,657

РтП после защитной об-

аботки • 11,8 3,5 не обнаруж;'

Защитное покрытие надежно сохраняет свободный формальдегид

1 ДСтПи предотвращает доступ влаги, однако оно не ослабляет по-

енщгал источника. выделения; Дм этого необходима специальная

;ополнотельная обработка ДРтП." Предложено обработку проводить в

лектростатическсм поле /A.c.?!? 1666307/. Технология предусматри-

ает обработку стружечного ковра перед прессованием и готовой

литы сразу после прессования.' Рекомендуемый режим обработки плит

1 электростатическом поле: обработка стружечного ковра - нйлря-

:енность поля - кЯ-ЗхЮ5 В/щ. время обработки - 180-300сек}

'бработка готовой плиты - напряженность поля - кА-ЗхЮ5 В/ц.

¡решг обработки - ЗО-бОсен;' Обработка в электростатическом поле

юзволяет снизить эмиссию формальдегида и повысить физико-меха-

юческие свойства / Табл;2/.

-_ - _Таблица 2

'ежим обработки плит Содержание- Предел прочности Предел прочно--

1апряжен- Время формальдегида* при изгибе, сти на растяже -

гость поля, обработки, гщ/ЮО 'МПа ние перпевд.

В/м ■ мин __пласта.. № -

13,0 12,5 . 0,3

Ю2 1,5 ■ ' 13*1. 12*8 0,29

Ю3 . 1,5 12,5 . 13,6 ; 0,32

Ю4 '1,5 10,2 ' - 14,3 0,32

I(Р 1.5_5.6 . ■ М-- ' ' 0.44

• : ■—

ЗЛпект обусловлен поляризацией мзтилольных групп. Это повышает их реакционную способность, что способствует усилении адгезионных связей и повышению физико-механических свойств Д Разработана комплексная система мер позволяющая повысить чество ДСтП до требований, предьявляемых к материалам для жи; ног о д'еревянного домостроения.

ПЯТАЯ ГЛАВА содержит результаты ускоренных и длительных температурно-влажное тных испытаний ДСтП с защитной обработка -Комплексная защитная обработка ДСтП позволяет значительно по; сить их водостойкость. После 14 суток выдеряивания в воде ir 20°Ç разбухание у таких плит в 4 раза ниже, чем у плит без & работки /24,1%/ и в 2,5 раза ниже, чем у плит на фенольной с; ле 055Ж-3066 /15, W-и составляет 6,2%.

Длительные испытания.в условиях моделирующих натурные, тверциЯи более высокую стойкость ДСтП с защитной обработкой; Экспонирование ДСтП при относительной, влажности воздуха 60 • 1003 в течение 2-х лет показало, что прочностные характерист ки более интенсивно снижаются-^ у плит без защитной.обработки Прочность при срезе в плоскости плиты составила, соответствен . 75 и 1696 от первоначального значения, что указывает на наруц пне адгезионных связей в плите. Прочность при срезе плит с с щитной обработкой через I год экспонирования при £й»-яой влг ности.воздуха увеличилась на 12-14%, при IOCK-ной влатаости воздуха существенных изменений не наблкщается. Ото подтвержд ёт предположение о структурирующем и пластифицирующем дейстз . свободного формальдегида на структуру ДСтП, т.к. в течение : . лет экспонирования защитное покрытие надежно сохраняло форм; .дегид знутри гли,ты. Натурные испытания подтвердили данные д; тельных испытаний. Образцы ДСтП без обработки, эксплуатируе] тутси отапливаемого помещения, снизили прочность при срезе

5-8%, в то время как у образцов с защитной обработкой наблюдается повышение прочности на 9-11%.

Проницаемость защитного покрытия зависит от толщины плёнки и токсичности подложно. Для обеспечения вццеления формальде-гада ниже ЦЦК /0,01 мг/м'/ из ДЗтП класса токсичности ЕЗ необходимо создать защитную пленку толщиной 300-600 мкм, для плит Е2 - 200-500 мкм, для плит Е1 - 150-300 мки. Наблюдается понижение защитного действия покрытия по отношению к воде из-за наличия водорастворимых компонентов в составе композиции, что устраняется нанесением 2-4 слоев покрытия.

Структурные изменения ДСтП с защитной обработкой после длительных и ускоренных температурно-влажностных воздействий оценивали методами химического, ренггенострухтурного и ,Ж-спек-троскопии. Установлено', что содержание метиленовнх групп в ДСтП с покрытием через 2 года эксплуатации вине, чем у аналогичных плит без покрытия и составляет 7,59% против 7,СВо, Это подтвер-эдает предположение о структурирующем действии свободного формальдегида. Тепловлажностная обработка в воде при 40°С в течение 24 часов показывает, что плиты с защитной обработкой.меньше подвержены гидролизу. Содержание метилоновых групп,у плит класса Е1 и Е2 снизилось соответственно с 4,44 до 3,9% и с 7,01 до 4,59?6, в то время кал у плит с .защитной обработкой содержание, иегиленовых групп снизилось не значительно /с7,59 до 6,99%/,

Структурирующее действие свободного формальдегида подтверждается данными ИК-спентроскопии. Увеличение интенсивности полосы пропускания в области/1450-1445 см"*, обусловленной деформационными колебаниями ^етилецовых груш -С&> и полос ■ пропускания. • в области 2940-2820 см"^, обусловленные валентными колебаниями метиленовых групп в спектре плит с защитной обработкой', по срав- '. нению, со спектра!,от плит без обработки свидетельствует об образо-

ваши в структуре плиты более плотной сетки поперечных связей.

Прогнозная оценка долговечности ДСтН с защитной обработ-проводшвсь по кинетике роста остаточных деформаций; Долговечность повышается в 1,5 раза по сравнению с контрольны',и плитам - "Еаким образом, подтверждается гипотеза о положительном вл! янии свободного йормальдегвда на структуру ДСтП, на- их стойкостз и долговечность;'

В ШЕСТОЙ, ГЛАВЕ приведены результаты производственных: испытаний-ДЗтП с комплексной защитной обработкой в конструкциях малоэтажных панельных домов.

Проверка разработанной технологии в объединениях "Алтайаг] промкилстрой" и "Пензаагропромжилстрой" подтвердила результаты лабораторных исследований и показала, что Физико-механические ] санитарно-гигиенические свойства плит отвечают требованиям, установленным для конструкций малоэтажного деревянного домострое-

'ния. Защитное покрытие наносили на наружные и внутренние части

?

панелей их ДСтП .с расходом 200-300 Г/м. Защитным составом обр батавались.все панели дома и чердачные блоки. Натурные обследо вания домов показали, что концентрация-формальдегида в жилых'п мецениях дома составила 0,01-0,03 мг/м^. Это в 10 раз ниже, че в контрольных домах без защитного покрытия. По результатам исследований -и промышленного освоения новой технологии разработа "Технологический регламент на защитную обработку древесноструж кых плит против ввделения формальдегида". Проект тёхнологическ линии-защитной обработки ДСтП принят к-внедрению на.обьедйнени "Алгайагропроыжилстрой".

Разработана и опробована на ДОКе "Вентспилс кокс" /Латвг сдаяресп./ технологическая линия "Ливдор" по обработке-ДСтП электростатическом поле' /положительное решение на ввдачу патев та Р 4872285Д5/; Использование этой технологии позволяет полз

- 17 i ■

чить ДЗтП с высокими физико-механическими показателями и низ- -кой токсичностью /снижение класса токсичности плит Е2 до ЕГ/, что подтверждает данные лабораторных исследование;' Разработаны' "Рекомендации по обработке ДЗтП в электростатическом поле"?

ГодовоД экономический эффект от повышения долговечности конструкций панелей домов из ДСтП с занятным покрытием составил 300 тыс.рублей в год в ценах 1986 года; Кроме того; лаборатор^ ныа исследования конструкций панелей с покрытием и натурные обследования домовi проведенные' Республиканской СЗС показали, что уровень внделения формальдегида из плит и в жилых помещениях нижо предельно допустимой концентрации; Это позволит расширить область применения ДРтП ш карбамидном связующем в деревянном домостроении;1

основные вывода

3;; Одной иэ причин ухудшения физико-механических свойств древесностружечных плит при эксплуатации в строительных изделиях и конструкциях является ввделение свободного формальдегида;' Известны способы ограничения эмиссии формальдегида^ ориентированные в первую очередь на сшпкение токсичности плит, которые отрицательно' влияют на физико-механические свойства материала;1 .

2;' Наделение формальдегида.' способствует более интенсивному разбуханию плит при переменных темпзратурно-влажностных воздействиях? при этом структура плит наругается. Установлена корре^ ляционная связь мезду разбуханием по толщине и содержанием формальдегида. Для. сохранения прочности и структуры необходим сочетать химические' способы подавления формальдегида с изолированием плит от внешней среды влагостоЯкши покрытиями.

3. Предложено противоэшссионное покрытие на основе бута-диенстирольного латекса , повышающее на 15-2036 прочность плит, подверженных переменный тешературно-влаюгосгным воздействиям. Противоомиссионный эф:5ект обусловлен включением в состав покрытия акцепторов формальдегида /А.с; ЕГ620462/, При!расходе покрытая 150-200 г/м2 ввделение формальдегида уменьшается в 10-12 раг до концентрации в воздухе 0,03 мг/м3.'

4. Разработана технология нанесения латексного покрытия методом окунания в кедкий состав предварительно разогретой до 170-190°С плиты. Выявлен и исследован эффект вакуумного'всасывания жидкого состава в поры древесностружечных плит, который значите: но усиливает изолирующее свойство покрытия;. Обработка плит по • предложенной технологии'способна полностью исключить вццеление формальдегида. .

5. Сохранение формальдегида в материале плиты оказывает структурирующее и пластифицирующее влияние на карбамидоформаль-дегедное связующее. Прочность плит с залетным покрытием после 1,5 лет натурных испытаний возросла в 1,2-1,5 раза, а плит без покрытия^--снизилась. Эффект упрочнения объясняется увеличением содержания метиленовых групп в связующем, что установлено методом химического и рентгеноструктурного анализа, а также результ,-тами Щ-спекгросгкопии;

6. Ввделение формальдегида йз плит 'снижается в 2-3 раза при обработке стружечного ковра, а затем готовой плиты, вышед-

• шей из-под пресса, в электростатическом поле напряженностью Е= 1000-3000 В/см; Этот способ /A.c. №1666307/ рекомендуется как дополнительный при прогивоэмиссионой обработке плит; Эффект обусловлен поляризацией концевых мегилольных групп карбамидофор иальдегидного связующего и ускоренной десорбцией свободного фо] мальдегида.

7. Прочность при изгибе древесностружечных пллт с латекс— ньм покрытием, обработанных в электростатическом поле, на 20- . 25% выше, водопоглощение в 2-3 раза, а разбухание в 5-7 раз ниже, чем у аналогичных плит ^химическими способами подавления формальдегида. Структура плит более стабильна при переменных, тем-пературно-влажностных воздействиях, что подтверждается стандартными методами испытания на стойкость и физико-химическим анализом. Прогнозируемая долговечность древесностружечных плит с Комплексной обработкой на 5056 выше,' чем у- мало токсичных плит промышленного изготовления. '

8,1 Проверка разработанной технологии в объединениях- "Алтай-агропромжилстрой", "Пензаагропрошкилстрой", "Вентспилс кокс" подтвердила результаты лабораторных исследований и показала, rao физико-механические и санитарно-гигиенические свойства плит отвечают требованиям, установленным для конструкций малоэтажного деревянного домостроения. По результатам исследований и промышленного освоения новой технологии разработаны "Технологический регламент на за-цитную обработку дервесностружечных плит против выделения формальдегида" и "Рекомендации по обработке древесно-¡тружечных плит в электростатическом поле".

9;' Годовой экономический эффект от применения предложенной разработки в деревянном домостроении составил-300 тыс. рублей ) ценах 1986 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЙ ДОСЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В РАБОТАХ;

I. Мартынов К.Я., Дорноступ С.Б., Сперанская A.A. Снижение » ■ . *

¡вделения свободного формальдегида из стружечноопилочных плит: 3 научно-технич.рефераг;сб.// Механическая .обработка древесины.-I.: ВНИПШИяеспром, 1988,. вып.5. - С.8.

- 20 - .

2,- Хрулев В.М;', Дорноступ С.Е.-, Мартынов К.Я, ,СперанскгяА.7 Снижение' токсичности древесностружечных плит,- Новосибирск.1988. Л&форм.листок ОНТД/МЗЦНТИ; № 88-5/."

. 3,- Хрулев В.М.*Г Дорноступ С;Б„, Мартынов К.Я.-,СперанскаяА.^ Леыещенко И.Г;' Древесностружечные плиты для.деревянного домострс ения и улучшение их санитарно-гигиенических свойств: 0бзор;ин$.'

1 //Механическая обработка древесины;- М;: ВНИПИШлеспром, 198^ вып;8; - 52с;1

, 4,пХрулев В;М., Дорнос?уп С.Б.', Мартынов К;Я;, ТЬрин В.С. Повышение качества деревянных панельных домов из древесностружечных плит// Деревообрабатывающая промышленность, Г989;-?Р9;'~ С,13-15; '

5;'. Хрулев В.М;, Мартынов К;Я;, Дорноступ С;Б; Совершенство-ваша технологии стружечноопилочных плит// Тезисы докл.к зон'аль, семинару, Пенза, июнь 1989;- - С,63-64;

. 6; Хрулев В;М;", Мартынов К;Я., Дорноступ С;Б; Малотоксиц-ные стружечноопклочше плиты// Тезисы докл;конф;"молодых ученых^ Москва^ 1989. - СЛ45-146; ,

7;!. Хрулев В;М., Дорноступ С;Б; Применение древесностружечных плит, защищенных от выделения формальдегида, в деревянном . домостроении// Тезисы доклДОИ научно-техн .конф., Киев, 1989.-СД68.

8. Хрулев В.М., Цукеркавдель А;П., Дорноступ С;Б;: Стружеч-ноопилочные плита для передвижных домов// Тезисы докл;Всесоюзн.' конф., Архангельск, сентябрь 1989;' - С.Т24-125;

,9. Хрулев Дорноступ С;Б.", Ковдрапев С.Щ Древесно- ■

стружечные .плитц с улучшенными свойствами для по'лов малоэтажных •зданий// Тезисы донл.Всесоюзн;совещ., Москва, 1989; -'С,68.

10, Хрулев В.М., Дорноступ С.Б,, Мартынов К.Я;; Хвшшов А.Х

Ipe в е с но струквиные плита в малоэтажном домостроении// Тезисы ?окл.кон$., Новосибирск, апрель 1990; - С.173-174; ■ .

11.' Хрулев В.М.; Мартынов К.Я;"', Дорноступ С.Б; Повышение •ачесгва древесных материалов для малоэтажного домостроения// 1зв.ВУЗов.Стр-во и архитектура.- 1990.'-И0; - С.'64-67;

12,- Дорноступ С,Б.', Мартынов К.Я; Комплексная обработка (ревесностружетаых плит для ограничения эмиссии формальдегида// Тезисы докл.ХУШ научноттехн.конф., Киев, I99I.1 - С.125;'

•13. Дорноступ С;Б;, Хрулев В;М.' Свойства древесностружечное плит, обработанных для защиты от вцделения формальдегида// ■озисы научно-гехн;конф., Киев, 1991; - С.129.

14; Хрулев В.М., Линник С;И., Дорноступ С;Б.', Мартынов К;Я? 1дияние электростатического поля на снижение эмиссии борлальде-'ида из древесностружечных плит// Изв.ВУЗов.Стр-во и архитек-■ура;-1991;-'"9;; - С.'66-69;'

15,- Дорноступ С.Б., Мартынов К.Я. Комплексная обработка-древесностружечных плит для ограничения эмиссии формальдегида: ! информ.'сб;// Деревообработка;"- М;: ВНИГОШлеспром, 1991; Ш;6; - С;14-15."

' 16. Мартынов К;Я;!,- Дорноступ C.B.1, Хашимов А;:Х.1:, Гройао-ia С; H;-'Технология-защитной обработки древесностружечных плит [ротив вцделения формальдегида// Тезисы догаЛаучно-технгтсонф;'} [овосибирск, апрель 1991; - C,3S;

17,; А;~с,№1620462 Способ приготовления композиции для влагой 1ащитнсго покрытия древесностружечных плитЛЗ.М.'Хрулев, К.Я.Уар-ннов, С.Б;Дорноступ, Д."Д.Кузнецов /СССР/. -Г46М888Д5; Заявл;г :0;11;88; 0публ.'15.01.91, Е:сл.'"2;'

18.' А.с.N51666307 Способ производства древесностружечных шит/С;И.Линник, В.М.'Хрулев, ■ С;Б. Дорноступ /CCCP/.-W700287A5;