автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка латекснодисперсионного клея и режима склеивания декоративного бумажно-слоистого пластика с деревянными материалами

Угаа1нський. дрржавний л1сотехн!чний ун1верситет

РГ6 От

г • На правах рукопису

КИИВЕЦЬКИЙ Богдан Яросда!

РОЗРОБКА ЛАТЕКСН0ДИСПЕРС1ЙН0Г0 КЛЕЮ ТА РЕНЮИ8 СЮЕЮВАННЯ ДЕКОРАТИВНОГО ПАПЕРОВО-ИАРУВАТОГО ПЛАСТИКА 3 ДЕРЕВИННИМИ МАТЕР1АЛА131

Спе.'иальн^сть 05.03.01 - процеси мехашчно] обробки,

верстати та 1 отрументи

! АВТОРЕФЕРАТ

5 дисертацп на здобуття наукового ступени

J

| кандидата т«хн}чних наук

1

Льв1в - 1996

- г -

Дисертац1ею е рукопис

Робота виконана на кафедр! технолог!3- вироб!в в деревини Укргансъкого державного л1сотехн1чного ун!верситету

Науковий кер!вник

кандидат техн1чних наук, доцент Заяць 1ван Михаилович

Науковий консультант - кандидат х!ы1чних наук,

доцент Гупало Олег Петрович

0ф1ц1йн1 опоненти: - доктор техн!чних наук,

професор Ханик Ярослав Миколайович

- кандидат техн!чних наук, старший науковий сп!вроб1тник Смольян1нов Юр1й Георг1йович

Провадна орган1эац!я - кафедра ф!зично1 а коло'^дно'1 х!иГ)

Льв1вського державного ун!вер-ситету 1вана Франка

Захват в1дбУ/1еться 17 вересня 1996 ¿>. о 14. 30 год. на вас1данн1 спец^ал1'вовано1 вчено! ради Д 04.03.01 в Укршнському державному л1сотехн!чному ун1верситет1 ва адресою: 29005?, м. Льв1в, вул. Пушк1на, 103, вал эас!дань.

3 дисертац1ао можна оанайомитися у б!бл1отец1 У кра') нсъкого державного л!сотехн!чного ун1верситету ( м. Льв1в, вул. Пушк1на, 101).

Автореферат роз!сланий

.1996 р.

Вчений секретар спец!ал1зован'1 вчено1~радя

Б.Б.

- 3 -

ЗЛГЛЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОЕОТН

АКТУАДДКГГЬ ТЕШ. Onepaui'i склеювання займають одне з ч1льних м!сць в технолог1чному пронесi виготовлення вироб!в з деревини. Кле! i технологiя склеювання íctotho впливаюгь на весь технолог1чний процес i, в йнцевому результат!, на техно-лог!чн1 та екснлуатацгйнг показники готових вироб!в.

Для облицювання вироб1в, hkí експлуатуються в умовах з п!двищеяо» волог1стю, коливанням тгмператури та íh. (кухони! мебл1, торгове, медичне обладнання тощо), використовуютъ декоративной паперово-шзруватий пластик (ДПШП), Тому довготривала Д1я вологи на детал1 вироб1в, що облицьован! пластиком з використанням неводост!йкого клею, приводить до зииження' míuhoctí склеювалня 1, часто, до гйдшарування склеених елемент1в.

У деревсобробн1й промисловост! для облицювання пластиком деревинних MaTepianiB icnye широкий виОар кле'1в на ochobí форыаяъдегiдиих смол, як! при склеюванн1 дають досить м!цие та •водостоке клейове з'еднання. Разом з tüm, taki з'еднання магать жорсткий клейогжй шов, у якому виникають значн! внутр1пш1 напруження. пнасл1док чого проходить жодоблення склесних елемент1в, особливо несиметричних шстругадй. Нр1м того, так! кле']' е токсичними.

Як св1дчить bíтчизняний . i закордонний досв1д, перспектиьниыи для склеивания декоративного паперово-шарувато-го'пластига ъ деревинними матер i а-, ли е дисперс!йн1 кле1. Однак, нрдостатнл) 1х р!ьновид, низька волого- i водост!йк1сть клейовсго з'еднання е причиною íx обмеженого використання. Кр1м того, питйння х1м1чних i структурних перетворень в такому тип i клейоьих компоэиЩй мало вивчен1.

В!"пшення ьказаних литань 1 розробка обгрунтоь лих ирактичних рекомендаций стосовно використання диспер.лйних кяеТе для склеивания ДПШП з деревинними материалами дозволять отримаги ы1цнр клейове з'еднання з п!деии; ною волого- 1

еодост1йк1ст». а також э еластичним i нетоксичяим клейовим

i . ■ швом. ¡

№ГА РОШТМ. Розробка латекснодисперс1йного клею в 1|1дш:;генох1 волого- Í Еодост1йк1Стта кленового з'еднання, яитгле^ня г.атоналышх парзметр1в режиму склеювання та розроск. i наукоьо обгрунгованих практичних рекомендаций щодо

викоркстання цього клею для склеювання ДПШП 8 деревинниыи матер! алши.

НАУКОВА НОВИЗНА. На основ1 анал1ву теоретичних полодень про реакц!йну вдатМсть, когев1ю та адгев!ю високомолекулярних сполу к, 1х г!дрофобн!сть та г1дроф!льн1сть, процес!в ват-вердАння дисперс!йних систем п1дЮраио основн! компонент» клейово! композиц11, яка при эатверд!ня1 здатна утворювати водост!йке клейове з'еднання э в ад а}! ими ф1эико-механ!чними властивостями.

Завдяки математичному плануванню «перимент!в отримано залежност!, як1 визначають оптималъний склад клейово! компови-ц11 1 рац!ональн1 значения основних параыетр1в режиму склеювання.

Доц1льн1сть виготовлення нового латекснодислерсШого клею, розробленого • на основ! теоретичних полсжень та експериментальних досл!дженнь, п1дтвердлен1 патентом на винах1д (М 93007089).

ИЕТОДИ ДОШДаЕНЬ. Досл1Д?. эння проводились 8 використан- . ням класичних 1 математичних метод!в планування експеримёнт!в, регре~!йного анал!зу 1 оптим1вацП. Для вивначення оптимального складу клейово] композищ'] вастосовано клаиичний метод планування експеримент!в. Вивчення впливу основних параметр1в режиму склеювання на показники м1цност1 проведено а використан-ням В-плану другого порядку. Досл1дження проводились на основ! д1ючих *ст;шдартП"

ПРАКТИЧНА Ц1НН1(П> РОВОТН. Створено клейову композит», яка за своши покаэниками эабезпечуе високу . М1ЦН1Сть склеивания декоративног паперово-шаруватого пластика з деревиннога основою, а такта; деревини ! деревинних матер1ал!в маж собою. Клейове в'еднаннг. чае п!двидену волого- 1 теплост!йк1сть, а клейовий шов - п!двищеиу еластичн!сть, що сприяе эмениенню внутр1пш!х напруиень в кленовому шв! та можливостей жолоблення ; склеених елемент!в.

ДОСПШРШСТЪ Р£ЗУЯ>ТАТ1В ЦШШДЯЕНЬ I ПРАКТИЧНЫХ РЕКОЮДАЩЙ. Ревультати теоретичних положень по досл!дженню та п!дбору компонент!в ! чзначенню 1х оптимального вкладу п!дтверджен1 експериментальними . досл!джен.,лми, як! неодноравово перев1рялись в лабораторних ! виробничих умовах, 1 довели Зх достов!рн1сть. Випробування.досл!дно-промислово)

о • . . .

napTi'i клею у виробничих умовах також тдтвердили результати експериментальних досл!джень.

Досл1дження проводились в рамках госпдогов1рно! (ГД 22-26-93) та держбюджетноТ (ДБ 22-16-95) тематик.

РЕАЛ13АЦ1Я РЕЗУЛЬТАТА РОВОТН. Результати досл1джень апробован! та впроваджен! у виробництво. Економ1чний ефект в1д використання клею ДЦК-3 та В1Д реал1зацП ровроблених практичних рекомендаций для AT "Електрон" с клад as 107 млн. крб. &а тонну (в ц!нах 1995 р).

0CH0BHI ПОЛОЖЕНИЯ, ЯК1 БИВОСЯТЬСЯ НА ЗАХИСТ:

- виб!р основи i складових компонентов клейово! комлозицП та íx обгрунтування;

, - визначення оптимального складу клейово1 композиц!) та досд1дження П ф1эико-механ1чних властивостей;

- досл1дження оснопних параметр1в режиму склеивания i визначення ix рацдональних меж;

- досл1дно-промислове випробування клейово! композицП та визначення техн1ко-економ1чних показник1в.

АЛРОВАЩЯ РОБОТН. OchobhI положения та результати роботи допои iдались на науково-техн1чних конференциях: XII симпоз1ум1 по гчжористлжш icjie'í ь в деревообробн1й npot. :словост! /Словач-чина, м.Зволен, 6-6. 09. 1995 р./; науково-техн1чних конференция УкрЛЛТУ /1993-1995 p.p./; кафедральних сем!нарах.

Допов1дь по виконан1й робот1 обговорена та схвалена на роэшир1*!!г-,1у зас1данн1 кафсдри технолог!í вироб1в з деревини.

ПУ&Л1КАЦ1К. За материалами дисертацН опублiковано 5 роб!т i отримано патент на розроблену клейову композиц1ю ЛЛК-3.

СТРУКТУРА ТА ОБ'СЫ РОБОТИ. Дисертац1йна робота складаеть-ся Í3 '-стуку. л "яти розд1л1в. загальних dhchobkíb та ре) ленда« i it. списку ьикористано'1 л1тератури, який включат 10с" найме-HyiisiHb. i 4 додаткт, всього 163 стор1нки. Основний матер!ал ииклл.и'ний на 134 стор!нках мааимог юного тексту,

i.íxx-T¡cb;tiioro 19 таОллпями 1 23 рисунками.

i

- 6 -

осковний зшст ровота

у £ступп1й частой! визначен! актуалън!сть теми, мета, новизна та практична ц1нн!сть роботи, методи. доаШджень то ix обгрунтування, основн! положения та реэудьтати, як1 иикосяться на захист.

У первому роздШ наведений огляд л!тератури, цо м1ститъ опис основних конструкц1йних, облицявалъних штер1ал!в 1 кде1в, HKi використовуються для' виготоздення мебл1в. Проанал!еовано показники клейових в'~днань та , реями, склеивания ДПШЛ з деревинними матер!алами, а такой ыоделглий опис процесу затвердДшш дисперс!ннИх систем.

Вимоги, що ставляться до кде!в, ю:1 вшсористовуються для склеивания ДПШП а деревинними «атер1адши - дсстатия м!цн1сть i водост1йк!стъ кленового в'еднання, В1дгюа1диа фсршст!йк!сть склеених елемент!в, обмежена TOicciwuicTb i т.д.. В . Укра1н! для склеювшшя ДПШП в деревшшими матер! алаыи використовуать карб2м1доформальдег!дн! кле!' . (КФД), под!в!и1лацетати1• дисперсП (ПВАД) i сушцен! клейов! кошгооицП. на ослов1 карбам1доформальдег!дних кле'!в i IBAS. Одн! з них при ^ллеюванн! даоть крихке гаойове з'еднайня i е токсичнкми^ (наприклад, КФЯ - кле]). друг! - ' маотъ ниэьку волого- i водоспйкнль кленового шва - наприклад, ПВАД.

За кордоном е б!лъп широкий виб!р клеЗв для склеивания пластика i дерсьиннши матер1алами ."Експрес", "Теыпо", "!.je6iT" тощо) . ПД :ипй дисперс!йних kjioib ма»ть певн1 переваги перед КФЖ - клеями i ПВАД, а саме: досить високу MiuHicTb, водост! .?1сть i теплост!йк!сть кленового в'еднання, дають еластичний клейовий шов, ыалотоксичн! тощр.

Анал1тичний огляд як в!тчизняних, так 1 закордонних лХтерагурних джерел показав, шр найб1льш перспективнимИ клеями для склеюванья декоративного паперово-шаруватого пластика а"" деревинними матер!алами е дисперс!йн! клеЧ.

Проблемою роБробки нових дисперс!йних кле"1в для склеювання.. ДПШП в деревинними матер! алачи займались в УкрВД1МрД (Ки'1в), ВО "Москомплектмебель" (Москва)", Техн!чному !нститут! м. Зволен (Словаччина) та !н..

У ыеблевих п!дприемствах Укра'1ни е потреба в нових даснерс!йних клеях, як! могли б використовуватись ,длл

склеювання ДПШП з деревиннкми мате-pi алами. Отг.э, розробка ново'1 клейово! комлозицП на дисперс1йн1й ochobI i визначення ращональних параметрiв режиму склеювання ДПШ з деревинними матер!алами е актуальними.

У Biдпов1дност1 з визначенога метою, в дан!й робот! задачами досл1дження були:

- bi;6Ip оснсви i складових компонент1в кленовой композит'] та IX сбгрунтування;

- визначення оптимальною складу клейово! композшЦЗ;

- визначення раШональнышх . параметр!в реяиму склеивания;

- проведения досл!дно-промислового випробування клейово! композтШ.

У другому рпзд!л1 обгрунтовано Bi;6ip складових (компонент! в клейово! композит! Ч, вплив природи латекснодисперсЬших кле!в на властивост1 кленового з'едналня 1 налрямкн мохливо'1 модиф1кацп клейових кочпозиц1й, що шстять пол1в1н!ловий спирт. Вивчено когез1йн1 1 адгез1йн1 uJiacriiBocTi иоли'.ерш'л матер1ал1в, як! викорисгал! при створенн! клейово! комнозицП. Наведено обгрунтован! х1ы1чн! перетворення, що в1дбува<оться при взаемодП пол1в!н1лового спирту, карбашду i ypoTponiiiy, як! забезпечують в!дпов!дну MiUHiCTb i водостiйк1сть кленового з'еднання. '

Показано, цо в1тчизняною меблевою промислов1стю для склеювання використовуються клеЧ, в основному

карбам1до^ормальдег1дн1 - типу КФК, вододисперс!йн1 - типу ПВАЛ, а таксж латекснодисперс!йн! типу ДЦХ-1. Перший та другий з них широко застосовуються для склеювання деревини 1 дерегинних матер1ал1в Mix собою, а трет!й - для склеювання псшьШлхлоридних шпеок (ПВХ) з деревинними матер!алами.

1. зб1льшенням часу витримки показники м1цност1 склевних дкми клеями березових вз!рц1в Mix собою зг1дно вимог ГОСТ 15857-63 лоступоьо ?б1лмиуються (рис. 1). До 36 год. технологично! нитримки мнцпсть зростае, а дал! - залишаеться практично без змiн, MiuHicTb склеювання nicum вимочування (таблП) най51льше зменпуеться при використанн1 ПВА диспер>ЛЧ i илйменше - глею K'Mf.

'Цспщернiuи Д£ХУ11Дженнями всталовлено, шо латекснодиспер-•-■.i ймнй клей дик-1 га основними ф!зико-мехал1чними

12 |

г»

ю | 6

и

£ з

с

•»н

О 12 24 36 48 60 72 Год.

1;2;3 - 1)1дпов1д}Ю клейов1 композицП К№, ПВАД, ЛДК-1

РИС.1.

Таблица 1

Зм1на М1цпост1 скда;овацчя л!сля вшочувашзя

н п/п Клейова К0МП03ИЦ1Я Шцн1сть склеивания, кН /и ■

До вимочування Шсля вимочування

1. К® 8.0 7,8

2. ПВЛ 9.6 Э.1

3. ЛДК-1 9.7 4.0

вл^стнвостями Б близкий до ПВА дисперсЬ']: дае дссить м1цне,-клейове з'еднання э еластичним клейовим швом, не токсичний. Однак, водост1йк1ст' його - невисока. . Кр1м того, на в1дм1ну в!д пол1вШлацетатних дисперс!й - дей клей в своему склад1 мае реакц1йноздатний компонент - пол1в1н!ловий спирт (ПВС), який моле всхупати в х!м1чну взаемод1ю з 1ншими речовинами.

. В1домр ряд роб1т, присвячених х!м1чн1й модиф1кац11 клеТв, як1 в своему склад! маоть ПВО, що приводить до п1двищення м!цност1 1 водост1йкост1 клейового з'еднаяня. Для цього, лерезажно, використовували ре^щЛ, як1 сприяють появ! Пдрофобних труп у ЛВС (ацетилгавання, д!я арилсульфокислот), або заиванню макромолекул ЛВС (д1я апьдегшв, д альде! 1д1в, нёнаьичених альдег1д1в, карбам1доформальдег1дних смол тощо).

Враховуючи л!тературн1 дан! (будову ■ та х!м1чну

- 8 - * Шцн1сть склеивания до вииочування

3

—Г

характеристику пол1в!н1лового спирту), встановлено, шр модиф1каторами ПВО може бути карбам!д i уротроп1н. Розглянуто можлив! напрямки х1м!чно'1 взаемодП ПБС з карбам1дом i формальдег1дом, який утворюеться при г!дрол1з1 уротроШну.

Встановлено, що взаемод!я. карбам1ду з ПВО може приводити до утворення б!чних уретанових або алк1лкарбам!дних груп, як! забевпечують б1льш MiUHi м1жмолекулярн1 зв'язки. Взаемод!я ЛВС s формальдегидом може вести як до утворекня метилольних або метилкарбам1дних груп. так i до зиивання макромолекул ПВС.

Пояпа нових функщональних груп у складових ланках ПВС повинна вести до зм1ни щ!льност1 упакування макромолекул ПВС, 3MiHH сил м1жмолекулярно2 взаемодЛ, зм!ни конформащ! макромолекул, тобто сил адгезП i Koresi'i, гнучкост! та 1н. Кглькзсна характеристика цих зм1н повинна залежати в!д ступеня зам1щення ОН-груп ПВС, об'ему та х!м1чно'1 природи нововведених груп. 0ск1льки алк1лам!дн1 та уретаноь1 групи мають б!лызу енерг!ю когезЛ, н1ж групи -ОН i е менш г!дроф1льними, то введения ix в макромолекули ПВС приводить до зб1льшення м1цност1 киейового з'еднання та його водост1йкост1.

У третьому розд1д! обгрунтовано виб1р подкладки 1 облицьовки, SMiHHi та пост1йн1 фактори. Наведена методика досл^джень при визначенн1 ращонального складу клейово! композищ1 1 оптимальких параметров режиму склеювання, характеристика використаного обладнання та прилад1в. В якост! п!дкладки взято деревину берези i деревиностружкову плиту, а облицьов';а! - декоративний паперово-иаруватий пластик.

Лослiдхення з визначення регионального складу компонента клейово! композиц11 проводилось класичним методом, а обробк . результатов спостережень-за допомогою пакету "NUMERI".

При вивченн! впливу режимних параметр1в склеювання на показ;.ики MiiwocTi застосовано композищйний трир!вневий В-план другого порядку.

Випро^ування кленового з'еднання на м^щпсть як до, так 1 п1оля вимочування проводилось у в!дпов1дност1 з ГОСТ 15867-83, а ш|ливу вологост! на показники MiunocTi кленового з'еднання - ;зг1дно ГОСТ 14231-8S i ГОСТ 16371-84. Обробка результат!» досл!длень проведена на ЕОМ.

У четвертому розд!л! наведен: результати

-гкс;н<'рнментг.!льних досл1джень впливу концентрацп водного

ровчину ПВС та його к!лькосг1 на показники адгезП, визначення " оптимального вм1сту модиф!катор!в 1 складових компонентов на. ф1вико-механ!чн! показники клейово! композицН, а також досл!дження впливу основних параметр!в режиму склеювання на м1цн!сть клейового з'еднання.

Виготовления клейово1 композицН

Розроблена клейова композйц1я складаеться з латексу, вагущувача, каол!ну 1 поверхнево-актив1 1 речовини (ПАР). В свою чергу загущувач м1стить пол1в.1н1ловий спирт» карбаы!д, уротрогпн 1 воду.

Встановлено, що, для виготовления вагущувача сл1д використовувати водний розчин ПВС 20 %-но! концентрацП (табл.2), а рац!ональний вм1ст цього розчину в вагущувач! повинен бути не менше 20 7. (табл.З).

Таблица 2

Вплхз коггцентрацП розчину ГВС па м!ц51!ст& сллеишаяшэ

Концентращя водного розчину пол!вШлового спирту, 7.

5 10 15 20 25 30

Шцн1сть склеювання, кН/м

ДПШП дере вина дере вина дер° ВИИа ДПШП Дере вина Дере вина дг;ре вина ДПШП дере вина дере вина Дере вина ДПШП Дере вина дере вина дере вина ДПШП дере вина дере вина Дере вина ДПШП дере вина деревина деревина

4,3 2,0 5,1 3,0 7,5 4,0 8,5 9,5 8,9 9,5 9,5 10,0

Таблица 3

Вялив к!лькост1 20 2-наго водного ровчину ПВС в вагущувач! на показники ы!цност1

Вм!ст 20Х-но• Шцн1сть склеювання ДПШП М1цн1сть склеювання

го |Х)ВЧИИУ, з деревиною береви, кН/м. деревини берези м1ж собою, КН/М.

10 6,18 4,5.

.20 8,45 9,2

30 8,7Г 6,0

40 7,5 4,0

■ 50 5,5 4,0

60 4,1 0,5

- 11 -

Встановивши концентращю водного розчину пол!в1н1лового спирту 1 його к!льк1сть в загущувач!, . визначено вшшв вм1сту карбам1ду 1 уротроп1ну. Результата досл!джень наведен1 на рис. 2 13.

Шци1ст& склеивания до вкмочування в залежност1 в!д к1лькост1 карбам1ду 1 уротроп!ну в загуЕ?увач1

«10

л

8 •м

2. /

У

т^т

1 С V /5

V

вм^ст карбам1ду, 7.. ёксперименталън! дан1 оптим1зован1 дан!

'1,2,3,4 г. Ыдпов1дно вм!ст урсгг,роп1..у О,1б;0,32;0, 48:0,64; X.

Рис. 2

Математичною обробкою екс п е р им е > I т ал ми; х даних, проведеною за дспомогою пакету ".'¡ЦМЕКГ', отркмано адгкватн1 р!вняння ре-гресП залелност1 м1цност1 1 водсст1йкост1 клейсоэго э'еднання в!д вм1сту карбамиду 1 уротроп!ну, як1 мають гигляд: до ьимочуваиня:

бя.в.-14,0Ю,41-К2-1,04-У+1,?&-К-У-3,Г'-У2-К" 0,022-К2+0,1б-У-К2 (Исля вимэчування: при 10 < К < 20; 0 < У < 1,0

бп" ь- —7,05-22,7'У+ЗУ,2•У2-1 ,12-К-6.16-У■К-6,64•У2•К-0.04•Кя-0.22■У•К2+0,23-У2•К2

- 12 - ' та

при 20 < К < 30; 0 < ? <1,0

бп-в-—27.7-189,2-У+214,7-У2+г,35-К+1Б.В-У-К-18.0-У2-к-0,05-К2-0,Э1-У'К2+0,зе:.У2-кг де К 1 У в1дпов1дно к!льк!сть карбам!ду 1 уротрол!ну. Встановлено, цо п1сля вимочу.вання крив1 вм1ни локазник1ь. м1цност! з'еднання в заледност! в1д вм!сту карбам1ду для

М1цн1сть склеивания п!сдя яимочувавня'в валежиост! в1д к1лъност1 карбам!ду 1 уротроп1к" в ватущувач! 8

I

ж

| в

. §

I «

• д

ь

•н ' »8

о

вм!ст ,;арбам!ду, X.

- ека. .рименталън! дан!

-----oImмlэoвaнi дан!

1,2,3,4 - вiдrювiь..o т1ст уротротиу 0,16;0,32;0,48;0,64; X.

Ркс.З

рхзних ф!ксованих вначень уротрошну мають хвилепод!бний ; ч характер а явно вираженими екстремумами (рис.. 3). Вони мохуть повторюватись в певною пер!одичн1стю. Це говорить про те, що максимальна -м!цн!сть з'еднайня досягаеться при певному сп1вв!дншеч! ПВО, карбам1ду ! уротроп!ну. Вкаване. п!дтвердхуе наш! теоретичн! положения, що повна взаемод1я м1ж л-'ками мономера (ПВО) 1 модификаторами (карбам!дом ! уиотроп!ном), як! забезпечують п!двищену водоспйюс.ть з'еднання,

|1дбуваеться при в1дпов1дному 1х сп1вв1дношен1. В нашему шладку кращим сл!д ввахати вагущувач, щр м1стить 20,0 X (0,73 юль на один моль мономерних ланок ПВС) карбам1ду 1 0,32 У. 0,03 моль на один моль мономерних ланок ПВС) уротроп1ну. о Таким чином, оптимальний склад загущувача м1стить 0,0 X ' ПВС; 20...20,7 X карбам1ду, 0,32 X уротроп1ну 1 9,68,..58,68 X води (рис. 2 13).

Встановивши оптимальний склад вагущувача. вивчено вплив :1льк1сного сп!вв1дношення компонента клейово! композицП. Ля цього проводили досл1ддення 1в поступовсю ЭМ1НСЮ коглого омпоненту при ф1ксованих значениях решти. К1льк1сть пгущувача, латексу 1 каш!ну в клейов1й композицП (табл. 4, ) впливае на м1цн!сть 1 водост!йк1сть клейового з'еднання, а АР (табл. 6) - на життевдатн1сть клею.

Таблиця 4

Зплиз к1лэксст1 ¿гзтэксу 1 загучувача а кгсйоз1й лсывозщП

N п/п К1льк1стьД Шцн1сть склеювання, кН/м

Загуцузач Латекс До вимочування Шсля вимочування

1. 2. 3. 4. 16 20 25 34 53,9 59,9 54,9 45,9 8.2 11,7 12.4 9,6 2,4 6.7 3.8 3,2

Таблиця 5

Сллмл зм!сту наая1ну в клейов!й иомпоакц!5

Н п/п К1льк1сть компонента, % М1цн1сть склеювання, кН/м

"агущу-вач Каол1н латекс До вимочування Шсля вимочування

1. !> 4. 20 12 18 20 24 67.85 61,85 59,85 55,85 6.1 10,5 11.0 9,0 4.8 5.9 6.7 3,9

1. 2. 3. 4. 25 12 18 20 . 24 62,85 56,85 54,85 50,85 7.2 12,7 12.4 9,7 4.1 3.8 • 3.8 3,2,

Таблица 6

Вшмв BMiciy ПАР кз ф1зико-мехая!чн1 характеристики клеЯаво? компоахцП ( каоя1иу 20 Z)

N п/п К1льк!сть загугау-вача, X Bmíct ПАР, X Життездат-hictfc клею. м1сяц!в М!цн!сть скяеювання, кН/м

•До вимочу-вання Шсля вимочу вання

1. 2. 3. 4. 20 2S88 о'оо'о до 1,5 до 3,0 до 3-4 до 4,0 11.8 11.7 11.5 11.7 6.7 6.7 6.0 5.8

1. 0,10 до 1.5 12.4 3.8

•> 25 0,15 до 3.0 12,3 ■ 3.6

3. 0,20 до 3-4 ' Й.7 3.2

4. 0.30 до 4,0 10.7 3.2 .

Таким чином, мохна констатувати, що сп!вв!дношеш скдадовил компонент!в клейовсЛ коипозиц!1 впливае не лиш? t ф1аико-мехаи!чн1, але 1 ф1эико-х1и!чн1 характеристики, роэроблена клейова комлозиц!я мае склад: латекс 59,Ь5...61,85 загусувач -20,00 2; поверхневя-актив! речовина -0,15 Z. каод1и - 18,00...20,00г.

Биьченнл впдилу ювхиолог1чних napauempln рехину скзетання

&м!нними факторами при досд!дженн! впливу параметр реяиму склехгеання на локазники míuhoctí прийлято такЛ: ьитра клею, питомий тиск лресування . та час витримхи П1Д тисш Досл1дження проводились а використанням комлоэищйно тр»р2 клевого В-плану другого порядку.

Ыатеыатичною обробксю дан их отрималИ р!вняння perpecii натуральних показниках .

6тех-3.06*0,094•Q-В4,16•Р-О,454•Т-0.00044•+0,&б9•Ц•Р+ +C,OG25-Q-T+72,£2-P2+O.83-P-T;T0.CCr72-TZ ■ де Q.P.T - ь!дпов!дио витрата клею., тиск i час. npt-суьанн

Встановлено (рис:4), вр &але*1|!стъ míuhoctí г'еднання ь витрати клею для р!зного часу пресування мае неЛ1н:йн характер.. 1а вб^льпенням витрати клею в!д ICO ко !50 гЫ': п будь-якоиу тиску пресувс-'ня м!щцсть зроотас. г^бшдаи витрати клею до 220 г/м?- для тиску прссування 0,0-1 ! О.Ш ь<

- ■ веде до вменшення м1цност1. В той час. як при зб1льшенн1 влтрати'клею до 220 г/м2 1 тиску пресування 0,16 мПа -м1цн1сть зростае, аае з меншою 1нтенсивн1стк>. Виходячи а цього, можна эробити висновок, щр для досягнення максимально! г!|1цност1 в'еднання витрата клею повинпа .- бути в межах ,1в0...180 г/ы2.

Вказане можна пояснити тим, що формування поверхневих шар!в адгезив-субстрат проходить досить швидко. при будь-яких

ЗалелоИсть ы1цност! сялв.'свания з!д зитрзта ¡изая

I

из и

- • 3

х У4

к —г >

Витрати клею- г/м2. 1,2,3 - в1дпав!дно тек пресування 0,04;0,10;0,16, ыПа. Час пресування 14 хв. РИс.4

тисках 1 витратах клею. В той же час формування внутр1шн1х шар1в клейового шва 1де эначно пов1льн1ше 1 вимагае певного часу - чим б!льша товщина клейового шва, тим б1льший час формування його внутр1шн!х шар1в. Тиск прискорюе цей процес, сприяючи ви"чпенню води в адгевиву, 1 зб1льшуе щ1льн1сть упакування макромолекул, що приводить до п1двищення когез1йно'1 м1цност1 клейового в'еднання.

1з залежност! м1цност1 склеювання в1д часу пресування (рис.5) випливае, що 1з 8б1льшенням часу витримки п1д тиском

- 16 -

1 тиску пресування м1цн1сть вростае.

Очевидно, эначний вплив часу витримки п!д тиском на м!цн1сть склеювання вумовлений процесом формування клейового пва, тобто поступового переходу клейового роачину в твердий стан. На початковому етап1 витримки •склеюваних деталей п1д тиском проходить р1внсм1рний розпод1л нанесеного клею по вс1.й ловерхн! склеювання. При цьому ыакромолекули високомалекулярних компонент^ лриймають найб1льш енергетично виг1дн1 конформац11 не лише на поверхн1 розд1Лу_ фаз, але 1 в самому адгезив!, тобто проходить процес фэрмування клейового ива. В подальшому в1дбуваеться тверд1ння клёю - утворення клейового шва за рахунок просочування дисперсгиного середовишд

Залекн1схь ы1цност1 склеивания в!д часу пресування

, . Витрата клею 220 г/л/2 Рпс.5

у Шдкладку та випарсвування.

, Значний вплив часу ьитриы:^ П1д тиском на процес формування клейового шва 1, в!дпов1дно, його м1цност1 зумовлено

тии, щр 8м1на конформац!1 макромолекул в утворенням б1льш енергетйчно виг!дних структур нд1йснюетъся внасл!док 1х сег-ментио! рухливост! i вимагае певного часу. При невеликому час i витримки п!д тиском макромолекулы компонент!в адгевиву не 2стигають прийняти оптимальн! конформен!1, формування упорядкованих надмолекулярних структур не завершуеться, внасл!док чого м!цн!сть клейового з'еднання не досягае максимально можливих величин. При передчасному знятт! 8овн!шнього тиску формування клейового шва р1зко спов1льнюбться, оск!льки зменшуеться щ!льн1сть упакувачня макромолекул i, в!дпов!дно, 'íx взаемод!я.

18 сказаного мсаша прийти до виснозку, що рац1о!1альний час витримкн nifl тиском при витрат! клею 160 г/м2 повинен бути не менее 14 хв., во забезпечуБ м!цн!сть склеювання 7 кН/м i б!льае. 1з еб!льиенням часу пресування до 24 хв., так са>.ю як

13 вб1льиенням витрати клею до 220 г/м2 при часi пресування до

14 хв. MinHiCTb зростае незначно (до8,ЗкН/м). Хоча при витрат! 220 г/и2, питомому тиску пресування 0,16 мПа ! час! пресування 24 хв. - м!цн!сть зростае до 13 кН/ы. Ц! параметри навряд чи мсяна рахувати рац!онадьнши, оск!льки зб1льшуеться нитрата клею, енергозатрати технолопчного процесу то:цо. Тому ращональним гагла вваглти час пресування 14...24 хв. при витратi клея 160...180 г/и2.

Як видно з рис. 6, при зб!лывенп! тиску пресування в!д 0.04 до 0,10 гЛа для витрати 100 г/»2 м!щпсть гнениуеться. а для 160 ! 220 г/м2 - зб!льяуеться. Причому, чин б!льша витрата клея, t.ilm б!льпа зале.тшАстъ íjíuiioctí склеювання в!д питомсго тиску.

Значний вплив тис»г* пресування на м1цн!сть_клейового з'ед1 дня молша пояснити тим, ср тиск сприяе вб1льшенню реально! пловд контакту клейово! -композиц!! 1з склеюваними поверхнямп, зб!льтеш::о {контакту макромолекул адгезиву як м!:к собса, тек i з склеивался поверхнею, цо веде до знияення потенцдально! е.чергП як самого адгезиву, так i поверхнево! enepri'i )т..,азно1 границ! адгезив-субстрат. Шд'тиском поряд з видаленнян води прискоргазться дифуз!я_макромолекул- адгезиву з пори i тр1щшш, цр е на склеюватй поверх«!, внасл!дск чого значно зростае плода контакту. Виходячи з ).галекулярво-к1иетичюю уявлень про енергзю, шеидюсть

зб1льшення реально! площ1 . контакту адгезив - склеювана' поверхня прямо лропорцШа ткску пресування. Однак при надл>гаковому тиску, особливо при невеликих витратах кле:о, 1з адгезиву пвидкэ видаляеться вода, внасл1док чого р!вко эростаз його в'я?.к!сть 1, в1дпов1дно, зменшуеться сегментна рухлив!сть макромолекул, спов1лмпоеться процес формування кленового шва. Тому тиск пресування з одного бо!*у повинен бути достатн1м для ивидкого формування структури клейового шва, а з другого - ко приводити до надм1риого видалення всього дисперсШшго середовипд.

8алагл1сть и1цкост! ашяс&аиня с1д гогтоисго таску прссуг&пкя 14т

£ И

giг

о U

м к • о

■а

*в

аз

4

О

04

0,07

1 • 1 к*?

•

f

О 10

0.13 0,16 Тиск, мПа.

1,2,3 - в1дпов!дио buiправе-Квею 100; 160;220, z/J1 Час пресування 24 хв, : Рпс.6'

, Теким чином, для склеивания ДШШ 3 ДСтП рекомендуется викорисовувати наступи 1 параметр)! режиму склеивания: витрата клею 160...180 r/м2, час пресування 14...24 хв., литомий тиск пресування 0.10...0,16 мПа.

. Експериментальн! досл1дяення деякнх ф1зико-х1и1чш1Х характеристик розрсблено! клейово'1 композицП та клейового э'еднання на ñoro основ 1 показали, цо:

а)яиттеэдатн!сть вагугувача, придатного для виготовлення клейово! композицП, не перевицуе 5-ти д1б;

б)тера1н збер!гання клейово! композицП при к1миатн1й те;л!ератур1 - 3 м1сяц1;

в)за токсиколог!чними показникачи розрсбленкй плен заноситься до 3 класу вк1дли»ост1;

г)голобь;слля виробу (при склеюванн1 роврсбленим клеен ДПШП . з дгрбвиноструиковс» плитса ) на 33... 40Х менее в гтор1вп.т:ш1 п кгрбан 1 дсфср^зльдег1 дии!.!Н клеями;

д)с}ц&азаняп ДСтП з ДПШП розроблешш клеен рекомендуемся прозодити ХОЛОДНШ1 ИОЮДО. ССК!ЛЬКИ при п!ДВИЦен1Й' температур! пресування иоаливе ровиаруваиня пластика 1 зшп:еш:я м1цност! скле^ання внасл1док х1и!чних перетворень у клейоВсму' пз1.

У zuzc.rf наведено результат:» досл1ддень пробних

nepxííi ¡c:сп, лк1 були виготовлен! у лабораториих 1 виробяичих уловах, регле^ент приготування загудувача 1 клейово] коютозицП, рэзультати випробувань доел 1 дно- прояисловоТ ппртП клея та íx ефёктивн!сть.

Остановлено, гр роэроблена клейова композиц1я иак добр1 адгсз1йн1 властшзост! не т1льки при склеюванн1 ДПШП о ДСтП, ало 1 для »aciiBKoí деревшш 1 деревшших матер1ал1в м1ж ссбсэ.'Ддя гршеладу, н1цн1сть склеювання при виготовленн! nspKCTHO'i доаки до вимочування становить 13. ..14 кН/м, а п!сля - 6...6,5 кН/м.

Уточнено регламен" приготування загущувача i клею' у сн, ЛЗничих умовах. Наведен! реаультати промислово! апробацП ровроблених практичлих рекомендац!й цодо виготовлення та використання клею у вирсбничо>4у об'еднанн! А'Г "Електрон" становлять 107 млн. крб. за тону /в ц1нах 1995 р./.

ЕКПЮШ! ТА РШЕЕНДАЦ1*

l.Ha основ! л!тературного анал!зу Шдтверддено, шр перспективним облицювальним матер1алом при виробництв! кухонних, медичних, торгових i оф1сних мебл1в е декоративиий паперово-шаруватий пластик, а для його сгслеювання з

- 20 -

деревинними матер1алами - дисперс!йн! клеТ.

2.Встановлено, до склеивания ДПЫП в деревинними матср!адоми латекснодисперс1йним клеем ЛДК-1 вабезпечув достатню м!цн!сть кленового з'еднання. аде водост!йк!стъ останього низька. Разом в тим в ц!й клейов!й кошговиц11 е ПВС, який при взаемодП а 1нвими компонентами довволяе р1зко п1двиаити водост1йк1сть клейового з'еднання.

1 З.Обгрунтовано. ¡ар для х!м!чно1 юдиф1кацЛ пол1в1н!нового спирту доц!льно використовувати карбам1д 1 уротроп1н. Введения цих компонент!в у водний роэчиц пал 1 валового спирту при п1двищен1й температур! приводить до нояви алк1дних 1 уретанових груп, як! в свою чергу 8м1нхють конформац!» макромолекул 1 впливають на адгеэ1ю та когеа1ю, пю приг.одить до покращення м!цност1 ! водост!йкост! клейового з'еднання. •

и.Визначено оггшмальний склад загукувача та разробленого к»ею. Отриман! адекватн! ыатемагичн! ьаге*ност1 м1цност! 1 водост!йкост1 клейового з'еднання в!д вм!сту компонент!в клейово! композит! та 1х оптимально сп!вв1дношення.

6.Отнимая1 адекватн! матеиатичн1 гагежност! ы1цност1 склеювання ДПШл з деревинними ыатер!шшми в1д технолог!чних параметр^ режиму склеюьанмя. РоэроОлено рад1ональн! , технолог1чн1 рехими склеювання.

6.Вианпчено життеэдатн!сть. довго»1чн!сть, моро^ост;й-к!сть 1 токсиколог1чн1сть 1ией0е01 коыиозицП, вплив виду ,п1дкладки та стану нелицево! сторони о6ли'.зс>валиюго матер халу на м!цн1сть склеивания.

7.Рогроблено,регламенг приготугання кле» та практичн! рекомендации шодо його використамм в деревообробн1й промяслогост!. Проведен! доел!дно-прс»мисгов1 випробуваиня кле*. у зиробничих умовах. Екоиошчний с-фект' в!д ьикористалня розроСленого клею на АТ "Еяектрон" скла® 10? млн. крС. за тонну (в ц!нах 1995 року), що станоьить 15,3 7. Ыд »¡фтост!

. 1сну»чих КЛ01В. аокрема клею ПВАД. ■

Осжжн! похожейна дакертгцИ опубл!кован! в таких роботах.

1. Патент N 9Э00708У Клеила кочпойкШя. КМ.Гчалць, . Б.Я.Кшивецький, А.С.КуаШт.

Е.Кшивецький Б.Я., Заяць 1.М. До питания впдияу

I

Карбам1ду 1 уротроп1ну в клейов1Я ксмпоэицП на водогЬст1йк1сть клейового з'еднання. Науковий в1сник, випуск 2, Льв1в. УкрДЛТУ. 1994, С. 77.

З.Заяц И.М., Гупало Q.H.i Кршвецкий Б.Я. .Кушпит А.С. Модифицированный клей для склеивания дреэесиьи материалов t декоративным бумажно-слоистым пластиком. XI. Simpbzlym. Pokroky vo vyrobe a pouzitl lepldiel v drevopriemysle (Adheslves in woodworking Industry); Zvolen, G-8. 09. 1995 p.

4. Ьи.Занць, О.П.Гупало, В.Я.Кшивещкий. Роль карбам1ду 1 уротроп1иу як ыодиф1катор1з клею ДДК-1. Науковий в1сник. ВипускЗ.2. Лъв1в, УкрДЛТУ, 1995, с. 19.

5.Б.Я.Киивецький. Вплиз вм!сту складових компонент1в на характеристики клейово! коылозкцП ЛДК-3. Науковий в1сник, випуск S, Льв1в, УкрДЛТУ, 19S6, с. 45.

6.1.Ы.Заяць. Б.Я.Кг/вецький. До питания вологост1йкост! клейорих а'еднань у виробах з деревини. Л1совий дурная, N 2, 1994. Ки1в. с. 31.

Kshevetsky вД Developing of latexnodisperslnd glue and fehaviour of jpintlnd of decorative paper-laminated plastics with wooden materials

Thesis for a candidate of technical sciences degree, speciality 05.03.01 - processes of machine-tools and tools. Ukrainian State University of Forestry and. Wood Technology. Lviv, 1996. Manuscript.

Si«-' i;T*y

Foundation of ch. .se of modiflcators giving the elaboration glue composition of higher . moistureprove.nent of glue Joint have done here.

Influence of component parts on physlco-mexanical properties of glueing composition has been studied. Its optimal c'Tposltlons has been also determined.

Investigations of behaviour - factors are given in the paper. Rational value of their parameters giving high Indexes of glue joint durability of decorative paper-la-ninated plastics with wooden materials have been found. -

- 22 -

Ктивецкий В.Я. Разработка латекснодисперсяого клея и режимов склеивания декоративного бумажно-слоистого мастика с древесными материалами.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности ОБ.03.01 - процессы механической обработки, станки и инструменты, Украинский государственный лесотехнический университет, Львов, 1096. Рукопись.

; ЛшюНфМ .

Проведено обоснование подбора модификаторов,

обеспечиьапаих разрабатываемой клеевой композиции повышенную влагостойкость клеевого соединения. ;

Квучено влияние составных частей1 на физико-механические свойства клеевой композиции и определен ее оптимальный состав. Проведены исследования режимных факторов к найдены рациональные значения их параметров, обеспечивавдио высокие показатели прочности склеивания декоративного

бумажно-слоистого пластика с древесными материалами^

Кяичов! сжаа:

склеивания, декоративный палерсво-шаруватий пластик, деревинн1 матер1али. . ллтекснод»сперс1йний клей, технолог1чк1 параметри режиму склеивания. водост1йк1сть, м1цн1сть, еластичн!сть.