close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Лавлинская О. В. Физико механические процессы при изготовлении и обработке ДВП и композиционных материалов (практические работы)

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
Физико-механические процессы при изготовлении и
обработке ДВП и композиционных материалов
Методические указания для практических работ студентов
по направлению подготовки магистра
250400.68 - Технология лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств
магистерская программа «Технология деревообработки»
Воронеж 2015
46
УДК 674.093.26 – 419.3+674.81+674.028.9:630*824.8
Лавлинская О.В. Физико-механические процессы при изготовлении и
обработке ДВП и композиционных материалов [Текст]: методические
указания для практических работ студентов по направлению подготовки
магистра
250400.68
Технология
лесозаготовительных
и
деревоперерабатывающих
производств,
магистерская
программа
«Технология деревообработки» / О.В. Лавлинская; ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». –
Воронеж, 2015. – 72 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № от _______________)
Рецензент – к.т.н., инженер-конструктор ОАО ХК «Мебель Черноземья»,
И.М. Чеботарева
Ольга Викторовна Лавлинская
Физико-механические процессы при изготовлении и
обработке ДВП и композиционных материалов
Методические указания для практических работ студентов
по направлению подготовки магистра
250400.68 - Технология лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств
магистерская программа «Технология деревообработки»
Подписано в печать 00.00.2015 . Формат 60x84 1/16. Объём __п.л.
Усл. п.л. __. Уч.-изд. л. __. Тираж ___ экз. Заказ №
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». УОП ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»
394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8
2
Введение
Учебным планом лесопромышленного факультета ФГБОУ ВПО
«ВГЛТА», по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология
лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, магистерская
программа «Технология деревообработки», предусмотрено изучение курса
«Физико-механические процессы при изготовлении и обработке ДВП и
композиционных материалов».
В результате освоения дисциплины студент должен знать
современный подход к вопросу оценки основных физико-химических и
механических процессов протекающих при производстве древесноволокнистых плит и композиционных материалов; цели, сущности, способы
осуществления основных технологических процессов производства ДВП и
композиционных материалов; режимы, основные виды и принцип работы
оборудования; правила пользования стандартами и другой нормативной
документацией.
Студент должен уметь проводить анализ технологических схем,
операций, режимов, принципов работы оборудования при производстве ДВП
и композиционных материалов и на этой основе совершенствовать
технологии и оборудование для производства конкурентноспособной
продукции; производить оценку основных свойств древесных материалов,
используя современную испытательную аппаратуру.
Студент должен владеть навыками пооперационного контроля
технологических режимов и качества работы оборудования на всех участках
технологического процесса; методами анализа причин возникновения
дефектов выпускаемой продукции и способами их устранения.
3
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
Требования к древесноволокнистым плитам по российским стандартам
ГОСТ 4598-86 и другие нормативные документы определяют
следующие требования к древесно-волокнистым плитам мокрого способа
производства (табл.1.1):
Таблица 1.1
Физико-механические показатели ДВП мокрого способа производства
Наименование
показателей
1
Плотность, кг/м3
Предел прочности при
изгибе, МПа:
нижняя граница - Тн
Разбухание по толщине
за 24 ч, %,
верхняя граница - Тв
Влажность, %:
нижняя граница - Тн
верхняя граница - Тв
Водопоглощение за 2 ч, %
верхняя граница-Тв
Водопоглощение
лицевой поверхностью за
24 ч, %
верхняя граница - Тв
Предел прочности при
растяжении
перпендикулярно
пласти, МПа,
нижняя граница - Тн
Коэффициент теплопроводности,Вт/(м·К)
СТ
СТ-С
Норма для плит марок
Т, Т-П,
Т-С, Т-СП
НТ
М-1
Т-В
Т-СВ ГруппаА Группа Б
2
3
4
5
6
950…
1100
850...
1100
850…
1100
800…
1050
Не
менее
600
7
47
40
38
33
15
М-2
М-3
8
9
200... 200.. 100..
400
300 200
1,8
1,1
0,4
13
10
20
23
30
Не нормируется
3
4
4
4
3
Не нормируется
12
10
Не нормируется
34
7
7
11
13
Не нормируется
0,32
0, 30
0,30
-
Не нормируется
0,15
0,15
0,15
0,13
-
0,09
0,07
0,05
Примечания:
1. Норма показателя водопоглощения лицевой поверхностью относится к плитам с
лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы, и к плитам марки СТ.
4
2. Средний уровень физико-механических показателей твердых плит для
последовательности партий приведен в приложении (ГОСТ 4598 - 86).
3. По требованию потребителя значение показателя нижней границы влажности
плит марок Т, Т-П, Т-С, Т-СП группы А может быть принято 5 %.
СТ – твердые плиты повышенной прочности (сверхтвердые) с
необлагороженной лицевой поверхностью;
СТ-С – сверхтвердые с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы;
Т – твердые плиты с необлагороженной лицевой поверхностью;
Т-С – твердые плиты с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы;
Т-П – твердые плиты с подкрашенным лицевым слоем;
Т-СП – твердые плиты с подкрашенным лицевым слоем из тонкодисперсной
древесной массы;
М-1, М-2, М-3 – мягкие плиты.
Требования к плитам сухого способа производства приведены в
табл.1.2.
Таблица 1.2
Физико-механические показатели ДВП мокрого способа производства
Наименование
показателей
Норма для плит марок
ПТс-220
Тс-300
Тс-350
Тс-400
Тс-450
СТс-500
600
800
800
800
900
950
21,8
29,4
34,4
39,2
44,1
49,0
Не норм.
35
35
30
30
20
30
25
25
20
20
15
Не норм.
5±3
5±3
5±3
5±3
5±3
3
Плотность, кг/м , не
менее
Предел прочности
при изгибе, МПа, не
менее
Водопоглощение за
24 ч, %, не более
Разбухание по
толщине за 24 ч, %,
не более
Влажность, %
Определение
физико-механических
свойств
ДВП
проводится
в
соответствии с ГОСТ 19592-80 "Плиты древесноволокнистые. Методы
испытаний".
5
Образцы должны иметь параллельные кромки, гладкие и без сколов, и
прямые углы без повреждений.
Отклонения от номинальных размеров образца по длине и ширине
должны быть не более ± 0,5 мм, а по толщине образца – равными
отклонениям по толщине плит. Образцы длиной более 100 мм должны иметь
отклонения по длине не более ± 1 мм.
Перед испытаниями все образцы, кроме предназначенных для
определения влажности, необходимо кондиционировать, то есть выдержать
при температуре 20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха 65 ± 5 % до
момента достижения постоянной массы (равновесной влажности). Масса
образца считается постоянной, если при двух очередных взвешиваниях,
проведенных с 24-часовым промежутком, отклонение массы не будет
превышать 0,1 %.
Таблица 1.3
Физико-механические показатели плит МДФ
Наименование показателей
Марки
Плотность, кг/м³
Предел прочности при статическом изгибе, МПа
(не менее)
Предел прочности при растяжении
перпендикулярно пласти, МПа (не менее)
Удельное сопротивление нормальному отрыву
наружного слоя, МПа (не менее)
Набухание по толщине за 24 часа, % (не более)
ПСП-А
760…860
ПСП-Б
760…860
25,0
20,0
0,60
0,55
0,80
0,60
15,0
25,0
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
Требования к древесным плитам по европейским стандартам
Европейский комитет по стандартизации (технический кабинет
«Древесные плитные материалы») разработал систему стандартов на
древесные плиты всех видов. Эти стандарты постепенно получают статус
национальных, становятся обязательными к соблюдению не только на
европейском, но и на мировом рынке. Стандарты отличаются особой
6
полнотой и охватывают практически весь диапазон их возможного
применения.
Перечислим типы древесных плит из измельчённой древесины и
соответствующие
европейские
стандарты,
регламентирующие
их
производство:
• древесностружечные, ДСтП - EN 312
• из ориентированной крупноразмерной стружки, OSB - EN 300
• цементно-стружечные (на цементном связующем), ЦСП - EN 634
• древесноволокнистые твёрдые мокрого способа изготовления, ДВП-Т EN 622-2
• древесноволокнистые полутвёрдые мокрого способа изготовления,
ДВП-ПТ - EN 622-3
• древесноволокнистые пористые (изоляционные) мокрого способа
изготовления, ДВП-М - EN 622-4
• древесноволокнистые средней плотности сухого способа изготовления,
MDF - EN 622-5.
Характеристика древесных плит
Соответственно особенностям применения каждый тип плит
подразделяется на виды:
• Плиты общего назначения. Не рассчитаны на восприятие внешних
нагрузок и должны эксплуатироваться в сухих помещениях (со средней
температурой воздуха 20 °С, влажностью воздуха до 65 %).
• Плиты общего назначения влагостойкие. Не рассчитаны на восприятие
внешних нагрузок, могут эксплуатироваться при повышенной влажности
воздуха (до 85 %).
• Плиты конструкционные. Способны нести внешнюю нагрузку, должны
эксплуатироваться в сухих помещениях.
• Плиты конструкционные влагостойкие. Способны нести внешнюю
нагрузку, могут эксплуатироваться при повышенной влажности воздуха.
• Плиты конструкционные атмосферостойкие. Способны нести внешнюю
нагрузку, пригодны к эксплуатации в атмосферных условиях, а также в
контакте с водой или водяным паром.
• Плиты особо прочные. Обладают определёнными прочностными
характеристиками, должны эксплуатироваться в сухих помещениях.
7
• Плиты особо прочные влагостойкие. Обладают определёнными
прочностными характеристиками, могут эксплуатироваться при повышенной
влажности воздуха.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3
Расчет сырья и материалов в производстве ДВП
1. Расчет индивидуальных специализированных норм расхода
древесного сырья (Нi i-го вида)
а) для сырья тонкомерного, отходов лесозаготовок, дров для отопления
Нт =
где
П (100 + +q сум. )
р м ⋅ р щ ⋅ р л ⋅ ρ с. усл.
⋅ 10 4 , м3 сырья,
П – чистый (полезный) расход абсолютно сухого волокна, кг/тыс.м2;
qсум. – суммарные технологические отходы волокна, %;
рм – выход древесно-волокнистой массы, %;
рщ – выход сортированной щепы, %;
рл – выход древесины при разделке лесоматериалов, %;
ρс.усл. – условная плотность древесного сырья, кг/м3.
б) для отходов лесопиления и деревообработки, в том числе карандаши,
шпон-рванина, опилки
Но =
где
П (100 + q сум. )
(100 + i кор. ) ⋅ р м ⋅ р щ ⋅ ρ с. усл.
iкор – содержание коры
деревообработки, %.
в
⋅ 10 4 , м3 сырья/тыс. м2 ДВП,
щепе
из
отходов
лесопиления
и
в) для щепы технологической из стволовой древесины, тонкомерных
деревьев и сучьев
8
Нщ =
П (100 + q сум. )
р м ⋅ ρ с. усл.
, м3 сырья/тыс.м2 ДВП.
г) для отходов целлюлозно-бумажного производства (ЦБП)
Н ЦБП =
П (100 + q сум. )
100ρ с. усл.
, м3 сырья/тыс.м2 ДВП.
2. Пересчет индивидуальных специфицированных норм расхода для ДВП
сухого способа производства с 1 тыс. м2 физических плит на условные плиты
толщиной 3,2 мм
Этот пересчет производят по формуле
Н i ( усл) =
Нi
К пересч.
,
где Кпересч. – коэффициент пересчета на условные плиты, принимается по
табл.26 (таблицы см. в приложении).
3. Определение нормообразующих для расчета
специализированных норм расхода древесного сырья
индивидуальных
Чистый расход абсолютно сухого волокна определяют по формуле
10 7 ⋅ S пл. ⋅ ρ пл.
П=
, кг/тыс.м2,
(100 + Wпл. )(100 + D)
где
Sпл. – толщина плиты, м;
ρпл. – плотность плиты, кг/м3;
Wпл. – влажность плиты, при которой определялась плотность плиты, %;
D – суммарное содержание упрочняющих, гидрофобных и других
специальных добавок, % к абсолютно сухой массе волокна.
9
В производственных условиях Sпл., ρпл., Wпл. принимаются по
среднегодовым (среднеарифметическим) данным цеховой лаборатории;
Для ДВП мокрого способа производства:
М
D = 0,7∑ D m ⋅ i m ,
m
где
Dm – содержание добавки (кроме осадителя) к абсолютно сухой массе
волокна, %.
Максимально допустимые значения добавок в зависимости от
породного состава сырья, вида плит, используемых материалов приведены в
табл.16…24.
М – число добавок;
im – доля плит с m-той добавкой.
Коэффициент
0,7
характеризует
удержание
упрочняющих,
гидрофобных и других специальных добавок в ДВП.
Для ДВП сухого способа:
D = ∑ Dm ⋅ im .
Если содержание материала в плите определено нормативнотехнической документацией (НТД) в % к массе плиты, то чистый расход
волокна определяют по формуле:
10 7 ⋅ S пл. ⋅ ρ пл. ⋅ К D
П=
, кг/тыс.м2,
(100 + Wпл. )(100 + D m )
где
КD – коэффициент, учитывающий количество материалов, содержание
которых рассчитано от массы плит, %.
КD =
100 − D ′м
,
100
10
КD =
где
100 − D ′м
,
100
D′м - содержание материала (добавки), % к массе абсолютно сухой
плиты табл. 24.
Dм =
м
∑ Dm ⋅ im .
m =1
Справочные значения чистого расхода волокна, рассчитанные по
среднеотраслевым значениям показателей S, ρ, W, D приведены в табл.2.
Суммарные отходы волокна (qсум.) определяют по следующим
формулам:
- для мокрого способа производства ДВП:
q сум. = q н + q в + q емк. ,
где
qн – неиспользуемые отходы ДВП, получаемые при их продольной и
поперечной обрезке, %;
qв – отходы волокна со сточными водами, %;
qемк. – отходы волокна, связанные с промывкой емкостей, %.
При этом
qн =
где
f – количество неиспользуемых сухих отходов ДВП, получаемых при
обрезке, м2;
F – площадь готовых плит, м2.
qв =
где
f ⋅ 100
, %,
F
v ст. ⋅ К сток. (100 + Wпл. )
, %,
1000 ⋅ S пл. ⋅ ρ пл.
vст. – количество сточных вод, м3/тыс.м2 ;
Ксток – концентрация волокна в сточных водах, кг/м3;
Wпл. – абсолютная влажность плиты, %;
11
Sпл. – толщина плит, м;
ρпл. – плотность плиты, кг/м3.
Vст. =
70 ⋅ S пл. ⋅ ρ пл. 3
, м тыс.м 2
100 + Wпл.
Нормативные значения qн, qв, qемк. приведены в табл. 3-5.
- для сухого способа производства ДВП:
для нешлифованных плит:
q ′сум.н. = q н + q ф , %,
для шлифованных плит:
q ′сум.шл. = q н + q ф + q ш , %,
где qф – потери при сушке, подаче волокна к формирующей установке и
формировании ковра, %;
qш –отходы, связанные со шлифованием плит, %.
Нормативные значения qн, qф, qш для плит сухого способа производства
приведены в табл. 3, 6, 7.
Значения qш определяют по формуле:
qш =
где
S − S пл.
⋅ 100, %,
S пл.
S – толщина плиты до шлифования, мм ;
Sпл. – толщина готовой плиты (после шлифования), мм.
12
Выход древесно-волокнистой массы в % от количества сырья,
поступающего в размольное отделение цеха ДВП (Рм) определяют по
формуле:
– для ДВП мокрого способа производства
Р м = Р пщ ⋅ К mn ⋅ К мф , %,
где
Рпщ – выход массы в % при продолжительности пропаривания щепы 1
мин, при 185 0С и давлении пара 1,1 МПа;
Кmn – коэффициент, учитывающий изменение выхода массы при
отклонениях температуры пропаривания щепы в камере дефибратора и
продолжительности пропаривания щепы;
Кмф – коэффициент, учитывающий изменение выхода массы в
зависимости от количества мелкой фракции щепы «поддона».
Суммарный выход массы при использовании древесины хвойных и
лиственных пород (Рм′) определяют по формуле:
В
Р м ′ = ∑ Р пщ ⋅ i пор. , %,
i =1
где
iпор. – доля древесины одной породы в общей массе древесины.
Нормативные значения Рпщ приведены в табл. 8 для хвойных и
лиственных пород в зависимости от содержания в щепе коры (iкор.) и гнили
(iгн.) в % к общей массе сырья.
Нормативные значения Кmn и Кмф приведены в табл. 9, 10.
Для плит сухого способа производства нормативное значение выхода массы
(Рм(с)) принимают по табл. 11.
Выход сортированной щепы (Рщ) определяют по формуле:
Р щ = 100 − q щ , %,
13
где
qщ – отходы древесины при рубке, дезинтегрировании и сортировке
щепы, %.
qщ =
где
( v р − v с ) ⋅ 100
vр
, %,
vр – объем древесины до рубки, м3;
vс – объем щепы после сортировки, м3.
Нормативные значения Pщ приведены в табл. 12.
Отходы при разделке (раскалывании) круглых лесоматериалов (qр)
определяют по формуле:
qр =
где
( v л − v р ) ⋅ 100
vл
, %,
vл – объем круглых лесоматериалов до разделки, м3;
vр – объем круглых лесоматериалов после разделки, м3
Выход древесины после разделки (Рр) будет равен:
Р р = 100 − q р , %.
Нормативные значения Рр приведены в табл. 13. Условную плотность
древесины щепы (ρусл.щ) определяют по формуле:
ρ усл.щ. = ρ щ ⋅
где
1
, кг/м3,
1 + 0,001 ⋅ Wщ
ρщ – плотность древесины щепы при ее влажности (Wщ), кг/м3.
Значения ρщ определяют по ОСТ 13-74-79 с помощью пикнометра и
весов с верхним пределом взвешивания до 5 кг, ценой деления не более 1 г.
Wщ – абсолютная влажность щепы, %.
14
Условную плотность дров для производства плит, дров для отопления,
отходов древесных, сырья древесного тонкомерного определяют расчетным
путем.
Условную плотность сырья данного породного состава определяют по
формуле
В
ρ усл.щ. = ∑ ρ пор. ⋅ i пор. , кг/м3,
i =1
ρусл. – условная плотность древесины одной породы, кг/м3;
iпор. – доля древесного сырья одной породы в общей массе древесины
различных пород.
Если доля древесного сырья породы меньше 5 %, то она суммируется с
породой близкой по свойствам.
где
В свою очередь ρпор. рассчитывается по формуле:
ρ пор. =
i кор
ρ кор
где
100
, кг/м3,
i здор.
i
+ гн +
ρ гн ρ здор.
iкор, iгн, iздор. – соответственно (доля) коры, гнили, здоровой древесины,
% к общей массе сырья;
ρкор, ρгн, ρздор. – значения условной плотности коры, гнили, здоровой
древесины, кг/м3.
При расчетах ρпор. содержание коры, гнили в древесине по данным
цеховых лабораторий принимают равным содержанию коры и гнили в щепе
из этого вида сырья.
ρ гн = 0,65ρ здор. .
Все виды древесного сырья приводятся к одному по ОСТ 13-200-85
«Дрова для гидролизного производства и изготовления древесных плит».
Сырье по этому стандарту принимается с Кпер. = 1.
Пересчет норм расхода древесного сырья на 1 тыс.м2 ДВП производят
по формуле:
15
Нд =
где
Н
К пер.др.
, м3/тыс.м2,
Нд – норма расхода древесного сырья в «дровах», м3/тыс.м2;
Кпер.др. – коэффициент пересчета (по табл. 14).
4. Расчет индивидуальных специфицированных норм расхода материалов
на производство ДВП
Индивидуальная специфицированная норма расхода материала
определяется по формуле:
- для материалов, содержание которых рассчитано в % от
абсолютно сухого волокна
Н мат . = П ⋅ К исп. , кг/тыс.м2,
где
Кисп. – коэффициент, учитывающий используемое качество материала,
вводимого в древесно-волокнистую массу, а также количество
технологических отходов и потерь.
При мокром способе производства ДВП:
для материалов, вводимых в массу ковра, Кисп. определяют по формуле:
К исп. =
где
(100 + q н + q в ) ⋅ К обр. ⋅ D мат .
10 4
⋅ К емк . ,
Dмат – дозировка материала, вводимого в древесноволокнистую массу,
% к массе абсолютно сухого волокна;
Кемк. – коэффициент, учитывающий величину потерь материала,
которые имеют место при промывке емкостей;
Кобр. – коэффициент, учитывающий потери при обрезке сырого ковра.
Для материалов, содержание которых в плите определено нормативнотехнической документацией в % к массе плиты (например, антисептиков и
других) норма расхода определяется по формулам:
16
Н ′мат =
К пот.м. =
S пл. ⋅ ρ пл. ⋅ К пот.м.
⋅ 105 , кг/тыс.м2,
(100 + Wпл. )
(100 + q н ) ⋅ (100 + q м ) ⋅ D м
10 6
⋅ К емк . ⋅ К обр. ,
где
qм – технологические потери материала, %; qм определяется аналогично
qв., но вместо Ксток. (концентрация волокна в сточных водах)
подставляется
Кмат. – концентрация материала в сточных водах, кг/м3;
Dм – содержание материала в процентах к абсолютно сухой плите.
Нормативные значения показателей приведены в таблицах: Dмат.(16-23),
Dм (24), Кёмк (25), Кобр. (15).
Значения Кобр. и Кемк. расчетным путем получают по формуле
К обр. =
где
Во
,
В
Во – ширина ковра до обрезки продольной кромки, мм;
В – ширина ковра после обрезки продольной кромки,мм.
Коэффициент Кемк. определяют по формуле
Q мат. − q пром.
К емк. =
,
Q мат.
где
Qмат. – количество материала, израсходованного на производство плит
за межпрофилактический цикл, кг;
qпром. – количество отходов материала, имеющих место при промывках
емкостей,
предусмотренных
технологией
производства
за
межпрофилактический цикл, кг.
При сухом способе производства ДВП:
для материалов, смешиваемых с волокном
17
К исп. =
(100 + q н + q ф + q ш ) ⋅ D м
10 4
⋅ К емк. .
При расчете коэффициента Кисп.. для нешлифованных плит qш = 0.
Дозировки материалов выражают в абсолютно сухом веществе (Dм) или
в товарном ( D мт ) исчислении. Соответственно в результатах расчета
получают: Нмат. – норму расхода материала в абсолютно сухом исчислении;
Нтм – норму расхода материала в товарном исчислении.
Пересчет Dм в D мт производят по формуле
D мт =
100 ⋅ D м
,% ,
К
где К – содержание абсолютно сухого вещества в материале, %.
Аналогично пересчитывают нормы расхода материала.
Результаты расчётов сводят в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
Сводная таблица расчётных значений
N
Наименование параметра
Усл. обозн.
2
3
Ед. изм.
Значение
п/п
1
1.
1.3
Индивидуальные специализированные
нормы расхода древесного сырья:
для сырья тонкомерного, отходов
лесозаготовок, дров
для отходов лесопиления и
деревообработки
для щепы, тонкомерных деревьев и сучьев
1.4
для отходов ЦБП
2.
Нормообразующие расчёта по п. 1
2.1
Чистый расход абс. сухого волокна
2.2
Суммарные отходы волокна для ДВП
мокрого способа
1.1
1.2
18
3
4
м сырья
тыс.м2ДВП
Нт
Но
Нщ
П
кг/тыс.м2
qсум
%
5
Продолжение таблицы 3.1
1
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
3.
3.1
3.2
2
3
4
Суммарные отходы волокна для ДВП
сухого способа
Выход ДВ-массы, поступающей в
размольное отделение для ДВП мокрого
способа
Отходы при разделке круглых
лесоматериалов
Выход древесины после разделки
Расход древесного сырья с учётом
коэффициента пересчёта
Индивидуальная специфицированная
норма расходов материалов
Норма для материалов, содержание
которых рассчитано в % абс. сух. волокна
Норма для материалов, содержание
которых определено НТД в % к массе ДВП
q′сум
%
Рм
%
qр
%
Рр
Нд
%
м3/тыс.м2
Нмат
кг/тыс.м2
Н′мат
кг/тыс.м2
5
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4
Технические требования к ДСтП на синтетических смолах
по европейскому стандарту
Древесностружечные плиты изготавливают методом горячего прессования из смеси специально изготовленных древесных частиц со связующим
на основе синтетических смол. Процесс изготовления ДСтП является
практически непрерывным, высокоавтоматизированным.
Прежде всего, нужно изучить характеристики сырья и связующего
для производства древесностружечных плит, их отличительные
особенности, выяснить сравнительную степень пригодности различных
видов сырья и связующих для изготовления плит с точки зрения их
качества, свойств, производительности процесса, свойств получаемых плит.
Европейский стандарт EN 312, определяющий технические требования
к ДСтП, состоит из следующих частей:
– 312-1. Общие требования ко всем типам ДСтП.
– 312-2. Требования к ДСтП общего назначения - марки Р2.
19
– 312-3. Требования к ДСтП для интерьера и мебели - марки РЗ.
– 312-4. Требования к конструкционным ДСтП - марки Р4.
– 312-5. Требования к конструкционным влагостойким ДСтП - марки Р5.
– 312-6. Требования к особо прочным ДСтП - марки Р6.
– 312-7. Требования к особо прочным влагостойким ДСтП - марки Р7.
Таким образом, европейский стандарт определяет шесть марок ДСтП
для шести условий эксплуатации. Соответственно этому различаются и
требования к физико-механическим свойствам плит.
В таблице 4.1 приведены их нормативные показатели для
лабораторных условий: при относительной влажности воздуха 65 % и
температуре воздуха 20 °С.
Общие требования к товарным ДСтП всех типов, перечисленные в
первой части стандарта, определяются следующими показателями (они
установлены для относительной влажности воздуха 65 % и температуры 20 °С):
Допуск по толщине как для отдельной плиты, так и для их партии
составляет для шлифованных ДСтП ±0,3 мм, для нешлифованных от -0,3 до
+1,7 мм; допуски по длине и ширине плиты составляют ±5 мм (метод
испытания описан в стандарте EN 324-1). Прямолинейность кромок по
стандарту должна быть 1,5 мм/м, а перпендикулярность сторон 2,0 мм/м
(метод испытания EN 324-2). Влажность плит при вышеназванных
окружающих условиях должна быть, согласно методу испытания EN 322, в
пределах 5-13 %.
Таблица 4.1.
Требования стандарта EN 312 к физико-механическим свойствам ДСтП
Марка
ДСтП
Р2
РЗ
Р4
Р5
Р6
Р7
РЗ
Р4
Р5
Номинальная толщина плиты, мм
3-4
4-6
6-13
13-20 20-25
25-32 32-40
Предел прочности при изгибе, МПа (ЕN310)
14
14
12,5
11,5
10
8,5
7
13
15
14
13
11,5
10
8,5
15
17
17
15
13
11
9
20
19
18
16
14
12
10
20
18
16
15
14
22
20
18,5
17
16
Модуль упругости при изгибе, МПа (EN 310)
1800
1950
1800
1600
1500
1350
1200
1950
2200
2300
2150
1900
1700
1500
2550
2550
2550
2400
2150
1900
1700
20
40
5,5
7
7
9
12
15
1050
1200
1550
Р6
Р7
3150
3000
2550
2400
2200
2050
3350
3100
2900
2800
2600
2400
Прочность на отрыв поперёк пласти, МПа (EN 319)
Р2
0,31
0,31
0,28
0,24
0,20
0,17
0,14
0,14
РЗ
0,45
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,20
Р4
0,45
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,20
Р5
0,50
0,50
0,45
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
Р6
0,60
0,50
0,40
0,35
0,30
0,25
Р7
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
Прочность на расслоение, МПа (EN 311)
РЗ
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
Разбухание по толщине за 24 часа, % (EN 317)
Р4
23
19
16
15
15
15
14
14
Р5
13
12
11
10
10
10
9
9
Р6
15
14
14
14
13
13
Р7
9
8
8
8
7
7
Прочность поперёк пласти после циклич. испытаний, МПа (EN 321)
Р5
0,30
0,30
0,25
0,22
0,20
0,17
0,15
0,12
Р7
0,41
0,36
0,33
0,8
0,25
0,20
Разбухание по толщине после циклических испытаний, %; EN 321)
Р5
12
12
11
11
10
10
9
9
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5
Определение геометрической формы и размеров древесных частиц
Вид и размеры древесных частиц, используемых для производства
древесностружечных плит, зависят от конструкции плиты, способа ее
производства, требуемого качества плиты и определяется видом
оборудования, на котором измельчается древесное сырье.
Установлено, что на качество древесностружечных плит влияет как
форма, так и размеры древесных частиц. Опилки, как правило, имеют
ромбическую форму и большое количество перерезанных волокон. В его
составе находиться значительное количество мелких древесных частиц,
поэтому суммарная площадь поверхности таких частиц по сравнению со
специально нарезанной стружкой значительно больше, что ведет к
значительному увеличению расхода связующего, а конструктивная
21
прочность из-за малой длины и большой толщины частиц снижается.
Станочная стружка, хотя и имеет значительно большую длину, чем толщину,
в силу большого количества перерезанных волокон, слабой прочности самой
стружки и неравномерности размеров (особенно толщины) в пределах одной
частицы, приводит при использовании в производстве древесностружечных
плит к тем же результатам, что и опилки.
Плоская стружка – стружка, ширина которой в несколько раз больше
толщины.
Игольчатая стружка – стружка с незначительной шириной, близкой к
толщине.
Скрученная стружка – стружка-отход при строгании или
фрезеровании.
Кубикообразные частицы – частицы стружки, имеющие примерно
одинаковые размеры по длине, ширине и толщине.
Мелочь и пыль – частицы фракции 1/0.
Ниже приводятся параметры древесных частиц, изготовленных
различным способом. В скобках указаны последовательно – толщина,
ширина и длина в мм.
1. Специально изготовленные древесные частицы:
стружка плоская (0,15…0,45/12/40);
стружка игольчатая (0,15…0,45/5/6);
микростружка (0,01…0,25/2/5);
древесное волокно (0,01…0,30/1/40);
волокнистые частицы (0,01…0,25/0,25/6).
2. Древесные частицы – отходы деревообработки:
станочная стружка (0,10…1,45/35/12);
опилки (0,10…2,05/2,3/5);
древесная пыль (0,01…0,50/1/1);
шлифовальная пыль (0,01…0,15/1/1).
Оборудование и приборы
1) индикаторный толщиномер или микрометр;
2) метрическая линейка.
22
Порядок выполнения работы
Отбирается проба, количество частиц в которой должно составить 50100 штук, т.е. 50 замеров, а при специальных исследованиях не менее 100. В
зависимости от геометрической формы стружку относят к той или иной
группе:
плоская стружка – стружка, ширина которой в несколько раз больше
толщины;
игольчатая стружка – стружка с незначительной шириной, близкой к
толщине;
скрученная стружка – стружка-отход при строгании или фрезеровании;
кубикообразные частицы – частицы, имеющие примерно одинаковые
размеры по длине, ширине, толщине;
мелочь и пыль – частицы фракции 1/0.
Определение геометрических размеров частиц производится
измерительными приборами с точностью: по длине частиц до 1,0 мм, по
ширине частиц до 0,1 мм, по толщине частиц до 0,01 мм, длина стружки
считается вдоль направления волокон древесины, ширина – поперек волокон.
Из полученных данных определяются средние значения размеров
частиц, а для более полной характеристики производится статистическая
обработка результатов измерений.
Полученные средние значения величин сравниваются с рекомендуемыми,
технологической инструкцией и параметрами стружек для изготовления
древесностружечных плит (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Рекомендуемые размеры специально
нарезанных стружек Форма частиц
длина
ширина
Плоская стружка
15-20
наружный слой
20-40
внутренний слой
15-40
Игольчатая стружка
Размеры, м
2-5
5-8
1-3
толщина
0,2-0,3
0,4-0,6
0,2-0,6
Результаты измерений записываются в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Результаты измерений № п/п
длина
ширина
Вид древесных частиц, м
толщин
23
Вопросы для контроля
1. Что понимается под фракционным составом древесных частиц?
2. Что такое фракция?
3. Какие параметры частиц влияют на прочность плит?
4. Чем отличаются плоские стружки от игольчатых?
5. На каком оборудовании эти стружки получают?
6. Как определяются геометрические размеры частиц?
7. Что влияет на качество ситового анализа?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6
Получение и испытание масс древесных прессовочных
Цель работы – получить массу древесную прессовочнуюна основе
древесного наполнителя и карбамидо- или фенолоформальдегидных
олигомеров; определить ее технологические характеристики.
Материалы и оборудование
Древесный
наполнитель;
карбамидоформальдегидная
или
фенолоформальдегидная смола; уротропин; хлористый аммоний (20%-ный
водный раствор); стеклянная емкость на 2 л; стеклянный стакан объемом 50
мл; металлические противни; термошкаф; приборы и оснастка для
определения: насыпной плотности, сыпучести, текучести и таблетируемости
пресс-композиций.
Общие сведения
Массы древесные прессовочные (МДП) представляют собой
термореактивные
пластические
массы,
получаемые
обработкой
измельченной
древесины
феноло-,
карбамидои
меламиноформальдегидными смолами и специальными добавками –
смазывающими, отверждающими и окрашивающими веществами. Их
изготавливают как на спирто-, так и на водорастворимых смолах. При выборе
полимерного связующего принимают во внимание потенциальную
24
возможность образования прочной адгезионной связи между полимером и
древесным наполнителем, определяющей конечные свойства материала.
Технология МДП включает операции измельчения, сушки, рассеивания
древесных частиц на фракции, дозирования и смешения компонентов, сушки
полученной массы.
Для выбора технологии и режимов прессования изделий, обеспечения
высокой производительности при минимальном расходе сырья необходимо
знать технологические свойства МДП.
Основными свойствами являются: насыпная плотность, текучесть,
продолжительность пребывания в вязкопластичном состоянии, скорость
отверждения, таблетируемость, усадка, содержание влаги и летучих веществ.
Насыпная плотность задает способ дозирования и размеры
загрузочной полости пресс-формы и зависит от структуры наполнителя,
влажности, количества связующего и модифицирующих добавок.
Насыпную плотность определяют исходя из массы пресс-композиции,
заполняющей сосуд определенной высоты и объема. Для различных марок
МДП величина насыпной плотности находится в пределах150–300 кг/м3.
Текучесть влияет на выбор давления прессования. Материалы с
повышенной текучестью хорошо заполняют пресс-формы сложной
конфигурации даже при низких давлениях. Текучесть определяют по методу
Рашига путем оценки длины «стрелы» – тонкого стержня материала,
погружаемого в специальную пресс-форму. Обычно в зависимости от марки
наполнителя текучесть составляет 30–80 мм.
Однако этот способ непригоден при превышении размера древесных
частиц размеров канала пресс-формы Рашига. В этом случае используют
метод запрессовывания образца диска между плоскопараллельными плитами
при определенной температуре и давлении. За показатель текучести по этому
способу принимают приведенный диаметр и толщину получаемого диска.
Определение вязкопластичных свойств и продолжительности
отверждения производят на приборе ППР-1, изготовленном по типу
пластомера Канавца. При прессовании образцов на приборе самописец
вычерчивает кривую изменения вязкости материала во времени, а
динамометр регистрирует напряжение сдвига, при котором вязкость системы
соответствует 2·109 пз, характерной для отвержденного образца.
Скорость отверждения пресс-материала определяют с помощью
пластомера по времени, которое затрачивают до полного отверждения
25
образца; оно зависит от температуры и конфигурации пресс-формы,
толщины прессуемого изделия, свойств материала. Существуют методы
оценки скорости отверждения по химическим и физико-химическим
характеристикам отпрессованных образцов.
Время
отверждения
можно
определить
методом
экстракциирастворимой части полимера, содержащегося в отпрессованных
образцах, которое составляет обычно 5–7 %. Наиболее часто время
отверждения устанавливают при прессовании стандартных образцов в виде
брусков и дисков с последующим определением их свойств и находят
зависимость свойств от времени отверждения образца.
Скорость и время отверждения – наиболее существенные свойства,
обусловливающие качество изделий и производительность труда.
Под таблетируемостью понимают способность пресс-материалов
спрессовываться под воздействием давления и сохранять заданную форму.
Изготовление таблеток из МДП проводят при следующих режимах: давление
– 20 МПа; температура таблетирования – 20–60 оС; выдержка в пресс-форме
– 0,5–1,0 мин на 1 мм готовой таблетки.
Усадка характеризуется уменьшением линейных размеров изделия,
извлеченного из формы, по отношению к размерам формующего
инструмента в процентах. Она в значительной степени зависит от
конфигурации изделия, условий прессования, свойств пресс-массы
(влажности, анизотропии наполнителя, его ориентации в момент заполнения
формы). Расчетная усадка древесных пресс-масс находится в пределах 0,15–
0,51 %.
Содержание влаги и летучих веществ определяют по разности масс
навески материала до и после ее высушивания при 100–105 оС до постоянной
массы. Повышенная влажность и содержание летучего низкомолекулярного
продукта наиболее часто приводят к браку изделий, получаемых
прессованием, способствуют резкому ухудшению физико-механических и
диэлектрических свойств материала, вызывают его формоизменяемость и
старение.
Порядок выполнения работы
Дозирование и смешение компонентов.
Расход компонентов определяется массой образцов, изготавливаемых
из МДП. На основе соотношений между отдельными составляющими из
26
МДП, полученных в лабораторной работе, будут изготовлены изделия в виде
брусков размером 120 х 15 х 8 мм и дисков диаметром 50 мм, толщиной 3
мм.
Для проведения физико-механических испытаний достаточно 12
брусков и 4 дисков. Определение расходов компонентов проводят по
заданным: плотности (ρ, кг/м3) и влажности (Wизд, %) изделия, расходу смолы
(Рсм, %) и добавки (Рдоб, %).
Расход абсолютно сухого наполнителя mн, кг, на одно изделие объемом
V, м3, составит:
10 · ·
,
Рсв · 100 Рдоб
100
изд · 100
Расход наполнителя
, кг, с влажностью Wн, %, равен:
· 100
,
100
Расход смолы mсм, кг, с содержанием сухого остатка Ссм, %, на изделие
составит:
В
Н
· Рсм
Ссм
см
Расход добавок mдоб, кг, на изделие равен:
· Рдоб
Сдоб
доб
где Сдоб – концентрация добавок, %.
Общая потребность в компонентах МДП определяется с учетом
количества изделий и расхода материала на испытания, которое составляет
20 % от расчетного.
Подготовленные компоненты МДП смешивают в стеклянной емкости,
насыпая древесный наполнитель в смолу. Если в композиции МДП
содержатся другие добавки, то их вводят в смолу перед подачей
наполнителя. Перемешивание проводят до получения равномерно смоченной
27
массы. Затем ее выгружают на противни, разрыхляюти сушат в термошкафу
при температуре 70–80 0С в течение 1,0–1,5 ч.
Сушка необходима для удаления избыточной влаги. Повышенная
влажность МДП приводит к образованию пузырей, трещин на поверхности
материала, увеличивает время его выдержки в пресс-форме. Высушенную
массу используют для проведения испытаний. Хранят МДП в плотно
закрытых полиэтиленовых емкостях.
Испытание масс древесных прессовочных.
Сыпучесть пресс-материала, т. е. способность пресс-материала
равномерно заполнять пресс-форму, характеризуется углом внутреннего
трения. Пресс-материал на основе измельченной древесины можно отнести к
сыпучим телам, обладающим способностью образовывать силы сцепления
между отдельными частицами. В свободно насыпанном состоянии сыпучие
тела принимают очертания формы конуса. Угол естественного откоса между
образующей конуса и горизонтальной плоскостью называется углом
внутреннего трения. Знание угла естественного откоса используют при
определении наклона стенок загрузочных воронок, вместимости
транспортных средств и бункеров.
Для характеристики сыпучести определяют не только угол
естественного откоса αо, но и угол обрушения αр. Первая величина относится
к формированию откоса путем постепенной насыпки материала, вторая
величина характеризует положение поверхности откоса, образовавшегося в
результате сползания части материала. Ее называют также статистическим
углом откоса. Угол обрушения αр всегда больше угла естественного откоса αо.
Для определения угла естественного откоса применяют устройство,
состоящее из трех взаимно перпендикулярных пластин (рис. 1, а). Нижняя
пластина в виде сектора, служащая основанием, имееткольцевые риски.
Боковые пластинки, выполненные из органического стекла, тоже имеют
риски. На линии пересечения вертикальных пластин укреплена воронка. При
насыпании материала образуется геометрическое тело в виде четверти
конуса. Насыпание прекращают, когда вершина конуса достигает верхнего
края пластин. Последние порции материала удобно подсыпать из ложки.
Угол наклона откоса определяют по рискам на вертикальных пластинках,
усредняя данные 4–5 опытов.
28
Рис. 1 – Приспособления для определения:
а – угла естественного откоса; б – угла обрушения
Приспособление для определения угла обрушения представляет собой
коробку с откидной стенкой (рис. 1, б). Две боковые стенки выполнены
прозрачными. Заполнив коробку материалом, откидывают стенку. Часть
материала в виде треугольной призмы сползает, при этом образуется откос.
Угол наклона откоса определяют по рискам на боковых стенках или
транспортиром с линейкой. Наклоняя коробку до обрушения новой порции
материала, можно провести на том же образце еще 1–2 замера. В момент
обрушения положение коробки фиксируют и по транспортиру измеряют угол
откоса.
Насыпную плотность МДП определяют, используя прибор,
изображенный на рис. 2.
1 – измерительный цилиндр; 2 – отверстие; 3 – воронка; 4 – штатив
Рис. 2 – Прибор для определения насыпной плотности пресс-композиции
29
Перед началом испытаний измерительный цилиндр 1 емкостью 100 см3
взвешивают с точностью до 0,1 г. Воронку 3, укрепленную на штативе 4,
устанавливают вертикально таким образом, чтобы ее нижнее отверстие 2
находилось над измерительным цилиндром на расстоянии 20–30 мм и было
связано с ним.
Затем при закрытом нижнем отверстии засыпают в воронку 100 см3
пресс-материала. После этого открывают задвижку воронки и дают
возможность материалу просыпаться в измерительный цилиндр. При
необходимости для лучшего просыпания пресс-материал можно
перемешивать палочкой.
После заполнения измерительного цилиндра
материалом излишек его срезают ножом и наполненный цилиндр
взвешивают. Насыпную плотность пресс-материала вычисляют по формуле:
ρ = G / 10–4,
где G – масса пресс-материала в измерительном цилиндре, кг.
Таблетируемость пресс-композиции обусловливает возможность
высокопроизводительной переработки пресс-массы в изделия. Ее определяют
путем запрессовки пресс-материала в форме. Таблетируемостью является
способность материала спрессовываться в таблетки под действием
давленияпри комнатной температуре (18–20 0С). При этом из
неоформленной, рыхлой пресс-массы образуется плотная таблетка
определенной формы, размера и массы. В процессе таблетирования из прессматериала удаляется воздух, что приводит к росту его теплопроводности по
сравнению с нетаблетированным. Повышение теплопроводности, в свою
очередь, ускоряет разогрев материала в пресс-форме, что дает возможность
уменьшить его выдержку под давлением при изготовле ии изделий. Кроме
того, применение таблеток позволяет просто и сравнительно точно по
количеству таблеток дозировать навеску пресс-материала перед
прессованием, уменьшая размер загрузочной камеры пресс-формы.
Таблетируемость пресс-массы зависит от ее гранулометрического
состава, насыпной плотности, удельного объема и содержания влаги.
Таблетирование проводят в специальной пресс-форме на настольном
гидравлическом прессе при удельном давлении 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 МПа. Время
30
прессования составляет 20–30 с. Давление
рассчитывают по следующей формуле:
прессования
Р,
МПа,
Р = РудFK,
где
Руд – удельное давление прессования, МПа;
F – площадь таблетки, м2;
K – коэффициент потерь на трение, равный 0,85.
Оценку качества таблетки производят на испытательной машине путем
вдавливания на ее поверхность стального шарика диаметром 0,5 см под
действием силы Р. Таблетка считается качественной, если она не
разрушается под действием силы Р = 400–500 Н.
Определяют плотность таблетки и строят график зависимости
плотности от удельного давления прессования.
Текучесть пресс-композиции устанавливают, используя таблетку
диаметром 5 см, объемом 10 см3, полученную при удельном давлении 0,6
МПа.
Текучесть характеризует способность материала при определенной
температуре и давлении в процессе переработки заполнять полость формы.
Текучесть МДП обусловлена силами внутреннего и наружного трения, а
также скоростью отверждения связующего. Внутреннее трение зависит от
природы и количества наполнителя и связующего, влажности материала и
других добавок. Для повышения текучести в материал вводят смазывающие
вещества: стеарин, олеиновую кислоту и т. д.
Текучесть существенно зависит от содержания летучих соединений в
пресс-материале. Увеличение их содержания приводит к повышению
текучести в начальной стадии прессования, но при этом наблюдается
ухудшение физико-механических свойств готовых изделий.
Знание текучести пресс-материала позволяет правильно выбратьрежим
прессования, т. е. установить оптимальную температуру и давление; выбрать
целесообразную конфигурацию оформляющей поверхности пресс-формы для
получения изделий высокого качества.
Для определения текучести плоский образец-диск (таблетку) помещают
на нижнюю плиту пресс-формы (рис. 3), а затем прессуют при температуре
150 0С в течение 0,5–1,0 мин до прекращения движения стрелки индикатора.
31
Уси
илие пресссования составляяет 15 т. Начальн
ная скороость смыккания пллит
прессса колеб
блется от 2 до 3 мм
м/с.
1, 2 – плиты
ы пресс-ф
формы; 3 – образец
ц; 4 – инд
дикатор чаасового механизма
м
а
Рис. 3 – Пресс-фоорма для определеения текуч
чести преесс-компо
озиции:
Толщину пресссованногго образзца опрределяют с поггрешностьью
измеерения нее более 0,,01 мм. Заа показатеель текучести МДП
П D, мм, принимаю
ют
привведенный
й диаметтр пресссованного
о образца, которрый вычи
исляют по
форрмуле:
где
V – объ
ъем образзца, равны
ый 104 мм
м3;
h – толлщина обрразца послле прессо
ования, мм
м.
ым можн
но вычисслить оссновной показатеель
По поолученным данны
х
изующий его пласстическиее свойствва, – соп
противлен
ние
матеериала, характери
3
сдви
игу. Для усилия
у
пррессовани
ия 15 т и объема образца
о
100 см сопротивлен
ние
сдви
ига τсд, МПа,
М
можн
но рассчитать по сл
ледующей формулле:
32
2
Результаты испытаний МДП заносят в табл. 6.1 и анализируют в сравнении с
данными, полученными для других наполнителей.
Таблица 6.1
Вопросы для контроля
1. Общая характеристика МДП.
2. Характеристика основных свойств МДП.
3. Получение в лабораторных условиях МДП.
4. Определение основных технологических свойств МДП.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7
Получение образцов из масс древесных прессовочных методом
прессования
Цель работы – получить образцы из МДП в форме брусков размером
120 х 15 х 10 мм и дисков диаметром 50 мм, толщиной 3 мм прямым
прессованием.
33
Материалы и оборудование
Пресс гидравлический П-125; пресс-формы для получения бруска и
диска; технические весы; масса древесная прессовочная в виде таблеток;
олеиновая кислота.
Общие сведения
Переработку пресс-композиций – масс древесных прессовочных в
изделия называют формованием. В его основе лежат операции горячего
прессования МДП, в результате которых получают изделия в виде плит
различного профиля, погонажных и штучных деталей.
Способы формования композиционных материалов классифицируют
по следующим признакам.
В зависимости от направления усилия прессования относительно пласти
изделия различают плоское, экструзионное и комбинированное прессование,
которое проводят прямым или литьевым методами. Детали и изделия из
измельченной древесины получают преимущественно способом прямого
прессования (рис. 4).
1 – пуансон; 2 – изделие; 3 – матрица; 4 – выталкиватель
Рис. 4 – Схема прямого прессования
2. В соответствии со степенью ограничения рабочего пространства, в
котором происходит сжатие древесной композиции, выделяют формование
между плитами пресса, в каландрах, в канале (экструзия) и в пресс-формах.
34
3. По характеру процессов формования различают периодический,
непрерывный и пульсирующий способы.
4. В зависимости от организации процесса формования выделяют одно-,
двух- и многопозиционный методы.
Ни один из перечисленных способов формования композиционных
материалов и изделий не лишен недостатков, поэтому при выборе одного из
них необходимо учитывать экономические факторы производства и
требования, предъявляемые к форме и качеству выпускаемых изделий.
Основными технологическими факторами, определяющими режим
прессования, являются: давление, температура и продолжительность
прессования. Величина удельного давления при прямом прессовании изделий
из измельченной древесины составляет от 30 до 50 МПа и зависит от способа
и принципа прессования, сложности и плотности изделий, вида
измельченной древесины, расхода связующего и влажности пресс-материала.
Температура пресс-формы при прямом прессовании изделий из МДП
достигает (145 ± 5) оС. Продолжительность прессования обусловлена
толщиной и плотностью изделий, температурой прессования, временем
отверждения связующего, видом обогрева пресс-формы и составляет от 0,5
до 1,0 мин на 1 мм толщины изделия.
Основное оборудование для производства изделий из МДП –
гидравлические прессы, назначение которых состоит в создании
необходимого усилия при формировании изделий в пресс-формах. По
направлению приложения давления различают прессы с верхним, нижним
или комбинированным давлением; по конструкции станины – колончатые и
рамные; по характеру привода – с индивидуальным или групповым
приводом; по числу плит – одно-, двух- и многоэтажные.
Пресс-формы устанавливают на плиты пресса. Пресс-форма в простом
случае состоит из верхней выступающей части, оформляющей внутреннюю
поверхность изделия (пуансон), и нижней заглубленной части, оформляющей
наружную поверхность изделия (матрица) (см. рис. 4). В зависимости от вида
прессуемых изделий, способов их прессования и нагрева пресс-формы
бывают открытого и закрытого типов, съемные, полусъемные и
стационарные, одно- и многогнездные. Пресс-формы изготавливают из
закаленной высококачественной стали, так как в процессе работы они
подвергаются влиянию высоких температур, давлению, износу и
35
коррозионному воздействию. Оформляющие поверхности тщательно
полируют и хромируют для получения изделий с хорошим внешним видом.
Пресс-формы обогревают электрическими элементами или индукционным
методом.
При конструировании деталей из МДП избегают острых углов,
глубоких впадин и выступов, так как текучесть пресс-массы мала и для ее
увеличения необходимо либо модифицировать наполнитель, либо
использовать соответствующие добавки.
Горячее прессование изделий из МДП в пресс-формах предусматривает
загрузку материала, его перевод при нагревании в вязкотекучее состояние и
формование изделия под действием давления. Фиксация заданной
конфигурации изделия, отражающей конфигурацию полости формы,
происходит в результате отверждения связующего при высокой температуре.
Благодаря необратимым изменениям в структуре материал переходит в
неплавкое состояние, т. е. сохраняет формоустойчивость и не требует
охлаждения перед извлечением из пресс-формы.
Порядок выполнения работы
Технологический процесс прессования состоит из следующих стадий:
дозировки пресс-материала (весовая, объемная); предварительного подогрева
пресс-формы; загрузки пресс-материала в форму; помещения пресс-формы
на нижнюю плиту пресса; смыкания пресс-формы; выдержки прессматериала в форме; распрессовки; извлечения изделий из формы.
Дозировку пресс-материала в пресс-форму производят в соответствии с
расчетами, выполненными в лабораторной работе № 12 для получения
брусков и дисков. Пресс-форма на бруски позволяет одновременно получать
4 образца. Навеску пресс-материала загружают в пресс-форму, которую
закрывают и помещают между обогреваемыми плитами пресса. Перед
загрузкой пресс-материала пресс-форма должна быть подогрета.
Прессование образцов ведут по режиму, который выбирают в
соответствии с табл. 7.1.
36
Таблица
Т
7
7.1
Воп
просы для
я контроля
С
ф
формован
ния издели
ий из МД
ДП.
1. Способы
2. Виды
В
прессс-форм.
3. Факторы
Ф
п
процесса
п
прессован
ния издел
лий из МД
ДП.
ПРАК
КТИЧЕСК
КАЯ РАБ
БОТА № 8
Опред
деление эф
ффектив
вности пр
ропитки д
древесин
ны
Цель работы
р
– опред
делить эффектив
э
ность прропитки древесин
ны
терм
мореактиввными олигомеррами с получ
чением модифиц
цированн
ной
древвесины.
Маатериалы
ы и оборуддование
Карбам
мидоформ
мальдегид
дная и феноллоформалььдегиднаяя смоллы;
обраазцы береезы размеером 1200 х 15 х 10
1 мм; ваанны для пропитки
и образцоов;
маяттниковый
й копер; штангенц
циркуль; аналити
ические ввесы; исп
пытательн
ная
маш
шина Р-0,5; вискоззиметр ВЗ-4;
В
микр
роскоп МБИ-11
М
с микром
метрическкой
шкаалой.
37
7
Общие сведения
Древесина обладает уникальным комплексом физико-химических
свойств, наиболее важными из которых являются: жесткость, твердость,
упругость, предел прочности при изгибе, сжатие, растяжение вдоль волокон
и др., она легко обрабатывается пилением, строганием, сверлением.
Однако нельзя не отметить особенности строения древесины,
ограничивающие сферу ее технического применения, такие как
анизотропность, гигроскопичность, усушка, коробление, ограниченная
стойкость к агрессивным средам, возгораемость, подверженность
воздействию грибков, бактерий, насекомых. Поэтому проблема улучшения
природных свойств древесины очень актуальна и может быть решена
модифицированием.
Модифицирование – это процесс направленного изменения свойств
древесины с целью расширения сфер ее применения.
Различают физические и химические способы ее модифицирования.
Физические методы изменяют анатомическую структуру древесины за счет
уменьшения относительного объемного содержания полостей клеток путем
прессования поперек волокон или заполнения полостей инертными
материалами. Химические способы – это обработка древесины различными
веществами, в результате которой происходят химические изменения
материала клеточных стенок.
В зависимости от природы протекающих процессов модифицирование
древесины можно разделить на следующие методы:
1)
изменяющие
природу
активных
функциональных
групп
высокомолекулярных
компонентов
древесины
путем
замещения
гидроксильных групп компонентов в клеточных стенках другими группами
(ацетильными, эфирными и др.);
2) в основе которых лежат реакции, изменяющие густоту сетки поперечных
связей в клеточных стенках (модифицирование формальдегидом,
карбонатами, диизоцианатами, облучением гамма-лучами и др.);
3) уменьшающие плотность сетки лигнин-углеводного комплекса
(пластификация водными растворами аммиака, карбамида, щелочными
растворами или безводным аммиаком);
38
4) образующие в структуре материала полостей клеток и клеточных стенок
древесины полимеров в результате реакций поликонденсации и
полимеризации различных олиго- или мономеров;
5) сочетающие всевозможные разновидности первых четырех, например
модифицирование древесины некоторыми мономерами с последующей
обработкой в поле ионизирующих излучений, которое создает
благоприятные условия для образования химических связей мономера с
компонентами древесины.
В практике модифицирования встречается сочетание химических и
физических методов: увеличение относительного объемного содержания
материала клеточных стенок древесины за счет сжатия ее элементов под
воздействием механического прессования с предварительной или
одновременной химической обработкой.
Комплексное улучшение свойств дает модифицирование древесины
полимерами, так как при этом образуется четырехкомпонентный
композиционный материал.
Пропитка древесины является достаточно эффективным способом
повышения ее биостойкости, физико-механических показателей, термо-,
водо- и влагостойкости. Эффективность пропитки определяется природой и
реологическими свойствами вещества, используемого для пропитки,
морфологическим строением древесины. Известен ряд методов пропитки,
отличающихся техникой проведения процесса и свойствами получаемых
образцов. В промышленных масштабах наиболее часто применяется
пропитка в вакууме, либо под давлением. В лабораторных условиях
пропитку ведут при нормальных условиях, используя способ
горячехолодных ванн. По этому методу древесину сначала прогревают в
горячей ванне, при этом находящийся в капиллярно-пористой системе воздух
расширяется и частично выходит наружу. Затем древесину помещают в
ванну с холодным пропиточным составом; оставшийся внутри древесины
воздух уменьшается в объеме, создавая внутри нее вакуум, который
заполняется раствором смолы. Способом горячехолодных ванн хорошо
пропитываются только древесины с небольшой влажностью (до 10 %). Для
пропитки же древесины с повышенной влажностью применяется ускоренный
высокотемпературный метод, в котором чередуются горячая (до 1600С) и
холодная ванны.
39
Пропитке подвергают чаще всего образцы из древесины березы
влажностью не более 10 %.
Порядок выполнения работы
Подготовка пропиточных составов и образцов
Для пропитки используют водные растворы карбамидо- и
фенолоформальдегидной смол (КФС и ФФС). Перед пропиткой смолу
разбавляют до концентрации 10–12 % и замеряют вязкость полученного
раствора по вискозиметру ВЗ-4. Разбавление до требуемой концентрации
смолы для горячей ванны производят водой температурой 80 0С. Объем
раствора смолы составляет 200 мл. Приготовленный раствор помещают в
пропиточную ванну, которую устанавливают на водяной бане. Если образцы
древесины, подвергаемые пропитке, имеют высокую (более 10 %) влажность,
то их подсушивают в сушильном шкафу при температуре (103 ± 2) 0С. Перед
пропиткой определяют массу образцов с точностью до 0,01 г и замеряют их
линейные размеры с точностью до 0,01 мм. При выполнении лабораторной
работы получают 6 образцов.
Пропитка.
Пропитку образцов проводят методом горячехолодных ванн. Для этого
образцы, подготовленные для пропитки (3 образца для каждого состава),
помещают в горячую ванну и выдерживают в течение 1 ч (температура
пропиточного состава 80 0С). Затем с помощью захватов их переносят в
холодную ванну температурой 20 0С, где выдерживают на протяжении 1 ч.
После окончания пропитки образцы извлекают из ванны, шпателем
удаляют избыток пропиточного состава с боковых граней и торцов и
помещают в сушильный шкаф, где выдерживают при температуре (103 ± 2)
0
С не менее 1 ч. Затем их охлаждают в эксикаторе и подвергают испытаниям.
Испытание образцов.
Степень пропитки определяют путемсравнения массы образцов до (т1,
кг) и после (т2, кг) пропитки и рассчитывают по формуле
С
· 100%,
40
Глубин
ну пропиттки образзцов нахо
одят путеем исслед
дования полученны
п
ых
среззов, как показано на
н рис. 5.
он; II – вд
доль волоокон
I - поперрек волоко
ис. 5 – Сххема распооложенияя срезов для
д опред
деления гл
лубины
Ри
пропи
итки
Исслед
дование срезов провод
дят с помощью
ю микр
роскопа с
миккрометрич
ческой шкалой.
ш
П
При
этом определляют макссимальну
ую глуби
ину
прон
никновен
ния пропиточногоо составаа Х, мм, и по полученны
ым данны
ым
расссчитываю
ют кажущ
щуюся сккорость V, мм/ми
ин, капиллярного
о движен
ния
жид
дкости в поперечно
п
ом и прод
дольном направлен
н
ниях в теччение 2 ч (120 мин
н):
ых образц
цов прово
одят испы
ытания с оопределен
нием
Для пропитанны
й вязкоссти
плотноости, проочности при изггибе, твердости, ударной
Анаалогичным
м испытааниям под
двергают и непропитанные образцы.
ытаний оф
формляю
ют в виде табл.
т
8.1.
Результтаты испы
41
1
Таблица
Т
8
8.1
В
Вопросы
для конттроля
1. Соврременныее методы модифиц
м
ны.
ированияя древесин
2. Досттоинства приема
п
прропитки древесины
д
ы при ее модифиц
цировани
ии.
3. Техн
ника проп
питки древесины в промышлленных и лаборато
орных условиях.
пытании полученны
п
ых образц
цов
4. Метооды, испоользуемые при исп
пропиттанной дрревесины.
42
2
Библиографический список
Основная литература
1. Мурзин В. С. Технология композиционных материалов и изделий
[Текст] : доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела М-ва образования Рос.
Федерации в качестве учеб. пособия / В. С. Мурзин; ВГЛТА. - 2-е изд., испр.
и доп. - Воронеж, 2008. - 111 с. - Электронная версия в ЭБС ВГЛТА.
2. Разиньков Е. М. Технология древесно-волокнистых плит [Текст] :
доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для
студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по специальности 250403
"Технология деревообработки" / Е. М. Разиньков, Л. Н. Стадник; МГУЛ. - М.
: МГУЛ, 2010. - 144 с.
Дополнительная литература
1.Волынский В. Н. Технология древесных плит и композиционных
материалов [Текст] : учеб.-справ. пособие / В. Н. Волынский. - СПб.; М.;
Краснодар: Лань, 2010.- 336 с. - Электронная версия в ЭБС "Лань".
2. Леонович, А. А. Физико-химические основы образования древесных
плит [Текст] / А.А. Леонович. – Санкт-Петербург : Химиздат, 2003. – 192 с. Электронная версия в ЭБС "Лань".
3. Волынский, В. Н. Технология стружечных и волокнистых древесных
плит [Текст] : учеб. пособие по спец. 2602 "Технология деревообработки" / В.
Н. Волынский. – Таллин : Дезидерата, 2004. – 192 с. - Электронная версия в
ЭБС "Лань".
4. Разиньков Е. М. Технология и оборудование древесных плит и
композиционных материалов [Текст] : рек. УМО по образованию в области
лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов вузов / Е. М. Разиньков, В.
С. Мурзин; ВГЛТА. - Воронеж, 2012. - 228 с. - Электронная версия в ЭБС
ВГЛТА.
5. Криворотова А. И. Технология композиционных материалов и
изделий. Производство и применение древесно-полимерных композитов
[Текст] : рек. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия
для студентов высш. учеб. заведений / А. И. Криворотова, Ю. М. Довбыш; Мво образования и науки Рос. Федерации, Фед. гос. бюджет. образоват.
учреждение высш. проф. образования "Сиб. гос. технол. ун-т". - Красноярск :
СибГТУ, 2013. - 52 с.
43
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица 1
Коэффициент пересчета на условную плиту
толщиной 3,2 мм для сухого способа
Толщина плиты, мм
3,2
5,0
6,0
8,0
10,0
12,0
Коэффициент Кпересч.
1,0
1,53
1,78
2,21
2,34
2,62
Таблица 2
Нормативные и справочные данные для расчета норм расхода
древесного сырья и материалов на производство 1 тыс. м2 ДВП
Тип плиты
1
Сверхтвердые
Твердые
Твердые для
автостроения
Мягкие, мягкие
биостойкие
Полутвердые
Марка плиты
Толщина
плиты, мм
2
3
Мокрый способ производства
СТ, СТ-С;
2,5
Тгр.А, Т-Сгр.А,
3,2
Т-Пгр.А, Т-СП
4,0
гр.А
5,0
Тгр.Б, Т-Сгр.Б,
2,5
Т-Пгр.Б,
3,2
Т-СПгр.Б
4,0
5,0
ПН-280
2,5
ВП-600
5,5
2,5
М-1(М-2;
8,0
М-3)
12,0
16,0
Сухой способ производства
ПТс – 220 гр.А
6,0
8,0
12,0
10,0
46
Чистый расход волокна
кг/тыс. м2 (абс. сух.)
4
2300
2870
3720
4600
2200
2790
3640
4500
2200
4900
2350
2405 (1890; 1130)
3608 (2830; 1745)
5270 (3770; 2330)
4200
5600
8390
6990
Продолжение таблицы 2
1
Твердые
(нешлифованные)
2
Тс-300гр.А(Тс350)гр.А
Тс-400гр.А;
Тс-450гр.А
Сверхтвердые
СТс-500гр.А
Полутвердые
ПТс-220
гр.Б
Тс-300
гр.Б (Тс-350 гр.Б)
Твердые
(нешлифованные)
Тс-400 гр.Б,
Тс-450 гр.Б
Сверхтвердые
СТс-500 гр.Б
Твердые для
спецупаковки
Т-400С (Т-450С)
Твердые (шлифованные)
ТШ-1-350, ТШ-2350
45
3
5,0
6,0
8,0
10,0
5,0
6,0
8,0
10,0
5,0
6,0
8,0
10,0
6,0
8,0
10,0
12,0
5,0
6,0
8,0
10,0
5,0
6,0
8,0
10,0
5,0
6,0
8,0
10,0
6,0
8,0
5,0
6,0
8,0
10,0
4
4460 (4450)
5290 (5300)
6900 (6830)
8440 (8450)
4580
5490
7100
8620
4630
5550
7260
8810
4200
5600
6990
8390
4460 (4450)
5290 (5300)
6900 (6830)
8440 (8450)
4580
5490
7100
8620
4630
5550
7260
8810
5490
7100
4450
5300
6830
8450
Окончание таблицы 2
1
Твердые (шлифованные)
2
ТШ-1-400, ТШ-2400 (ТШ-1-450,
ТШ-2-450)
3
5,0
6,0
8,0
10,0
4
4600 (4580)
5520 (5490)
7100 (7100)
8620 (8620)
Таблица 3
Отходы при продольной и поперечной обрезке ДВП
Наименование плиты типа
Твердые мокрого способа производства
Сверхтвердые
производства
мокрого
способа
Твердые для автостроения
Мягкие, мягкие биостойкие мокрого
способа производства
Твердые, сверхтвердые, полутвердые
сухого способа производства
Ширина плиты, мм
2140
1700
1220
2140
1700
1220
2140
1700
1220
1220
1830
1220
46
Отходы , %
2,9
2,9
2,9
5,4
5,4
5,4
6,8
6,8
6,8
8,2
8,4
8,4
Таблица 4
Содержание отходов волокна в сточных водах при содержании гнили в щепе 5%
Тип плит
Вид древесного
сырья
Удельный вес
лиственных пород,
%
Мощность (годовая)
линии,
млн. м2
1
2
3
4
до 8
более 8
до 8
более 8
до 8
более 8
до 8
более 8
До 50
Все виды, кроме
шпона-рванины
Более 50
Содержание отходов волокна в сточных водах ,
%
без
с применением
волокноулавливателей волокноулавливателей
5
6
1,8
0,45
1,6
0,40
1,9
0,55
1,7
0,50
2,0
0,50
1,8
0,45
2,1
0,60
1,9
0,55
Твердые
до 8
более 8
до 8
более 8
До 50
Шпон-рванина
47
2,1
1,9
2,2
2,,0
0,75
0,70
0,85
0,80
Окончание таблицы 4
1
2
Все виды, кроме
шпона-рванины
Мягкие
Шпон-рванина
3
Более 50
4
до 8
более 8
до 8
более 8
5
2,3
2,1
2,4
2,2
6
0,80
0,75
0,90
0,85
До 50
Более 50
Более 50
Более 50
До 50
До 50
Более 50
Более 50
до 4
до 4
до 4
до 4
до 4
до 4
до 4
до 4
1,1
1,2
1,3
1,4
1,4
1,5
1,6
1,7
0,27
0,37
0,32
0,42
0,57
0,67
0,62
0,72
48
Таблица 5
Отходы волокна, связанные с промывкой емкостей
Тип плиты
1
Твердые
Сверхтвердые
Мягкие,
мягкие биостойкие
Мощность линии,
млн. м2
2
До 8
Более 8
До 8
Более 8
До 4
Отходы волокна, связанные с
промывкой емкостей (qёмк.), %
3
0,10
0,07
0,10
0,07
0,05
Таблица 6
Потери при сушке, транспортировке и формировании ковра сухим способом
Содержание лиственных пород в сырье для
производства волокна, %
Более 50
До 50
Потери, %
5,0
4,5
Таблица 7
Отходы при шлифовании плит сухого способа производства
Наименование
Типы плит
Марки плит
1
2
ТЩ1-350,
ТЩ1-400,
ТЩ1-450
Плиты дверные
ТЩ2-350,
ТЩ2-400,
ТЩ2-450
49
Толщина плит после
шлифования, мм
Отходы при
шлифовании, %
3
5,0
6,0
8,0
10,0
5,0
6,0
8,0
10,0
4
16,0
13,0
10,0
8,0
30,0
25,0
18,8
15,0
Таблица 8
Выход массы при продолжительности пропарки щепы в камере дефибратора
1 мин, t = 185 0С, давлении пара 1,1 МПа в процессе производства ДВП
мокрым способом
Вид сырья
1
Все виды древесного
сырья, кроме щепы из
тонкомерных деревьев
и сучьев
Породы
древесины
Содержание
коры, %
2
Хвойные
Лиственные и
лиственница
Щепа из тонкомерных
деревьев и сучьев
Хвойные
Лиственные и
лиственница
50
Выход массы при содержании
гнили, %
0
5
10
20
3
0
4
8
12
16
20
0
4
8
12
16
20
4
93,7
93,2
92,7
92,1
91,6
91,1
92,0
91,0
90,0
89,0
88,0
87,0
5
93,0
92,5
92,0
91,4
90,9
90,4
91,5
90,6
89,7
88,8
87,9
86,9
6
92,3
91,8
91,3
90,8
90,3
89,8
91,0
90,2
89,4
88,6
87,8
86,9
7
91,0
90,6
90,0
89,6
89,0
88,5
90,0
89,4
88,8
88,2
87,6
86,9
0
4
8
12
16
20
0
4
8
12
16
20
90,7
90,2
89,7
89,1
88,6
88,1
89,0
88,0
87,0
86,0
85,0
84,0
90,0
89,5
89,0
88,.4
87,9
87,4
88,5
87,6
86,7
85,8
84,9
83,9
89,3
88,8
88,3
87,8
87,3
86,8
88,0
87,2
86,4
85,6
84,8
83,9
88,0
87,6
87,0
86,6
86,0
85,5
87,0
86,4
85,8
85,2
84,6
83,9
Таблица 9
Поправочные коэффициенты выхода массы в зависимости
от температуры и длительности термообработки
Температура
пропаривания, 0С
1
195 (190)
190
185 (180)
180
176 (170)
Продолжительность
пропаривания, мин
2
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
51
Коэффициент Кmn
3
0,985 (0,998)
0,979 (0,988)
0,978 (0,983)
0,977 (0,982)
0,974 (0,981)
0,972 (0,979)
0,968 (0,977)
0,998
0,988
0,983
0,982
0,981
0,979
0,977
1,000 (1,007)
0,997 (1,003)
0,993 (1,000)
0,991 (0,998)
0,989 (0,996)
0,986 (0,993)
0,983 (0,990)
1,007
1,003
1,000
0,998
0,996
0,993
0,990
1,014 (1,021)
1,010 (1,017)
1,007 (1,014)
1,005 (1,012)
1,003 (1,009)
1,000 (1,006)
0,997 (1,003)
Окончание табл. 9
1
170
165 (160)
160
155
2
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
3
1,021
1,017
1,014
1,012
1,009
1,006
1,003
1,023 (1,031)
1,024 (1,030)
1,016 (1,024)
1,018 (1,025)
1,012 (1,026)
1,012 (1,020)
1,006 (1,013)
1,031
1,030
1,024
1,025
1,020
1,019
1,013
1,040
1,036
1,033
1,031
1,029
1,025
1,022
52
Таблица 10
Поправочный коэффициент для расчета выхода массы в зависимости от
количества мелкой фракции и поддона
Количество мелкой фракции и поддона, %
Поправочный коэффициент
0
1,000
10
0,992
20
0,984
Примечания: 1 - Промежуточные значения выходов массы и коэффициентов находят
методом интерполяции; 2 - Выход массы из макулатуры составляет 98 %.
Таблица 11
Выход древесного волокна при производстве древесно-волокнистых
плит сухим способом
Наименование оборудования
Дефибраторы фирмы “Земак” (ПНР-RT-70, RT-70М)
Установка горячего размола (дефибратор УIP-02)
Пропарочно-размольная установка фирмы “Бауэр” (США –
418, 458)
Пропарочно-размольная установка “Енсо”
(Финляндия)
Выход древесного волокна, %
97,0
98,0
98,0
98,0
Таблица 12
Выход сортированной щепы
Вид древесного сырья
Отходы древесные:
- отходы лесопиления и деревообработки (кроме шпонарванины)
- отходы лесозаготовок (сучья, ветви, вершинки, отрезки
хлыстов, бревен)
- шпон-рванина
Дрова для гидролизного производства и изготовления древесных плит
Дрова для отопления, сухой перегонки и углежжения
Сырье древесное тонкомерное
53
Выход щепы, %
92
91
80
92
88
92
Таблица 13
Выход древесины при разделке (колке)
Вид древесного сырья
Дрова для гидролизного производства и изготовления
древесных плит
Дрова для отопления, сухой перегонки и углежжения
Выход древесины, % от объема
сырья, поступающего на разделку (колку)
98,5
97,0
Таблица 14
Эквиваленты замены различных видов древесного сырья
Тип древесного сырья
Дрова для гидролизного производства и изготовления
древесных плит по ОСТ 13-200-85
Отходы древесные по ТУ 13539-85:
- отходы лесопиления и деревообработки
- отходы лесозаготовок
- карандаши
- шпон-рванина
- опилки
Щепа технологическая по ГОСТ 15815-83:
- марки ПВ
- марки Ц-1, Ц-2, Ц-3
Сырье древесное тонкомерное по ГОСТ 23827-79
Дрова для отопления по ГОСТ 3243-46
Щепа технологическая из тонкомерных деревьев и сучьев по
ТУ 13-785-83
Макулатура ГОСТ 10700-75
Отходы ЦБП
Эквивалент замены
1,00
0,85
1,10
0,91
1,12
1,16
0,91
0,88
0,96
1,15
0,94
0,80
0,80
Таблица 15
Коэффициенты, учитывающие величину обрезки сырого ковра
Подгруппа плит
Коэффициент обрезки
1,08
1,08
1,08
1,03
1,03
Сверхтвердые
Твердые
Твердые для автостроения
Мягкие
Мягкие биостойкие
54
Таблица 16
Дозировка гидрофобных материалов в производстве твердых ДВП мокрым способом
Наименование гидрофобных материалов
При использовании
осадителей
2
Серная кислота
упрочняющих
3
-
Гач дистиллятный марки 1-7
То же
Серная кислота
Фенолоформальдегидная смола
марки СФЖ-3066
Фенолоформальдегидная смола
марки СФ-3024Б
Альбумин
То же
То же
Алюминий
сернокислый
То же
Парафин
Серная кислота
-
Парафин
Серная кислота
То же
То же
Фенолоформальдегидная смола
марки СФЖ-3066
Фенолоформальдегидная смола
марки СФ-3024Б
1
Гач дистиллятный, марки 1-7
То же
То же
То же
Альбумин
55
Значения дозировок, % к абс. сухому волокну, при
использовании доли древесного сырья лиственных пород,
%
до 15
16-30
31-50
51-70
71-100
4
5
6
7
8
1,0
1,1
1,1
1,2
1,2
1,2
1,3
1,3
1,4
1,4
0,9
0,9
1,0
1,0
1,1
0,9
0,9
1,2
1,3
1,4
0,9
0,9
1,0
1,0
1,1
0,9
0,9
1,2
1,3
1,4
0,9
0,9
1,1
1,1
1,2
0,9
0,9
1,3
1,4
1,5
1,0
1,0
1,1
1,1
1,2
1,1
1,2
1,2
1,3
1,3
0,9
0,9
1,1
1,1
1,2
0,9
0,9
1,3
1,4
1,5
0,8
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
1,0
1,1
1,1
1,1
0,7
0,7
0,8
0,8
0,9
0,7
0,7
1,0
1,1
1,2
0,7
0,7
0,8
0,8
0,9
0,7
0,7
1,0
1,1
1,2
Окончание табл. 16
1
2
То же
То же
То же
Алюминий
сернокислый
Серная кислота
Парафин
3
4
0,7
0,7
0,8
0,9
0,7
0,7
Альбумин
Альбумин
5
0,7
0,8
0,8
1,0
0,7
0,8
6
0,9
1,1
0,9
1,0
0,9
1,1
7
0,9
1,2
1,0
1,1
0,9
1,1
8
1,0
1,3
1,0
1,1
1,0
1,3
Примечания: 1. В числителе – значения показателей для технологических линий мощностью более 8 млн.м2,
в знаменателе – мощностью менее 8 млн.м2 плит в год.
Дозировка парафина и гача даны в товарном исчислении (пересчеты не производят).
2. Дозировки лигносульфонатов марки Ж (50 % сухого вещества):
- для приготовления эмульсии гача (рецептура I) в 11 раз меньше соответствующих дозировок гача;
- для приготовления эмульсии парафина в 4,4 раза меньше соответствующих дозировок парафина.
При использовании лигносульфонатов с другим содержанием сухих веществ (Сm) расчет дозировки (Dm) производят по формуле
Dm =
D ′m ⋅ 50
, %,
С′m
где D′m – дозировка лигносульфонатов 50 % - ной концентрации, %.
3. Дозировки синтетических жирных кислот (в товарном исчислении) и аммиака (25%-ной концентрации) для приготовления
эмульсии гача (рецептура 2) в 6 раз меньше дозировок гача.
4. Дозировки каустической соды (содержание едкого натра в растворе 42-44 %) для приготовления эмульсии гача (рецептура 1) в
15 раз меньше дозировок лигносульфонатов.
5. Дозировка каустической соды (содержание едкого натра в растворе 42-44 %) для чистки одежды пресса – 3,5 кг/тыс.м2 плит.
56
Таблица 17
Дозировка материалов для осаждения гидрофобных эмульсий в производстве ДВП мокрым способом
Наименование
осадителей
Наименование
используемых упрочняющих
добавок
1
Серная кислота
2
-
Серная кислота
Фенолоформальдегидная
марки СФЖ-3066
смола
Серная кислота
Фенолоформальдегидная
марки СФЖ-3024Б
Альбумин
смола
То же
Алюминий
сернокислый
То же
Квасцы
алюмокалиевые
То же
Альбумин
Альбумин
Значения дозировок, % к абс. сухому волокну, при
использовании доли древесного сырья лиственных пород, %
до 15
3
0,1
0,2
0,2
0,2
16-30
4
0,3
0,5
0,2
0,3
31-50
5
0,3
0,5
0,2
0,4
51-70
6
0,3
0,5
0,3
0,5
171-100
7
0,3
0,5
0,5
0,6
0,2
0,2
0,2
0,2
1,0
1,1
1,1
1,2
1,4
1,54
1,54
1,68
0,2
0,3
0,2
0,3
1,2
1,4
1,1
1,2
1,68
1,96
1,54
1,68
0,2
0,4
0,2
0,3
1,2
1,4
1,3
1,5
1,38
1,96
1,82
2,10
0,3
0,5
0,3
0,4
1,2
1,4
1,3
1,5
1,68
1,96
1,82
2,10
0,5
0,6
0,3
0,4
1,2
1,4
1,4
1,5
1,68
1,96
1,96
2,10
Примечания:
1. В числителе – значения показателей для технологических линий мощностью более 8 млн.м2, в знаменателе – мощностью менее 8
млн.м2 плит в год.
2. Дозировки серной кислоты приведены в товарном исчислении для технической серной кислоты с содержанием моногидрата
92,5 %. При использовании серной кислоты других марок и с другим содержанием моногидрата производят пересчет по
формуле
57
Dm =
D ′m ⋅ 92,5
, %.
С′m
3. Дозировки алюминия сернокислого приведены в товарном исчислении с содержанием Al2O3 14 %. При использовании
алюминия сернокислого с другим содержанием Al2О3 производят пересчет по формуле
Dm =
58
D′m ⋅ 14
, %.
С′m
Таблица 18
Дозировка гидрофобных материалов в производстве ДВП
сухим способом
Наименование материалов
Гач дистиллятный
Парафин нефтяной
Церезиновая композиция
Дозировка к массе абс.сухого волокна,
(Dмат)
2,0
1,3
1,5
59
Таблица 19
Дозировка упрочняющих материалов в производстве твердых ДВП мокрым способом
Типы плит
Сверхтвердые
Твердые группы
А
Наименование материала
Фенолоформальдегидная
смола марки ОФ-3024Б
Фенолоформальдегидная
смола марки ОФК-3066
Альбумин черный
технический очищенный
Смола марки ОФ-3024Б
Смола марки ОФЖ-3066
Альбумин
Значение дозировок, % к массе при использовании лиственных пород, в %
до 15
16-30
31-50
51-70
71-100
0,8
0,8
0,9
0,9
0,5
0,6
0,8
0,8
0,9
0,9
0,5
0,5
0,9
0,9
1,0
1,0
0,5
0,6
0,9
0,9
1,0
1,0
0,5
0,6
1,0
1,0
1,1
1,1
0,6
0,7
1,0
1,0
1,1
1,1
0,6
0,7
1,1
1,2
1,2
1,3
0,7
0,8
1,1
1,2
1,2
1,3
0,7
0,8
1,2
1,3
1,3
1,4
0,8
0,9
1,2
1,3
1,3
1,4
0,8
0,9
60
Окончание табл. 19
Твердые для
автостроения
Смола марки СФ-3024Б
Смола марки СФ-3024Б
0,8
0,8
0,9
0,9
0,5
0,6
_
0,9
0,9
1,0
1,0
0,5
0,6
_
Смола марки СФЖ-3066
_
_
Альбумин
_
_
Смола марки СФЖ-3066
Альбумин
Твердые группы
Б
1,0
1.0
1,1
1,1
0,6
0,7
0,8
0,9
0,9
1,0
0,5
0,6
1,1
1,2
1,2
1,3
0,7
0,8
0,9
1,0
1,0
1,1
0,6
0,7
1,2
1,3
1,3
0,8
0,9
1,0
1,1
1,1
1,2
0,7
0,8
Примечание:
1. В числителе – значения показателей для технологических линий мощностью более
8 млн. м2 плит, в знаменателе – мощностью менее 8 млн. м2 плит.
2. Дозировка формалина (40 %) или извести (50 %) для приготовления альбуминового клея снижаются в 10 раз по сравнению с
соответствующими дозировками альбумина.
т
3. Дозировка фенолоформальдегидных смол приведена для абс. сухого состояния (Dm). Пересчет дозировки на товарную смолу ( D m )
производят по формуле
т
Dm
=
D m × 100
, %,
Cm
где Сm - содержание сухого остатка в смоле, %.
61
Таблица 20
Дозировка упрочняющих добавок в производстве
древесно-волокнистых плит сухим способом
Наименование материала
Смола
фенолоформальдегидная
СФЖ-3014
Марки плит
Птс-220
Тс-300
Тс-350
ТШ1-350
ТШ2-350
Тс-400
ТШ1-400
Т-400с
ТШ2-400
Тс-450
ТШ1-450
ТШ2-450
Т-450с
СТс-500
Дозировка, % к массе абс.
сух. волокна
7,0
2,2
3,0
3,0
3,0
4,2
4,2
4,2
4,2
4,8
4,8
4,8
4,6
6,0
Таблица 21
Дозировка материалов для пропитки плит в производстве
сверхтвердых древесно-волокнистых плит мокрым способом
Наименование материала
Пропитывающие составы:
№ 1:
масло талловое сырое
сиккатив свинцовомарганцевый масляный
№ 2:
масло талловое сырое
гач
Примечание.
Соотношение
компонентов
пропиточного состава,
%
Значение дозировок, % к
абсолютно сухой массе
непропитанной плиты
100,0
93,5
10,00
9,35
6,5
0,65
100,0
10,00
70,0
7,0
30,0
3,0
Дозировки пропитывающих материалов приведены в
товарном исчислении (пересчеты не производят).
62
Таблица 22
Дозировка гидрофобных материалов в производстве мягких и мягких биостойких ДВП
Наименование
гидрофобных
материалов
Значения дозировок
при использовании лиственных пород, %
до 15
16-30
31-50
Гач дистилятный
1,6
1,6
1,6
1,8
1,8
1,8
Парафин
1,3
1,3
1,3
1,5
1,5
1,5
Примечание. В знаменателе – значения дозировок при использовании макулатуры.
51-70
1,8
2,0
1,5
1,7
71-100
1,8
2,0
1,5
1,7
Таблица 23
Дозировка материалов для осаждения гидрофобных эмульсий в
производстве мягких и мягких биостойких плит
Наименование
осадителя
Алюминий сернокислый
Серная кислота
Квасцы алюмокалиевые
Наименование
антисептика
Пентахлорфенолят натрия
Пентахлорфенолят натрия
-
1,3
1,8
0,6
0,9
1,8
63
Значения дозировок
при использовании лиственных пород, %
1,3
1,3
1,5
1,8
1,8
2,0
0,6
0,6
0,7
0,9
0,9
1,0
1,8
1,8
2,1
1,5
2,0
0,7
1,0
2,1
Таблица 24
Содержание материалов и технологические потери в
производстве мягких биостойких плит
Наименование
материалов
Наименование
продукции
Пентахлорфенолят
натрия
Кремнефтористый
аммоний
Анилид
салициловой
кислоты
Содержание
материалов в
плите, % к массе
плиты
Потери
материалов, % к
массе плиты
М-1
М-2
М-3
1,4
1,4
1,4
0,2
0,2
0,2
М-1
М-2
М-3
0,8
0,8
0,8
0,1
0,1
0,1
М-1
М-2
М-3
4,2
4,2
4,2
0,2
0,2
0,2
Таблица 25
Коэффициент, учитывающий потери материала
в производстве ДВП
Материалы
1
Парафин
Гач
Серная кислота
Алюминий сернокислый
Квасцы алюмокалиевые
Мощность линии (Nj),
млн. м2
2
Гидрофобные материалы
Коэффициент потерь
3
<8
1,025
≥8
1,012
<8
1,030
≥8
Осадители
1,015
<8
1,005
≥8
1,003
<8
1,050
≥8
1,030
<8
1,005
46
1
2
≥8
<8
1,050
≥8
Упрочняющие материалы
1,030
<8
1,030
≥8
1,020
<8
1,030
≥8
1,020
<8
1,050
≥8
Пропитывающие материалы
1,030
Глинозем
Смола СФЖ-3066
Смола СФ-3024Б
Альбумин
Масло талловое сырое
Сиккатив свинцовомарганцевый
Окончание таблицы 25
3
1,003
<8
1,080
≥8
1,080
<8
1,080
≥8
1,080
Антисептики
Аммоний
кремнефтористый
Пентахлорфенолят натрия
Препарат ББ-32
Анилин салициловой
кислоты
<8
1,030
≥8
1,020
<8
1,030
≥8
1,020
<8
1,030
≥8
1,020
<8
1,030
≥8
1,020
65
Таблица 26
Коэффициент пересчета физических объемов выпуска древесно-волокнистых
плит в условную плиту толщиной 3,2 м для сухого способа производства
Толщина плиты, мм
3,2
5,0
6,0
8,0
10,0
12,0
Коэффициент пересчёта
1,00
1,53
1,78
2,21
2,34
2,64
Таблица 27
Нормативы расхода лакокрасочных материалов исходной вязкости
при получении лакокрасочных покрытий на древесно-волокнистых
плитах методом вальцевания и налива
Наименование лакокрасочного
материала
1
Шпатлевки:
МЧ-0054
НЦ-008
Грунтовки:
ГФ-032
МЧ-042
НЦ-0135
Оптимальная
толщина
слоя мкм
2
30
35
35
35
25
35
40
5
10
15
66
Норматив
расхода на один
слой в исходной
вязкости, г/м2
при
при
наливе
вальцев
ании
3
4
Норматив
расхода
растворителя,
г/м2
при
при
наливе
вальце
вании
5
6
120
115,8
-
108,6
122,2
90
46,8
45,2
-
8,6
9,8
-
135,0
124,3
99,2
35,0
69,8
-
25,7
23,6
23,8
5,6
-
Окончание таблицы 27
1
Эмали:
МЛ-242
МЛ-12
(светло-бежевая и кофейная)
НЦ-25
ПФ-115
Лаки:
НЦ-2101
НЦ-218
НЦ-243
МЧ-270
МЧ-52
Импортные лакокрасочные материалы
Шпатлевка водорастворимая
коричневая, основа 81006 (ФРГ,
«Фоттелер»)
Грунтовка водорастворимая
печатная, основа 81010 (ФРГ,
«Фоттелер»)
Грунтовки польские на
нитроцеллюлоэной основе
Печатные краски
водорастворимые на основе 87101
для трехцветной печати (ФРГ,
«Фоттелер»)
Печатные краски польские
«Полифабр» на виниловой основе
Печатные краски «Рейхоль хеми»
Лак бесцветный 25-138-55/0000(ФРГ,»Фоттелер»)
2
3
4
5
6
45
135,2
-
25,7
-
50
30
45
137,9
140,4
135,0
-
26,2
40,7
25,7
-
6
25
25
20
15
40
35
122,2
104,4
119,0
95,2
116,1
30,0
37,7
-
23,2
30,2
22,6
18,1
22,1
3
-
-
-
100
-
-
-
-
40…5
0
-
-
-
-
-
-
-
-
40…5
0
5
-
-
-
-
5
-
-
-
80
5
-
-
-
-
-
40
-
-
Примечания:
1) Для нанесения шпатлевок методом налива растворитель берется с учетом
доведения их до рабочей вязкости.
67
2) Нормативы расхода печатных красок приведены на один вал.
3) Расход шпатлевки на обработку сетчатой стороны ДВП:
- чистый расход – 150 г/м2;
- с учетом потерь и характеристики поверхности – 200 г/м2.
4) Для 1-го т 2-го слоев покрытия нормативы расхода умножают на коэффициент
по табл. 30.
5) Нормативы по толщинам 25; 5; 6 мкм соответственно для шпатлевки, грунтовки,
лака приведены для оборудования фирмы «Бизон-франс».
Таблица 28
Справочные данные для расчета и расхода растворителей
Лакокрасочные
материалы
1
Шпатлевки:
МЧ-0054
НЦ-008
Грунтовки:
ГФ-017
ГФ-032
МЧ-042 белая
ГФ-021
Фоновые
грунтовки:
НЦ-0135
Эмали:
МЛ-12
Слоновая кость
Светло-бежевая
Кофейная
Красная
Белая
Черная
Нормативно-техническая
документация
2
Плотность
сухой
пленки, г/м2
3
Содержание
нелетучих
веществ, %
4
Степень
разбавления, %
5
ТУ 6-10-1536-75
ГОСТ 10277-76
2,91
2,20
89,5
70,0
20
25
ОСТ 6-10 128-79
ТУ 6-10-6 –79
ГОСТ 10982-75
ГОСТ 25129-82
1,90
1,98
1,86
1,91
49
54
63
55
15
15
15
15
ТУ 6-10-1614-77
2,20
35
20
1,35
1,31
1,31
1,31
1,44
1,19
53
50
50
50
50
44
15
15
15
15
15
15
ГОСТ 9754-76
68
Окончание таблицы 28
1
МЛ-242 белая
ПФ-115:
Белая
МЧ-181
2
ГОСТ 10982-75
ГОСТ 6465-76
НЦ-25
Лаки:
НЦ-218
НЦ-243
МЧ-52
Д-2101
МЧ-270
3
4
5
1,57
55
15
60
65…71
15
15
ГОСТ 5406-73
1,71
1,45…1,5
5
1,60
36
15
ТУ4976-76
ГОСТ 4976-83
ТУ 6-10-767-80
ТУ 6-10-1615-77
ТУ 6-10-1186-76
1,23
1,30
1,45
1,30
1,13
31
23
46
28
50
25
15
15
15
15
ТУ 6-10-720-79
Таблица 29
Коэффициенты полезного использования лакокрасочных материалов
Метод нанесения лакокрасочных материалов
Налив
Вальцевание
КП
0,95
0,90
Таблица 30
Коэффициенты, учитывающие характеристику окрашивания поверхности
Характеристика поверхности
Древесно-волокнистая плита
шлифованная
Коэффициент на соответствующий слой
покрытия
первый
второй
последующие
1,40
1,20
1,00
Таблица 31
Коэффициент, учитывающий отходы древесно-волокнистых
плит при производстве плит с лакокрасочным покрытием (КD)
Плита-основа под отделку
КD
Древесноволокнистые плиты мокрого и сухого способов производства
1,03
Примечание. Потери лакокрасочных материалов с отходами древесно-волокнистых
плит учтены в коэффициенте
69
Таблица 32
Чистый расход красителя и коэффициент потерь при производстве
плит Т410У, пропитанных красителем
Значение показателей, кг/тыс. м2 плит
Наименование показателей
Чистый расход красителей (т)
Светло-коричневого № 16
Красновато-коричневого № 2, 3, 4
Темно-коричневого № 15
Импортных типа тонаксилов
Коэффициент потерь (Кпк)
2,0
5,0
1,05
Таблица 33
Коэффициенты пересчета гидрофобных материалов в
условный парафин
Парафин
Гач
Церезиновая композиция
1,00
0,80
0,84
Таблица 34
Коэффициенты пересчета осадителей в условную серную кислоту
Серная кислота
Алюминий сернокислый
Алюмокалиевые квасцы
1,00
0,25
0,20
Таблица 35
Коэффициенты пересчета упрочняющих материалов в условную
фенолоформальдегидную смолу
Фенолоформальдегидная смола
Альбумин черный технический
1,00
1,65
Таблица 36
Коэффициенты пересчета материалов для производства биостойких плит
Пентахлорфенолят
натрия
Кремнефтористый
аммоний
1,00
1,75
Препарат ББК-3
0,44
70
Анилид-салициловая кислота
0,33
Содержание
Практическая работа № 1 Требования к древесноволокнистым
плитам по российским стандартам……………………………………………..4
(4 ч)
Практическая работа № 2 Требования к древесным плитам
по европейским стандартам…………………………………………………….6
(2ч)
Практическая работа № 3 Расчет сырья и материалов в
производстве ДВП……………………………………………………………….8
(8 ч)
Практическая работа № 4 Технические требования к ДСтП на
синтетических смолах по европейскому стандарту…………………………...19
(4 ч)
Практическая работа № 5 Определение геометрической формы и
размеров древесных частиц……………………………………………………..22
(2 ч)
Практическая работа № 6 Получение и испытание масс древесных
прессовочных…………………………………………………………………..
(6 ч)
Практическая работа № 7 Получение образцов из масс древесных
прессовочных методом прессования……………………………………………
(4 ч)
Практическая работа № 8 Определение эффективности пропитки
древесины………………………………………………………………………..
(2ч)
71
72
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа