Общие понятия и способы получения полимеров для производства ДСП

Для производства древесных плитных материалов и пластиков в качестве одного из основных компонентов применяют связующие органического или неорганического происхождения. Связующие вещества различны как по своим свойствам, так и по условиям применения. Поэтому классифицировать их необходимо по нескольким основным признакам.

По происхождению связующие вещества делятся на две группы — синтетические (органические) и природные. Синтетические связующие в свою очередь подразделяются: по методу получения на поликонденсационные и полимеризационные; по отношению к нагреванию на термореактивные и термопластичные. Термореактивные — необратимо переходящие при нагревании в твердое, нерастворимое состояние; термопластичные — способны многократно размягчаться при нагревании и затвердевать при охлаждении.

В производстве плитной продукции наиболее широко применяются синтетические связующие, основной компонент которых — полимеры (или олигомеры) термореактивного типа. Получение таких полимеров основано на реакциях поликонденсации исходных компонентов (мономеров), а использование — на их способности при определенных условиях переработки образовывать прочные и жесткие клеевые соединения, что обеспечивает прочность и формоустойчивость плитных материалов, полученных с их применением.

Связующее редко состоит из одного полимера, в его состав могут входить катализаторы отверждения, стабилизаторы (замедлители), растворители, пластификаторы, пенообразователи и другие технологические добавки. Эти компоненты имеют различное назначение: отвердители — катализаторы отверждения — обеспечивают образование трехмерной структуры, увеличивают скорость отверждения; растворители позволяют понизить вязкость и концентрацию; пластификаторы снижают хрупкость отвержденного полимера; стабилизаторы увеличивают жизнеспособность связующего; пенообразователи увеличивают объем связующего, что позволяет снизить его расход.

В производстве плит из синтетических смол в качестве основы связующего наиболее широко используются карбамидоформальдегидные, фенолоформальдегидные и карбамидомеламнноформальдегидные.

При изготовлении специальных видов плит применяют неорганические, минеральные, связующие, такие, как цемент, каустический магнезит и жидкое стекло. Плиты, полученные с применением этих связующих, обладают достаточно высокой прочностью, огне- , био- , атмосферостойкостью, что обеспечивает возможность их использования в строительстве.

Требования, предъявляемые к смолам и связующим

Знание основных закономерностей процесса изготовления древесных плит, является необходимым условием для формирования перечня требований, предъявляемых к смолам и связующим в производстве плит. Выбор вида связующего производится в зависимости от назначения плит и способа их производства. Основными и, во многом универсальными, требованиями к смолам н связующим являются следующие: доступность сырьевой базы для синтеза смол; простота технологии синтеза и их дешевизна; стабильность при хранении; растворимость в доступных растворителях; высокая скорость отверждения при переработке; хорошая адгезионная и когезионная прочность; нетоксичность и ряд других.

Применение смол и связующих в производстве плит имеет свои особенности, связанные с необходимостью равномерного распределения сравнительно малого количества связующего по большой поверхности древесных частиц и с необходимостью создания оптимальных условий отверждения связующего в каждом слое плит. Таким образом, связующие для изготовления плит должны иметь пониженную вязкость и возможность регулирования скорости их отверждения в требуемых пределах за счет катализаторов. Следует отметить, что существенным, для получения продукции хорошего качества, является высокая адгезионная прочность склеивания и достаточная когезионная прочность отвержденного связующего.

Основные положения теории адгезии

Под адгезией понимают молекулярную связь между поверхностями приведенных в контакт разнородных тел.

Разнообразие и сложность проблем, связанных с адгезией, приводят к известным противоречиям во взглядах на механизм адгезии, к появлению разнообразных теорий адгезии.

Об адгезии обычно судят по разрушению адгезионного слоя, определяемому методами отрыва или расслаивания. Прочность адгезионного соединения зависит не только от молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз, но н от условий формирования соединений, механических характеристик соединяемых материалов (когезионных).

Адсорбционная теория адгезии была одной из первых, рассматривающих адгезию как результат проявления сил межмолекулярного взаимодействия между адгезивом и субстратом. Согласно адсорбционной теории адгезии молекулярное взаимодействие между адгезивом и субстратом начинается после достижения контакта между ними. Этому процессу способствуют повышение температуры и давления, применение раствора адгезива, введение в адгезив пластификатора.

Молекулярная теория адгезии, как и адсорбционная, базируется на молекулярном взаимодействии адгезива с субстратом, а также на когезионных свойствах соединяемых материалов. Она объясняет молекулярное взаимодействие между полярными группами в компонентах системы на границе раздела адгезив — субстрат, а также взаимодействие функциональных групп, образуемых в результате каталических реакций при контакте с поверхностью субстрата.

Электрическая теория адгезии базируется на явлениях контактной электризации на границе двух диэлектриков или диэлектрика и металла, в результате которой происходит ориентация диполей. Согласно этой теории при контакте или разделении разнородных поверхностей на них возникает разность электрических потенциалов — как на обкладках конденсатора за счет ориентации диполей. Электрическая теория не объясняет образования адгезионной связи между полимерами, близкими по своей природе, а также неполярными полимерами.

Химическая теория адгезии объясняет адгезионные и когезионные свойства контактирующих поверхностей при склеивании силами химического взаимодействия. Химические связи могут возникнуть между молекулами адгезива и субстрата, имеющими в своей структуре функциональные группы. Но при этом четкой границы между адгезиями за счет физических и химических сил установить невозможно.

Как видно из рассматриваемого материала, нет единой теории адгезин. В каждом отдельном случае адгезия зависит от природы субстрата и адгезива и преобладает тот или другой вид адгезии. В некоторых случаях адгезия объясняется действием одновременно двух или нескольких из рассмотренных факторов.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Copyright © 2017 Современные технологии обработки древесины. All Rights Reserved.
При использовании материалов сайта гиперссылка на www.technologywood.ru обязательна.