Влияние технологических факторов на свойства древесностружечных плит
Физико-механические свойства древесно-стружечных плит определяются технологией их производства. Меняя в определенных пределах различные технологические факторы, можно придать плитам определенные свойства. Это позволяет расширить область применения древесно-стружечных плит и одновременно снизить затраты на их производство.
Чтобы рационально организовать производство древесностружечных плит, необходимо знать влияние основных технологических факторов на показатели физико-механических свойств плит. Такими факторами являются: плотность плит, вид и количество добавляемого связующего, форма и размеры древесных частиц, порода древесины, примесь коры и содержание пыли в стружке, влажность осмоленных древесных частиц перед началом прессования, температура прессования и продолжительность выдержки прессуемых плит в прессе, конструкция плит и др.
Плотность плит. Самое существенное влияние на основные свойства древесно-стружечных плит оказывает их плотность. Из графиков видно, что с увеличением плотности прочность плит резко повышается, водопоглощение уменьшается, а разбухание увеличивается. Водопоглощение и разбухание особенно интенсивно происходят в первые два часа вымачивания в воде, при дальнейшем вымачивании интенсивность водопоглощения значительно снижается. С увеличением плотности плит резко увеличивается удельное сопротивление выдергиванию гвоздей и шурупов, особенно для плит плотностью выше 600 кг/м3.
Повышение показателей физико-механических свойств древесностружечных плит путем увеличения их плотности не всегда возможно и целесообразно, так как при этом, во-первых, увеличивается расход древесного сырья и связующего, во-вторых, увеличивается масса готовых изделий, например мебели. В этом случае повышения показателей механических свойств добиваются за счет других технологических факторов, например, увеличения содержания связующего. Наилучшими плитами являются такие, у которых при относительно невысокой плотности высокие показатели физико-механических свойств. Таким требованиям удовлетворяют плиты плотностью 650...700 кг/м.
Однако в некоторых случаях для обеспечения требуемой прочности необходимо изготовлять плиты большей плотности. Например, при изготовлении плит с мелкоструктурной поверхностью, когда для наружных слоев используются мелкие древесные частицы и даже шлифовальная пыль, плиты невысокой плотности обладают низкой прочностью на изгиб. Чтобы увеличить прочность на изгиб от 18 МПа и более, изготовляют плиты повышенной плотности; требуемая плотность зависит от доли наружных слоев в общей массе плиты.
Вид и количество добавляемого связующего. В качестве связующего вещества в производстве древесно-стружечных плит применяют главным образом, карбамидоформальдегидные и значительно реже фенолоформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы. При добавлении одинакового количества этих связующих получаются древесно-стружечные плиты практически с одинаковыми показателями механических свойств. Плиты, изготовленные на основе фенолоформальдегидных и меламиноформальдегидных смол, обладают тем преимуществом, что имеют большую водостойкость.
Количество добавляемого связующего влияет на показатели физико-механических свойств древесно-стружечных плит.
Чем больше связующего (в известных пределах) добавляется к стружке, тем выше показатели физико-механических свойств древесностружечных плит. Однако стоимость связующего вещества составляет 25...30 % себестоимости плит, поэтому увеличение его расхода ведет к повышению себестоимости плит.
При изготовлении однослойных и многослойных плит рекомендуются следующие нормы расхода связующего вещества: при использовании древесины хвойных пород 10 %; ольхи, березы и липы — 11 %; бука и осины — 12 %.
Для плит плотностью 700 кг/м3 увеличение содержания связующего от 6 до 12 % повышает предел прочности при статическом изгибе от 22,0 до 31,5 МПа. Примерно такое же повышение прочности плит можно получить за счет увеличения плотности от 700 до 800 кг/м3. Таким образом, в тех случаях, когда при использовании древесно-стружечных плит их плотность не имеет значения, более целесообразно повышать прочность плит за счет увеличения плотности, а не за счет содержания связующего.
Форма и размеры древесных частиц. Для производства плит используют древесные частицы различной формы и размеров. Наиболее прочные древесно-стружечные плиты получаются из специально изготовленной (резаной) стружки. Из графика видно, что прочность плит из специально изготовленной (резаной) стружки значительно выше, чем плит из дробленки, стружки-отходов от строгальных станков и опилок при одной и той же плотности и одинаковом количестве добавляемого связующего.
С увеличением длины стружки до 50 мм прочность плит увеличивается, при дальнейшем увеличении длины интенсивность повышения прочности резко падает. Однако длинная стружка вызывает затруднения при транспортировании, смешивании со связующим, формировании стружечного ковра, поэтому при производстве плит длина стружки, как правило, не превышает 20...40 мм. С увеличением ширины стружки прочность плит падает, поэтому в практике используют стружку шириной до 12 мм. Ширина стружки имеет большое значение для получения требуемого класса шероховатости поверхности плит.
Наибольшее влияние на показатели механических свойств древесностружечных плит оказывает толщина стружки, которая определяет отношение площади поверхности к массе стружки. Но так как расход смолы устанавливается по массе, то количество связующего, приходящегося на единицу поверхности стружки, зависит от ее толщины.
С увеличением толщины стружки прочность плит уменьшается; особенно резко прочность снижается, если толщина стружки повышается до 0,6 мм. При дальнейшем увеличении толщины интенсивность падения прочности плит резко замедляется.
Для изготовления древесно-стружечных плит следует применять стружку с соотношением толщины, ширины и длины, приблизительно равным соответстаенно 1:10:100. Если, например, толщина стружки для наружного слоя равна 0,2 мм, то ширина ее должна быть 2 мм, а длина 20 мм.
В последние годы производят плиты с мелкоструктурной поверхностью, в которых для формирования наружных слоев используются мелкие древесные частицы и даже шлифовальная пыль. Эти мелкие древесные частицы — микростружка — получаются путем измельчения исходных древесных частиц — специально изготовленная стружка, стружка-отходы, опилки и др. — на специальном размольном оборудовании. Фракционный состав и размеры древесных частиц зависят от технологии и применяемого оборудования.
Прочность плит на статический изгиб с наружными слоями из мелких древесных частиц зависит от плотности изготовленных плит, доли наружных слоев в общей массе плиты, процента добавления связующего к мелким древесным частицам.
Загрузка ...