Реферат: Вплив режимів пресування на ступінь спресування фанери з березового та вільхового шпону анотація

УДК 674.093.26

О. Є. Серган, аспірант


Національний лісотехнічний університет України, Україна, м. Львів


ВПЛИВ РЕЖИМІВ ПРЕСУВАННЯ НА СТУПІНЬ СПРЕСУВАННЯ ФАНЕРИ

З БЕРЕЗОВОГО ТА ВІЛЬХОВОГО ШПОНУ


Анотація

У даній роботі проаналізовано вплив режимних параметрів пресування (тиск пресування, температура, тривалість п’єзотермічної оброки та витрата клею) на ступінь спресування фанери з березового та вільхового шпону. Обґрунтовано вибір раціонального режиму пресування з метою отримання фанери, яка б за товщиною відповідала стандарту.

^ Ключові слова: фанера, пакет шпону, ступінь спресування, режим пресування.


Постановка питання. Одним із основних показників якості фанери є її товщина. На точність виготовлення фанери по товщині в значній мірі впливає величина спресування.

Як відомо, деревина є пружно-вязким матеріалом. Під впливом діючої на неї сили вона неминуче деформується. У процесі склеювання фанери гарячим способом відбувається перехід пружних деформацій у пластичні. Величину пластичної деформації, виражену у відсотках від початкової товщини пакета шпону називають спресуванням фанери. Величина спресування клеєної шаруватої деревини залежить від ряду факторів (породи деревини, тиску, температури та тривалості пресування пакета, його вологості, витрати клею та ін.) та призводить до збільшення витрати сировини на одиницю виготовленої продукції, її собівартості. Тому пошук методів, які б дозволили зменшити втрати деревини за рахунок цього фактору є беззаперечно важливим.

Виготовлення фанери з використанням вільхового шпону за режимів пресування, розроблених для березової фанери призводить до значного спресування, а також зменшення товщини готової продукції. Це пояснюється тим, що деревина вільхи дещо поступається за технічними показниками березовій (табл.1).

Таблиця 1. Технічні властивості деревини берези та вільхи [1, 2, 3]

Фізико-механічні показники

Порода деревини

Береза

Вільха

Щільність, кг/м3 (W=12%)

640

525

Межа міцності, МПа при

 розтягу вздовж волокон

 розтягу поперек волокон

-сколюванні вздовж волокон в напрямі:

а) радіальному

б) тангентальному

-статистичному згині


137

11,1


9,02

10,9

109,5


97

7,2


7,97

9,80

78,9

Статистична твердість, Н/мм2

 торцева

 радіальна

 тангентальна


46,3

35,9

32,1


39,2

26,5

28,2

Коефіцієнт об’ємного всихання, %

0,56-0,65

<0,45

Модуль пружності при згині, ГПа

14,2

9,33

Проведені пошукові дослідження показали, що одним із перспективних напрямків у вирішенні поставленого питання є виготовлення комбінованої фанери на основі вільхового та березового шпону. А також необхідність розроблення режимів виготовлення такої фанери.

Мета роботи – дослідити вплив режимів пресування на ступінь спресування фанери з березового та вільхового шпону.

^ Методика проведення експериментальних досліджень. Для проведення експериментальних досліджень виготовляли п’ятишарову фанеру з використанням вільхового та березового шпону. Розміри листів шпону 500×500×1,5 мм, вологість 4 6%. Листи шпону склеювали клеєм на основі карбамідоформальдегідної смоли марки КФС-01-МУУ. Як затверджувач до карбамідоформальдегідної смоли додавали технічний алюміній сульфат Al2(SO4)3 у вигляді водного розчину кількістю 1,0% від маси смоли.

Пакети шпону формували за наступним варіантом комбінування: б-в-б-в-б (б   листи березового шпону(60%), в   листи вільхового шпону(40%)).

При проведені досліджень приймали: тиск пресування – 1,0 МПа, 1,4 МПа, 1,8 МПа; температура пресування – 115, 130, 145ºС; тривалість п’єзотермічної обробки – 6, 8, 10 хв; витрата клею – 120, 135, 150 г/м2.

Товщину шпону та фанери замірювали у чотирьох точках з точністю ±0,01.

^ Результати експериментальних досліджень. На рис. 1 наведені графічні залежності величини спресуваня фанери, виготовленої з поєднанням березових та вільхових листів шпону від тиску, температури та витрати клею при тривалості пресування 6 хв.



а) б) в)


Рис. 1. Залежність спресування фанери з березового та вільхового шпону від тиску та температури пресування: а) – витрата клею 120 г/м2; б) – 135 г/м2; в) – 150 г/м2.


Як показують графічні залежності, при збільшені температури від 115 до 130ºС спресування збільшується всередньму на 8-15%, тоді як в інтервалі температур 130   145ºС інтенсивність зростання досягає порядку 33 40%. Найінтенсивніше збільшення спресування пакета шпону (порядку 46-52%) відбувається при піднятті тиску від 1,4 до 1,8 МПа та температури від 115 до 130ºС при витраті клею 120-135 г/м2. Зі збільшенням температури пресування та витрати клею інтенсивність хоч і менша, однак величина спресування найбільша.

Для встановлення впливу тривалості витримки пакета шпона під тиском на величину спресування за результатами експериментальних досліджень побудовано наступні графічні залежності (рис.2).

Аналіз цих залежностей показав, що значне збільшення спресування відбувається при тривалості пресування 6-8 хв. Тоді як зі збільшенням тривалості до 10 хв при тиску 1,0 та 1,4 МПа спресування зменшується: інтенсивніше при тиску 1,0 МПа, та з меншою інтенсивністю при 1,4 МПа. Збільшення тривалості до 10 хв при тиску 1,8 МПа суттєво на величину спресування не впливає. Звідси випливає, що тиску пресування 1,0 та 1,4 МПа достатньо для забезпечення двохстороннього контакту між клеєвим шаром та поверхнями, які склеюються, при цьому не перешкоджаючи проникненню клею у пори деревини на необхідну глибину. Заповнення внутрішніх порожнин у деревині шпону (судини, пори, порожнини клітин) перешкоджає стисненню висоти виступів і зменшенню об’єму порожнин при пресуванні. А тривалості пресування 10 хв при температурі 115ºС є достатньо для закінчення фізико-хімічних перетворень у клеєному шарі. Внаслідок цього величина спресування зменшується.



а) б) в)


Рис. 2. Вплив тривалості п’єзотермічної обробки пакета з березового та вільхового шпону на спресування фанери: а) – тиск пресування 1,0 МПа; б) – 1,4 МПа; в) – 1,8 МПа.


Отже, як показують дослідження, критичними для пакета шпону з березового та вільхового шпону з використанням карбамідоформальдегідного клею є тиск 1,8 МПа при тривалості пресування 8-10 хв, температурі – 130-145ºС та витраті клею   150 г/м2. Чим більші тиск та температура пресування, тим більша буде величина спресування.


Література

1. Ванин С. И. Древесиноведение / Ванин С. И. – [3-е изд.].   М. –Л.: Гослесбумиздат, 1949.   581 с.

2. Уголев Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение: [учебник для серед. проф. образования] / Борис Наумович Уголев. – [2-е изд., стер.].   М.: Издательский центр “Академія”, 2006. – 272 с.

3. Справочное пособие по деревообработке / [под ред. В. В. Кислого]. – Екатеринбург: Бриз, 1995. – 346 с.