Leseni plastični kalupi. Pridobivanje plastike iz lesa in rastlinskih odpadkov v zaprtih kalupih Savinovskikh Andrey Viktorovich. Izdelava s tekočo plastiko

22.05.2015

Umetne mase iz lesne stiskalne mase (MDP) se proizvajajo z njeno piezotermično obdelavo v kalupih, ki zagotavljajo dele zahtevane konfiguracije.
Materiali. Za izdelavo stiskalnih mas za les različnih vrst se uporablja grudni furnir debeline 0,5-1,8 mm, vsebnost vlage do 12%, odpadna lesna laminirana plastika, odpadna lesnopredelovalna industrija - sekanci in žagovina. Odpadni les ne sme vsebovati vložkov lubja in gnilobe, odpadke iverne plošče pa razrežemo na kose dolžine do 120 mm, ki jih naložimo v drobilnik.
Kot vezivo pri izdelavi stiskalnih mas se uporabljajo bakelitni laki SBS-1 in LBS-3, fenol-formaldehidna smola SFZh-3011 in fenolni alkoholi B in C. Koncentracija bakelitnega laka pred impregnacijo mora biti 43-45%, fenol pa -formaldehidna smola 28-35%. Kot dodatki, ki izboljšajo lastnosti izdelkov MDP, se uporabljajo mineralna olja, oleinska kislina, barvila, aluminijev prah, grafitno srebro, bakrov prah itd.
Tehnološki proces proizvaja MDP. Tehnološki proces izdelave MDP je sestavljen iz naslednjih operacij: priprava kondicioniranih lesnih delcev, priprava delovne raztopine veziva, doziranje in mešanje lesnih delcev z vezivom in modifikatorjem ter sušenje mase.
Značilnosti tehnološkega procesa za proizvodnjo MDP so povezane z vrsto uporabljenih lesnih odpadkov, pri izdelavi stiskalne mase iz žagovine (slika 106, a) se presejejo na vibracijskem situ s celicami velikosti 10x10 mm za velike frakcije in 2x2 mm - za fino. Kondicionirani delci vstopijo v sušilnik, kjer se posušijo pri 80-90 ° C do vsebnosti vlage 3-8%. Za sušenje se uporabljajo bobnasti, tračni in zračni sušilniki.
Pri uporabi kosovnega furnirja in odpadkov iverne plošče kot surovin tehnološki proces vključuje operacijo drobljenja lesa v drobilnicah (slika 106, b). Za mletje furnirja se uporabljajo udarni drobilniki, kot je DKU-M. Drobljenje furnirja se izvaja z noži in kladivi, nameščenimi na rotorju stroja. Ko se delci zdrobijo na želeno frakcijo, se izločijo skozi zamenljivo sito in s pnevmatskim transportom odstranijo v bunker. Posledično nastanejo igličasti lesni delci dolžine 5-60 mm, širine 0,5-5 mm in debeline 0,3-2 mm. Za drobljenje odpadkov ivernih plošč se uporablja udarni drobilnik C-218, ki drobi in sortira lesne delce. Dolžina delcev po drobljenju je 12-36 mm, širina 2-7 mm, debelina 0,5-1,2 mm. Velikosti delcev so odvisne od namena MDP.
Lesni delci z vezivom se mešajo v polžastih mešalnikih, žagovina pa v tekočih mešalnikih. Valji tekačev, ko se premikajo po plasti žagovine, jih zdrobijo v vlakna, kar dodatno zagotavlja povečane fizikalne in mehanske lastnosti izdelkov iz MDP. Lesne delce in vezivo doziramo po masi. Njihovo mešanje poteka z dovajanjem lesnih delcev v porcijah po 80-100 kg. Temperatura impregnacijske raztopine, odvisno od njene viskoznosti, je 20-45 °C. Trajanje mešanja v vijačnih mešalnikih je odvisno od vrste delcev. Žagovina, oblanci in delci furnirja se mešajo 10-30 minut, delci iverne plošče pa 15-20 minut. Količina suhe smole v MDP mora biti 25-30% oziroma 12-15%. Trajanje mešanja v tekočih mešalnikih je 30-40 minut, vsebnost suhe smole v stiskalni masi pa 25-35%.
Modifikatorje dovajamo v mešalnike po nalaganju impregnacijske raztopine v naslednjih količinah, %: oleinska kislina 0,8-1,5, urotropin 1-3, barvila 2-5, grafit 2,5-10, aluminijev prah ali bakrov prah 1,5-3, mineralno olje 10-20.
Sušenje stiskalne mase poteka pri 40-50 °C 30-60 minut do vsebnosti vlage 5-7%. Za to se uporabljajo iste enote kot za sušenje surovega lesa.
Tehnološki proces izdelave izdelkov iz MDP. Za izdelavo izdelkov se lahko MDP uporablja v obliki razsute mase ali v obliki briketa, pridobljenega kot rezultat njegovega predhodnega stiskanja. Uporaba briketov omogoča natančnejše odmerjanje MDP, zmanjšanje prostornine nakladalne komore za 2-3 krat in pospeši postopek predgretja. Brikete z obliko, ki ustreza obliki izdelka (valji, paralelopipedi itd.) izdelujemo v posebnih stiskalnicah ali kalupih za briketiranje. Briketiranje poteka pod tlakom 20 MPa. Pri temperaturah do 25 ° C je trajanje držanja pod pritiskom 1 minuta, pri 50-60 ° C - 0,5 minute.
Za zmanjšanje cikla stiskanja izdelkov iz MDP se predhodno segreje. Pri 60-70 ° C se ogrevanje izvaja 30-60 minut, pri 140 ° C pa do 5 minut. Najbolj enakomerno ogrevanje je doseženo na področju HDTV. Uporabljajo se tudi konvekcijsko, indukcijsko in druge vrste ogrevanja.
Izdelki iz MDP se proizvajajo z vročim stiskanjem v hidravličnih stiskalnicah v jeklenih kalupih zaprtega tipa. Stiskanje se izvaja z neposrednimi in injekcijskimi metodami (slika 107). Pri neposrednem stiskanju deluje tlak neposredno na maso v votlini kalupa. Pri brizganju MDP teče pod pritiskom iz nakladalne votline v kalupno, neposredno stiskanje se uporablja pri izdelavi enostavnih in velikih izdelkov. Metoda litja proizvaja izdelke s tankimi stenami in kompleksno konfiguracijo. V procesu stiskanja se MDP segreje, zmehča, kondenzira, razširi v votlino kalupa in strdi.

Tlak stiskanja nizko tekočega MDP je odvisen od konfiguracije delov in metode stiskanja. Pri neposrednem stiskanju delov z ravno konturo je 40-50 MPa. Med brizganjem delov s figurirano konturo v procesu prebijanja stiskalne mase v kalup je tlak 80-100 MPa, med stiskanjem - 40-50 MPa.
Temperatura kalupa za neposredno stiskanje je 145 ± 5 °C. Trajanje stiskanja je odvisno od debeline stene izdelka. Za izdelke z debelino stene do 10 mm je pri segrevanju matrice in luknjača 1 min / mm, pri segrevanju samo matrice - 1,5-2 min / mm, za izdelke s steno debeline več kot 10 mm - 0,5 oziroma 1 min / mm.
med brizganjem se MDP najprej stisne pri temperaturi kalupa 120–125 °C 1–2 minuti. Maso pri isti temperaturi vtisnemo v model. Konec tega obdobja stiskanja je določen s trenutkom, ko se začne padec tlaka. Stiskanje poteka pri 145-165 °C 4 minute. Po koncu stiskanja se izdelki ohladijo.
Izdelke z veliko površino stika s kalupom ohladimo skupaj z njim na 40-60 °C. Tankostenski izdelki se ohladijo v vpetem stanju v posebnih napravah pod tlakom 0,2-0,3 MPa. Deli preproste konfiguracije in deli, katerih dimenzije ne nalagajo visokih zahtev, se hladijo v prostem stanju.
Strojna obdelava izdelkov iz MDP je sestavljena predvsem iz odstranjevanja bleščic in ulikov. Dodatna obdelava za spremembo oblike in velikosti delov se izvaja na strojih za rezanje kovin.
Pri proizvodnji 1 tone MDP se porabi: suh les 1,8-2 m3, smola 600 kg, etilni alkohol 340 l, para 2 t, elektrika 70 kWh.

Plastika je univerzalni material Našel je široko uporabo pri izdelavi različnih sklopov in delov v industriji in gospodinjski aparati. Izdelki iz njega se uporabljajo pri oblikovanju notranjosti stanovanjskih prostorov in pisarn.

Različni materiali, imenovani tekoča plastika, vam omogočajo ustvarjanje najrazličnejših oblik in velikosti obrti. To omogoča izvedbo izvirnika oblikovalske rešitve. Kako narediti tekočo plastiko doma?

Materiali za izdelavo

Za izdelavo tekoče plastike z lastnimi rokami morate pripraviti naslednje:

• steklena ali kovinska posoda;
• aceton;
• Stiropor.

V tem primeru je količina uporabljenega acetona odvisna od želene prostornine končnega izdelka.

Če želite tekočo plastiko narediti z lastnimi rokami, bo recept za njeno pripravo temeljil na raztapljanju pene v acetonu. Če želite to narediti, uporabite Je embalaža za različno gospodinjsko in elektronsko opremo.

Kako narediti tekočo plastiko z lastnimi rokami

Recept po korakih priprava imenovanega materiala izgleda takole:

1. Odprite posodo z acetonom in tekočino nalijte v stekleno posodo tako, da je njena višina od dna približno 1 cm.
2. Polistirensko peno je treba razbiti na veliko majhnih kosov, od katerih bo vsak zlahka nameščen pod debelino topila.
3. Naredi sam tekočo plastiko lahko naredite tako, da vsak kos spustite v posodo in počakate, da se popolnoma raztopi.
4. Stiropor je treba dodajati v posodo, dokler se ta neha topiti. Nato morate počakati 5-10 minut, da neuporabljen aceton izhlapi.
5. Po tem se na dnu posode oblikuje viskozna masa, ki se lahko uporablja za izdelavo različnih izdelkov.

Če veste, kako narediti tekočo plastiko, ne pozabite, da popolno strjevanje mase traja 20-30 ur. Zato izdelanega dela v tem času ni mogoče odstraniti iz kalupa.

Snov je treba nanesti z majhno gumijasto lopatico. Premiki morajo biti gladki. Tekočo plastiko je treba raztegniti na površino, ki jo je treba obdelati. Če se uporablja za zapolnjevanje vrzeli, je pri delu bolje uporabiti ščetke s trdimi ščetinami. Mešanico morajo "potisniti" v reže. Ko se plastika strdi, je priporočljivo nanesti še eno plast snovi.

Opisano orodje se že dolgo prodaja že pripravljeno. Segreti ga je treba le v vodni kopeli ali v posebni opremi. Za to se pogosto uporablja tudi gradbeni sušilnik za lase.

Tekoča plastika se praviloma proizvaja v gostih pakiranjih. Njegovi pogoji shranjevanja so strogi. Temperatura v prostoru, kjer se nahaja, ne sme pasti pod 15 stopinj. V nasprotnem primeru bo orodje izgubilo zmogljivost:

• viskoznost;
• elastičnost;
• trdota po utrjevanju;
• praktičnost;
• vzdržljivost.

Stroški tekoče plastike so precej visoki. Zato je bolje, da to storite sami.

Previdnostni ukrepi

Aceton je zelo nevarna tekočina, ki izjemno negativno vpliva na človeško telo. Zato je tekočo plastiko z lastnimi rokami dovoljeno izdelovati le ob strogem upoštevanju naslednjih varnostnih ukrepov:

1. Pred delom z acetonom morate natančno preučiti navodila za njegovo uporabo. Navedeno je na etiketi posode.
2. Uporabljati je treba posebna zaščitna očala. Zaščitili bodo vaše oči v primeru padcev in hlapov tekočine. Delo brez njih lahko povzroči resne poškodbe oči.
3. Aceton je strupen in ga je treba uporabljati le v dobro prezračevanem prostoru. V tem primeru je treba uporabiti opremo za zaščito dihal.
4. Je lahko vnetljiv. Zato je tekoča plastika "naredi sam" izdelana stran od virov odprtega ognja. Med delom je kajenje strogo prepovedano.
5. Ostanki acetona se ne smejo odvajati v kanalizacijo.
6. Na koncu postopka, pa tudi po vlivanju končne plastike v kalupe, si morate temeljito umiti roke.

Uporaba tekoče plastike v dekoraciji

Za dekoracijo se izdelek uporablja že dolgo. Po nanosu se na obdelani površini pojavi elastičen film. Je zelo vodoodporen in UV odporen. Material, zaščiten s takim filmom, se ne boji agresivnosti detergenti. Gladka površina ima prijeten sijaj in ohranja svoje lastnosti več let.

Tekoča plastika v oknih

Večina na novo nameščenih plastična okna vrzeli v območju povezave. Za izključitev takega pojava se z opisano snovjo obdelajo vsi deli okenske konstrukcije, ki so med seboj povezani. Po sušenju na površini ustvari elastičen tesnilni film. Nanos tekoče plastike na okna z lastnimi rokami je možen po izdelavi materiala po zgornji metodi.

Sredstva za protikorozijsko obdelavo

Za tekočo plastiko je značilna tudi visoka stopnja oprijema na obdelano kovinska površina. Ta lastnost snovi se je začela uporabljati pri protikorozijski obdelavi jekla. Tekoča plastika se nanese na površino brez predhodnega temeljnega premaza. Po nekaj urah se posuši. Po tem se na površini oblikuje film, ki bo zaščitil material pred rjo.

Poslovna ideja za organizacijo majhne proizvodnje izdelkov iz različnih materialov za oblikovanje doma. Zahvaljujoč inovativnim tehnologijam danes pri izdelavi plastičnih izdelkov lahko storite brez dragih strojev za brizganje. Poleg tega lahko nastavite majhno proizvodnjo kar na namizju. To poslovno idejo lahko obravnavamo v dveh smereh:

1. Kot glavna dejavnost izdelave končnih izdelkov in kalupov z ulivanjem iz: tekočine:
   • plastika;
   • silikon;
   • poliuretan;
   • prozorne smole in drugi materiali.
2. Izdelava kalupov kot učinkovit dodatek drugim vrstam poslovanja na tem območju:
   • Gradnja;
   • Prehrambena industrija;
   • izdelava mila.

V prvem in drugem primeru litje doma ne zahteva velikih finančnih naložb. Zdaj lahko začnete podjetje za brizganje.

Izdelava s tekočo plastiko

Proizvodni proces poteka z uporabo tekoča plastika in silikonske kalupe. Zdaj je mogoče doma izdelovati plastične izdelke v majhnih serijah:

• izdelki za spominke;
• igrače;
• bižuterija;
• rezervni deli za samodejno prilagajanje;
• rezervni deli za različne mehanske naprave;
• čevlji;
• jedi.

Obstajajo komponente za izdelavo delov iz tankostenske plastike, ki lahko znatno razširijo paleto izdelkov in izdelajo dele katere koli kompleksnosti. Na primer, mešanje dveh komponent znamke Axson FASTCAST F32 francoskega proizvajalca omogoča pridobitev super tekoče plastike, ki se pretaka v najmanjše gube reliefa oblike modela. Poleg tega je neškodljiv za otroke in nima vonja.

Priprava na proizvodnjo

Za organizacijo proizvodnje je najprej potreben vzorčni model. V skladu z njim morate najprej izdelati kalup iz posebnih silikonskih ali poliuretanskih komponent. Z izkušnjami in kakovostjo materialov se lahko naučite odstranjevanja plesni z modelov do tako visoke ravni, da se na izdelkih vidijo celo prstni odtisi (če je treba). To pomeni, da se bo kopija izkazala na ravni identitete, ki je ni mogoče razlikovati s prostim očesom. Plastični izdelki lahko dobimo kompleksne spojine s poljubnim reliefom. Če ni pripravljenega modela za vzorec, vendar morate izdelati unikatne izdelke, ga lahko naročite pri lastnikih 3D tiskalnika. Mimogrede, brizganje bistveno presega produktivnost 3D tiskanja iz plastike.

Ko je vaš izdelek pripravljen, ga lahko okrasite s pomočjo povezanih izdelkov, ki so pritrjeni na tekočo plastiko:

• barve za umetniške učinke;
• temeljni premazi;
• lepilo.

Seveda je v nekaterih primerih kreativnost nepogrešljiva, izdelke pa boste morali ročno barvati, kar lahko vpliva na učinkovitost. Toda ustvarjanje vsakega podjetja je nedvomno ustvarjalen proces. Navsezadnje je finančno upravljanje umetnost.

Izdelamo izdelek iz tekoče plastike

Tehnologija za ustvarjanje idealnega majhnega reliefa pri izdelavi silikonskega kalupa z lastnimi rokami. Najprej morate pripraviti vse komponente in materiale. Potrebovali bomo:

1. Silicijeva platina.
2. Tekoča plastika Axson FASTCAST F18 (bela barva, ima konsistenco vode, brez vonja!).
3. Barva za škrlatni silikon.
4. Poliuretanski lak.
5. Luske.
6. Brizga.
7. File-buff.

Model-vzorec varno pritrdimo na dno opaža, da oblikujemo obliko, z uporabo nevtralne voščene gline (da preprečimo puščanje silikona). Barvamo silikon, iz katerega se končana oblika v škrlatni barvi, tako da se na obrazcu jasno vidi kakovost gnetenja sestavin tekočih, belih do plastične barve. Koristen nasvet: da bo oblika popolna, je treba vzorčni model najprej namazati s silikonom s širokim čopičem. Na ta način previdno zapolnimo vse vdolbine reliefa mase. Šele po tem v celoti izpolnite obrazec. Celoten opaž napolnimo s silikonom. Pustimo, da popravimo strukturo obrazca 7-8 ur. Najtežji del je mimo.

čestitam!!! Zdaj imate pripravljen obrazec za ponovno izdelavo kopij vzorčnega modela. Pred ulivanjem se prepričajte, da je kalup popolnoma suh, da se izognete mehurčkom. Nato zelo previdno zmešamo plastične komponente 1: 1 po teži (za to je bolje uporabiti lekarniško ali laboratorijsko elektronsko tehtnico). Čas strjevanja je 7 minut, za popolno utrjevanje pa bo potrebnih še 20 minut. Ta plastika je nevtralna do silikona in se nanj ne oprime. Toda po večkratni uporabi spojine skozi čas boste morda potrebovali sredstvo za sproščanje maziva z zaščitnimi lastnostmi EaseRelease. Po pretečenem zahtevanem času vzamemo ven končni izdelek, ki je skopiran natančno po modelu.

Poliuretanski kalupi za gradbeništvo

Skupaj z plastični izdelki je mogoče izdelati kalupe za litje. Uporaba brizgalnih kalupov v gradbeništvu je zdaj zelo priljubljena. Možno je izdelati spojine za proizvodnjo gradbenih materialov. So trpežni in med izdelavo ne zahtevajo obdelave s posebnimi ločevalnimi mazivi. Navsezadnje je beton popolnoma nevtralen do poliuretana. Na primer, tekoče poliuretanske spojine vam omogočajo izdelavo kalupov za vlivanje:

• betonski dekorativni izdelki (ploščice, ograje itd.);
• mavčni elementi notranje opreme (balustri, letve itd.);
• tekoča plastika pri ustvarjanju različnih izdelkov (spominki, igrače, figurice itd.).

Silikonski kalupi za slaščičarstvo in izdelavo mila

Uporaba tehnologije litja v kalupe v prehrambeni industriji je precej očitna. Nove inovativne rešitve na področju kemije danes ponujajo tekoče: umetne mase, silikone, silikonske mase, ki ustrezajo vsem zdravstvenim standardom in imajo ustrezne certifikate. Takšne varne komponente se lahko uporabljajo za izdelavo kalupov za prehrambeno industrijo. Na primer, za proizvodnjo:

• čokolada
• karamela;
• izomalt;
• led;
• kiti.

Po spojinah je veliko povpraševanje tudi med proizvajalci mila. Vedno potrebujejo nove originalne kalupe za ustvarjanje prodajnih spominkov iz mila. Sploh ni težko najti kupca, ki želi izdelati svoje izdelke unikatne oblike.

ideje za mala podjetja

Ta poslovna ideja olajša ustvarjanje priljubljenih izdelkov z lastnimi rokami. Končana dela lahko prodajate preko spletne trgovine. Možno je tudi zagotavljanje storitev ali prodaja končnih spojin drugim proizvajalcem v drugih panogah. Najpomembneje pa je, da so z vsemi temi številnimi domačimi poslovnimi priložnostmi stroški komponent več kot dostopni. Paleta komponent je široka in omogoča izbiro potrebne materiale za ustvarjanje oblik ali njihovo polnjenje. Vse, kar je potrebno, je vzorčni model, iz katerega bo obrazec odstranjen. Takšna poslovna ideja je zelo privlačna za domače podjetje. Ne zahteva veliko stroškov, omogoča proizvodnjo uporabnega blaga in očara ustvarjalni proces proizvodnja.

480 rubljev. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Diplomsko delo - 480 rubljev, poštnina 10 minut 24 ur na dan, sedem dni v tednu in prazniki

Savinovskikh Andrej Viktorovič. Pridobivanje plastike iz lesnih in rastlinskih odpadkov v zaprtih kalupih: disertacija ... kandidat tehničnih znanosti: 21.05.03 / Savinovskikh Andrej Viktorovič; [Kraj zaščite: Uralska državna gozdarska inženirska univerza].- Jekaterinburg, 2016.- 107 str.

Uvod

POGLAVJE 1 Revizijski pregled 6

1.1 Lesno-kompozitni materiali s sintetičnimi vezivi 6

1.2 Lignokarbon in piezotermoplasti 11

1.3 Načini spreminjanja lesnih delcev 14

1.4 Lignin in lignokarbohidratni kompleks 19

1.5 Kavitacija. Kavitacijska obdelava rastlinskih surovin 27

1.6 Bioaktivacija lesnih in rastlinskih delcev z encimi.. 33

1.7 Izbira in utemeljitev raziskovalne usmeritve 35

POGLAVJE 2. Metodični del 36

2.1 Karakterizacija vhodnih materialov 36

2.2 Merilne tehnike 41

2.3 Priprava bioaktiviranega materiala za stiskanje 41

2.4 Izdelava vzorcev DP-BS 41

2.5 Priprava tehtane količine stiskalnice za plastiko 42

POGLAVJE 3 Pridobivanje in proučevanje lastnosti lesnih umetnih mas brez veziva z uporabo modifikatorjev 43

POGLAVJE 4. Vpliv kemične modifikacije pšeničnih lupin na lastnosti RP-BS 57

POGLAVJE 5. Pridobivanje in proučevanje lastnosti lesne plastike brez veziva z uporabo bioaktiviranih surovin za stiskanje 73

POGLAVJE 6. Tehnologija za pridobivanje DP-BS 89

6.1 Izračun moči ekstruderja 89

6.2 Opis proizvodnega procesa 93

6.3 Ocenjevanje stroškov končnih izdelkov 95

Sklep 97

Bibliografija

Uvajanje v delo

Relevantnost raziskovalne teme. Obseg proizvodnje predelanega lesa in rastlinskih surovin se nenehno povečuje. Hkrati se povečuje tudi količina različnih odpadkov pri predelavi lesa (žagovina, oblanci, lignin) in kmetijskih rastlin (slama in lupine semen žit).

V mnogih državah se proizvajajo lesni kompozitni materiali z uporabo sintetičnih termoreaktivnih in termoplastičnih organskih in mineralnih veziv kot polimerne matrice, zdrobljenih odpadkov kot polnila. rastlinskega izvora.

Znana je možnost pridobivanja lesnih kompozitnih materialov s ploščatim vročim stiskanjem iz lesnih odpadkov brez dodajanja sintetičnih veziv, ki jih imenujemo piezotermne plastike (PTP), lignokarbonske lesne plastike (LUDP). Opozoriti je treba, da imajo originalne stiskalne sestavke nizke lastnosti plastične viskoznosti, dobljeni kompoziti pa imajo nizke fizikalne in mehanske lastnosti, zlasti vodoodpornost. In to zahteva iskanje novih načinov za aktiviranje kompleksa lignin-ogljikovih hidratov.

Tako so pomembna dela, namenjena uporabi lesnih in rastlinskih odpadkov brez uporabe sintetičnih veziv za ustvarjanje izdelkov.

Delo je potekalo po navodilih Ministrstva za izobraževanje in znanost Ruske federacije, projekt št. 2830 "Pridobivanje lesne plastike iz odpadne biomase lesa in kmetijskih rastlin" za 2013-2016.

Namen in naloge dela. Cilj dela je pridobiti plastične mase iz lesa (DP-BS) in kmetijskih odpadkov (RP-BS) brez dodajanja sintetičnih veziv z visoko zmogljivimi lastnostmi.

Za dosego tega cilja je potrebno rešiti naslednje naloge:

Preučiti proces nastajanja DP-BS in RP-BS na osnovi lesnih (borova žagovina) in rastlinskih (pšenični lupine) odpadkov.

Preučiti vpliv kemičnih modifikatorjev, pa tudi tehnoloških parametrov (temperatura, vlaga) na fizikalne in mehanske lastnosti DP-BS in RP-BS.

Določite racionalne pogoje za pridobivanje DP-BS in RP-BS iz lesnih in rastlinskih odpadkov.

Ugotoviti učinek bioaktivacije stiskalnih surovin z aktivnim blatom na fiz

somehanske lastnosti DP-BS.

Stopnja razvoja raziskovalne teme. Analiza znanstvene, tehnične in patentne literature je pokazala zelo nizko stopnjo razvitosti vprašanj, povezanih z vzorci oblikovanja strukture in lastnosti lesne plastike brez sintetičnega veziva.

Znanstvena novost

Z DSC smo ugotovili kinetične zakonitosti procesa nastajanja DP-BS in RP-BS (aktivacijska energija, predeksponentni faktor, vrstni red reakcije).

Ugotovili so vpliv kemičnih modifikatorjev (vodikovega peroksida, urotropina, izometiltetrahidroftalnega anhidrida, kavitacijskega lignina, hidrolitskega lignina) na hitrost tvorbe DP-BS in RP-BS.

Dobljene so kinetične zakonitosti pridobivanja DP-BS z uporabo bioaktiviranih lesnih odpadkov.

Teoretični pomen delo je ugotoviti vzorce vpliva številnih modifikatorjev in vsebnosti vlage stiskalnih surovin iz lesa in kmetijskih odpadkov na fizikalne in mehanske lastnosti DP-BS in RP-BS.

Praktični pomen Delo obsega uporabo odpadnih obnovljivih surovin in eksperimentalno dokazovanje možnosti pridobivanja DP-BS in RP-BS z izboljšanimi fizikalnimi in mehanskimi lastnostmi. Predlaga se recept za pridobivanje DP-BS in RP-BS. Izdelki DP-BS imajo nizko emisijo formaldehida.

Metodologija in raziskovalne metode. Pri delu je bila uporabljena tradicionalna metodologija znanstvena raziskava in sodobne metode raziskave (diferencialna vrstična kalorimetrija, IR Fourierjeva spektroskopija, PMR 1 H).

Odvzet na obrambo

Rezultati študije termokinetike nastajanja DP-BS, RP-BS ter vpliva modifikatorjev in vlage na ta proces.

Vzorci oblikovanja lastnosti DP-BS in RP-BS v zaprtih kalupih pod vplivom temperature, vlažnosti surovine za stiskanje in njene kemične modifikacije.

Stopnja zanesljivosti rezultatov raziskav zagotovljeno z večkratnim ponavljanjem poskusov, uporabo metod statistične obdelave dobljenih merilnih rezultatov.

Potrditev dela. O rezultatih dela so poročali in razpravljali na VIII mednarodni znanstveni in tehnični konferenci "Znanstvena ustvarjalnost mladih - gozdni kompleks" (Jekaterinburg, 2012), IX mednarodni znanstveni in tehnični konferenci "Znanstvena ustvarjalnost mladih - gozdni kompleks" (Jekaterinburg, 2013), mednarodna konferenca "Kompozitni materiali na lesu in drugih polnilih" (Mytishchi, 2014).

Publikacije. Na podlagi gradiva disertacije je bilo objavljenih 12 člankov, vključno s 4 članki v publikacijah, ki jih priporoča Višja atestacijska komisija.

Delovna obremenitev

Disertacija je predstavljena na 107 straneh tipkanega besedila, vsebuje 40 tabel in 51 slik. Delo je sestavljeno iz uvoda, 6 poglavij, zaključka, seznama literature, vključno z 91 referencami domačih in tujih del.

Lignokarbon in piezotermoplasti

Lignokarbohidrati in piezotermoplasti. Ti materiali so izdelani iz žagovina ali druge rastlinske surovine z visokotemperaturno obdelavo stiskalne mase brez vnosa posebnih sintetičnih veziv. Tehnološki proces izdelave lignokarbonskih lesnih mas sestavljajo naslednje operacije: priprava, sušenje in doziranje lesnih delcev; oblikovanje preprog, hladno stiskanje, vroče stiskanje in hlajenje brez razbremenitve tlaka. Pri pripravi stiskalne mase lesne delce sortiramo, nato frakcijo večjo od 0,5 mm dodatno zdrobimo, kondicionirano žagovino dovajamo v sušilnik in nato v posipalnik. Preproga je oblikovana na paletah, prevlečenih s plastjo smukca ali ločilnega sredstva. Končana preproga se najprej dovaja v stiskalnico za hladno predstiskanje, ki traja 1,5 minute pri tlaku 1-1,5 MPa, nato pa se pošlje v vroče stiskanje pri tlaku 1,5-5 MPa in temperaturi 160-180 C. Stiskanje plošč debeline 10 mm traja 40 min.

Pod vplivom temperature pride do delne hidrolize lesnih polisaharidov in tvorbe organskih kislin, ki so katalizatorji, ki prispevajo k uničenju kompleksa lignoogljikovih hidratov. Nastali reaktivni produkti (lignin in ogljikovi hidrati) med stiskanjem medsebojno delujejo. Rezultat je gostejši in močnejši material od lesa.

Surovine za proizvodnjo lignokarbonske lesne plastike pridobivamo s predelavo mehkega in trdega lesa. Poleg žagovine se lahko za proizvodnjo plastike uporabijo strojni oblanci, zdrobljen les, lubje, pomešano z lesom, zdrobljeni odpadki iz sečnje in nekateri oleseneli kmetijski odpadki. Nečistoče v surovinah delno razpadlega lesa izboljšajo fizikalne in mehanske lastnosti lignoogljikove plastike.

Lignokarbonske plastike imajo v primerjavi z ivernimi ploščami številne prednosti: niso podvržene staranju zaradi razgradnje organskega veziva in njihove trdnostne lastnosti se s časom ne zmanjšujejo; med delovanjem ni strupenih emisij okolju. Pomembna pomanjkljivost proizvodnje lignokarbonske plastike je potreba po močnem oprema za tisk in trajanje cikla stiskanja.

Ugotovljeno je, da pod vplivom tlaka in temperature zdrobljen rastlinski material pridobi sposobnost oblikovanja močnega in trdnega temno obarvanega materiala, ki ga je mogoče oblikovati. Ta material se imenuje piezotermoplast (PTP).

Surovina, skupaj z žagovino, je lahko zdrobljen les iglavcev in listavcev, ogenj iz lanu in konoplje, trsja, hidroliznega lignina in hrasta.

Obstaja več načinov za pridobitev DRA, ki so bili poglobljeno preučeni in uvedeni v proizvodnjo, vendar niso našli nadaljnje uporabe zaradi visokih stroškov energije: 1) enostopenjska metoda za pridobivanje DRA (A.N. Minin, Beloruski tehnološki inštitut); 2) dvostopenjska metoda za proizvodnjo plastike iz hidrolizirane žagovine (N.Ya. Solechnik, Leningrad LTA); 3) tehnologija za pridobivanje lignokarbohidratne lesne plastike (LUDP) (VN. Petri, Ural LTI); 4) tehnologija parne eksplozije (J.A. Gravitis, Inštitut za kemijo lesa, Latvijska akademija znanosti). Piezo termoplaste delimo na izolacijske, poltrde, trde in supertrde.

S povprečno gostoto 700-1100 kg/m3 ima piezotermična plastika iz brezove žagovine statično upogibno trdnost 8-11 MPa. S povečanjem povprečne gostote na 1350-1430 kg / m3 končna trdnost pri statičnem upogibanju doseže 25-40 MPa.

Visoke fizikalne in mehanske lastnosti piezotermoplastov omogočajo njihovo uporabo za izdelavo tal, vrat in tudi kot zaključni material. Raznolikost lesne plastike je vibrolit, katerega tehnološke značilnosti so delno mletje žagovine in drobnih sekancev v vibracijskem mlinu, mešanje fino zmlete mase z vodo, nato pa dobimo blato. Iz zmesi mulja z delci velikosti 0,5-2 mm se v livnem stroju oblikuje preproga, ki se z vakuumsko črpalko dehidrira. Nastala stiskalna masa se dovaja v hladno in vroče stiskanje. Končane plošče se odpeljejo v komoro za utrjevanje, kjer se toplotno obdelajo 3-5 ur pri temperaturi 120-160 C, zaradi česar se njihova vpojnost vode zmanjša za skoraj 3-krat, nabrekanje pa za več kot 2-krat. krat.

Vibrolit se uporablja za podloge, predelne stene, stenske plošče v javnih objektih, vgradno pohištvo in panelna vrata.

Od leta 1930 v ZSSR se je veliko raziskovalcev ukvarjalo s proizvodnjo ploščnih materialov s piezotermično obdelavo rastlinskih materialov brez uporabe tradicionalnih veziv. Delo je potekalo na naslednjih področjih: 1) stiskanje naravne, neobdelane žagovine; 2) stiskanje žagovine, predhodno avtoklavirano s paro (predhidroliza) ali paro s katalizatorjem (mineralna kislina); 3) stiskanje žagovine, predhodno obdelane s kemičnimi reagenti: a) želatinizacija stiskalne mase (s klorom, amoniakom, žveplovo kislino in drugimi snovmi) za njeno delno hidrolizo in obogatitev s snovmi z vezivnimi lastnostmi; b) kemična polikondenzacija stiskalne mase s sodelovanjem drugih kemikalij (furfural, fenol, formaldehid, aceton, alkalni in hidrolitični lignini itd.).

Priprava bioaktiviranih surovin za stiskanje

Endotermni minimum ustreza procesu hidrolize kompleksa lignin-ogljikovih hidratov in zlahka hidroliziranega dela celuloze (polisaharidi).

Eksotermni maksimum ustreza procesom polikondenzacije, ki določajo proces nastajanja DP-BS. Ker proces katalizirajo kisline, ki nastanejo pri pirolizi lesa, pa tudi zaradi prisotnosti smolnih kislin v sestavi ekstraktivnih snovi, je to reakcija n-tega reda z avtokatalizo.

Pri lesnih odpadkih z modificirajočimi dodatki (vodikov peroksid, urotropin, IMTHFA) se vrhovi vrhov na krivuljah DSC premaknejo v levo, kar kaže, da te spojine delujejo kot katalizatorji za zgornje procese (T1 100-120 0C, T2 180-220 0C), pospešuje proces hidrolize lesnih polisaharidov, pa tudi kompleksa lignin-ogljikovih hidratov.

Tabela 3.2 kaže, da se na prvi stopnji s povečanjem vsebnosti vlage v surovin efektivna aktivacijska energija poveča (s 66,7 na 147,3 kJ / mol), kar kaže na večjo stopnjo hidrolitičnega uničenja lesa. Uporaba modifikatorjev povzroči zmanjšanje efektivne aktivacijske energije, kar kaže na njihov katalitični učinek.

Vrednosti efektivne aktivacijske energije na drugi stopnji postopka za modificiran stiskalni material se z naraščajočo vlažnostjo neznatno spreminjajo.

Uporaba modifikatorjev vodi do zmanjšanja efektivne aktivacijske energije v drugi fazi procesa. Analiza kinetičnih enačb je pokazala, da najboljši model na prvi stopnji procesa gre za reakcijo reda n, na drugi stopnji pa za reakcijo reda n s samopospeševanjem: A 1 B 2 C.

Z uporabo kinetičnih parametrov procesa sta bila izračunana t50 in t90 (čas, potreben za doseganje 50- in 90-odstotne pretvorbe) za nemodificirano in modificirano surovine za stiskanje (tabela 3.3), prikazane pa so pretvorbene krivulje (sl. 3.4-3.6).

Odvisnost stopnje pretvorbe od časa pri različnih temperaturah (bor, začetna vlažnost surovine za stiskanje je 8%)

Odvisnost stopnje pretvorbe od časa pri različnih temperaturah (bor, modifikator - vodikov peroksid, začetna vsebnost vlage surovine za stiskanje - 12%) z vlažnostjo 8% Material za stiskanje z vsebnostjo vlage 12% (modifikator -1,8% H2O2, % ) Stiskalni material z vsebnostjo vlage 12% (modifikator - 4% C6H12N4, %)

Uporaba vodikovega peroksida povzroči pospešitev procesa na prvi stopnji za več kot 4-krat kot pri modificiranju stiskalnice z urotropinom. Podoben vzorec opazimo na drugi stopnji procesa. Glede na skupni čas tvorbe DP-BS lahko aktivnost stiskalnice razvrstimo v naslednjem vrstnem redu: (nemodificirana stiskalnica) (stiskalnica, modificirana z urotropinom) (stiskalnica, modificirana z vodikovim peroksidom). Za ugotavljanje vpliva vlažnosti in vsebnosti količine modifikatorja v surovini za stiskanje na operativne lastnosti DP-BS, izvedeno je matematično načrtovanje poskusa. Izdelana je bila preliminarna študija vpliva vlažnosti izhodiščne surovine za stiskanje na fizikalne in mehanske lastnosti DP-BS. Rezultati so prikazani v tabeli. 3.4. Ugotovljeno je bilo, da večja kot je začetna vsebnost vlage v stiskalni surovine, nižje so fizikalne in mehanske lastnosti, kot so upogibna trdnost, trdota, upogibni modul. Po našem mnenju je to posledica večje termohidrolitske destrukcije kompleksa lignoogljikovih hidratov. Tabela 3.4 - Fizikalne in mehanske lastnosti DP-BS, pridobljene pri različni vsebnosti vlage v materialu za stiskanje

Tako so fizikalne in mehanske lastnosti DP-BS odvisne od formulacije in pogojev za njeno pripravo. Torej za plastiko z visokimi fizikalnimi in mehanskimi lastnostmi je treba uporabiti naslednjo sestavo: vsebnost lignina 3%, vsebnost IMTHFA 4%, začetna vsebnost vlage surovine za stiskanje 6% in temperatura vročega stiskanja 1800C. Za plastiko z nizkimi vrednostmi absorpcije vode in nabrekanja je potrebna sestava: 68% vsebnost lignina, 2% vsebnost IMTHFA, 17% začetna vsebnost vlage v surovem materialu za stiskanje in temperatura vročega stiskanja 195 C0.

Vpliv kemijske modifikacije pšenične lupine na lastnosti RP-BS

Globina termohidrolitske razgradnje lignina lesa in rastlinskega materiala je odvisna od vrste uporabljenega kemičnega modifikatorja.

Naše študije formalne kinetike pridobivanja plastike kažejo, da ima lignin iz vrst iglavcev (bor) večjo reaktivnost kot lignin enoletne rastline(pšenične lupine). Ti rezultati so skladni z rezultati o oksidaciji modelnih spojin lignina iglavcev in listavcev ter rastlinskega lignina. Analiza literature je pokazala, da so teoretične študije značilnosti preoblikovanja lesa pod encimskimi učinki omogočile razvoj biotehnologije lesne plastike, ki temelji na delni biorazgradnji kompleksa lignoogljikovih hidratov.

Znano je, da biotransformirani lesni delci bistveno spremenijo svojo plastičnost. Tudi vrstna sestava lesnih surovin pomembno vpliva na fizikalne in mehanske lastnosti plastike.

Obdelava bioaktiviranih lesnih odpadkov različne vrste glive, ki uničujejo ligno, bakterije, v našem primeru aktivno blato, je obetavno za izdelavo surovin za stiskanje DP-BS(Au).

Na začetku so bile preučene zakonitosti procesa pridobivanja DP-BS (Au) na osnovi lesnih odpadkov z uporabo aktivnega blata (slika 5.1) z različnimi obdobji bioaktivacije. 0,5 7 dni 14 dni

Študija procesa nastajanja DP-BS(Au) z DSC je pokazala, da imata krivulji w = f(T) (sl. 5.2) dva eksotermna maksimuma. To kaže, da lahko proces predstavimo kot dve vzporedni reakciji, ki ustrezata bioaktiviranim in neaktiviranim materialom za stiskanje, tj. A 1 B in C 2 D. V tem primeru sta reakciji 1 in 2 reakciji reda n).

Določeni so bili kinetični parametri tvorbe DP-BS(Au). Rezultati so prikazani v tabeli. 5.1. Tabela 5.1 - Kinetični parametri procesa nastajanja DP-BS(Au)

Na drugi stopnji procesa pridobivanja DP-BS(Au) so vrednosti efektivne aktivacijske energije enakega reda kot pri surovini lesne stiskalnice (glej pogl. 3). To kaže, da ta eksotermni vrh ustreza nebioaktivirani lesni stiskalnici. Z uporabo kinetičnih parametrov procesa sta bila izračunana t50 in t90 (čas, potreben za doseganje stopnje pretvorbe 50 in 90 %) modificirane surovine za stiskanje (sl. 5.3, 5.4).

Slika 5.3 - Pretvorbeni časi DP-BS(Au) pri različnih temperaturah (bioaktivacijski čas 7 dni) Slika 5.4 - Pretvorbeni časi DP-BS(Au) pri različnih temperaturah (bioaktivacijski čas 14 dni)

Da bi ugotovili učinek aktivnega blata in kavitacijskega lignina na fizikalne in mehanske lastnosti DP-BS(Au), je bila sestavljena matrika za načrtovanje eksperimenta, ki temelji na regresijskem frakcijskem matematičnem načrtovanju oblike 25-1 (glej tabelo 5.2).

Kot neodvisni faktorji so bili uporabljeni naslednji faktorji: Z1 – vsebnost kavitacijskega lignina, %, Z2 – temperatura vročega stiskanja, C, Z3 – poraba aktivnega blata, %, Z4 – čas zadrževanja (bioaktivacija), dnevi; Z 5 je začetna vsebnost vlage v stiskalni surovine, %.

Izhodni parametri so: gostota (P, kg/m3), upogibna trdnost (P, MPa), trdota (T, MPa), vpojnost vode (B), nabrekanje (L, %), modul elastičnosti pri upogibu (Eu, MPa ), udarna trdnost (А, kJ/m2).

Po načrtu eksperimenta so bili izdelani vzorci v obliki diskov in ugotavljane njihove fizikalne in mehanske lastnosti. Eksperimentalni podatki so bili obdelani in pridobljeni s proučevanjem regresijske enačbe v obliki linearnega polinoma 1 in 2 stopnje z oceno pomembnosti dejavnikov in ustreznosti enačb, ki so predstavljene v tabelah 5.2-5.4. Tabela 5.2 – Načrtovalna matrika in rezultati eksperimenta (trostopenjski petfaktorski matematični načrt) a) temperatura vročega stiskanja in vsebnost kavitacijskega lignina; b) poraba ionske mešanice in temperatura stiskanja; c) vsebnost vlage v surovin za stiskanje in trajanje bioaktivacije; d) trajanje bioaktivacije in vsebnost kavitacijskega lignina.

Ugotovljeno je bilo, da je gostota DP-BS(Au) s povečanjem vsebnosti kavitacijskega lignina v surovini za stiskanje ekstremna: najmanjša gostota 1250 kg/m3 je dosežena pri vsebnosti CL 42. %. Tudi odvisnost gostote DP-BS(Au) od trajanja bioaktivacije surovine za stiskanje ima ekstremen značaj in doseže največjo vrednost pri 14 dneh bioaktivacije (slika 5.5c).

Ocena stroškov končnega izdelka

Izvedene študije o proizvodnji DP-BS, DP-BS(Au) in RP-BS (glej pogl. 3,4,5) kažejo, da so fizikalne in mehanske lastnosti plastike odvisne od formulacije surovine za stiskanje, vrsta kemičnega modifikatorja in pogoji za njegovo proizvodnjo.

V tabeli. 6.1 prikazuje fizikalne in mehanske lastnosti umetnih mas (DP-BS, DP-BS(Au) in RP-BS), pridobljenih v racionalnih pogojih.

Iz analize dobljenih rezultatov (tabela 6.1) je razvidno, da je za izdelavo izdelkov z visokimi fizikalnimi in mehanskimi lastnostmi priporočljiva stiskalna sestava naslednje sestave: lesni odpadki (borova žagovina), modifikator - vodikov peroksid (poraba - 1,8%) začetna vlažnost - 12%.

Za povečanje produktivnosti je predlagana metoda ekstrudiranja, ki omogoča proizvodnjo oblikovanih izdelkov.

Diplomsko delo obravnava proizvodnjo cokla. Zaradi izpolnjevanja pogojev, določenih pri vročem stiskanju v zaprtih kalupih, je ekstruzijska glava sestavljena iz dveh delov (ogrevan del glave in drugi del brez segrevanja). Istočasno je čas zadrževanja stiskalne sestave v ogrevanem delu ekstruzijske glave 10 minut.

Za določitev letnega obsega proizvodnje je bil opravljen izračun zmogljivosti ekstruderja.

Za enopolžni ekstruder s spremenljivo (zmanjševalno) globino rezanja spiralnega kanala se lahko izračun volumetrične produktivnosti (Q, cm3/min) izvede na naslednji način:

Tukaj so A1, B1, C1 konstante neposrednega in dveh povratnih tokov pri spremenljivi globini vijačenja, cm3; Tabela 6.1 - Fizikalne in mehanske lastnosti DP-BS, DP-BS(Ai) in RP-BS (zbirna tabela) Št. p / str 1245 6 Vsebnost vlage v surovin, % Modifikator DP-BS (Ai) DP- BS RP-BS 12 % (4 %-C6H12N4) 12 % (1,8 %-H202) CL - 3 % Poraba AI-37 % Vlažnost - 10 % GL - 3 % IMTHFA-4 % Vlažnost - 6 % GL - 68 % IMTHFA -2, 5% Vlaga - 17,9% Vlaga - 12% HL - 3% Vodikov peroksid - 0,06% Vlaga - 12% HL - 35% Vodikov peroksid - 5% Vlaga - 12%

Trdnost upogib, MPA 8 12,8 10,3 9,6 12,0 - 8 9,7 Trdota, MPA 29 29,9 27,7 59 69 20 19 34 Modul elastičnosti pri upogibanju, MPA 1038 2909,9 1038, 6 732,6 21,7 14026 1915 vode, % 59,1,7 43 59 34 59 34 59 34 59 34 59. 143 139 Nabrekanje, % 6,0 12 8 3 5,0 1,0 7 7,0 1 K=0,00165 cm3; n – hitrost polža, n=40 vrt/min. kjer je t korak rezanja, cm, se predpostavlja, da je t = 0,8D; - število navojev vijaka, =1; e je širina grebena polža, cm; e = 0,08 D; - koeficient geometrijskih parametrov vijaka:

Koeficienti a, b so odvisni od geometrijskih dimenzij vijaka. Enostavno jih je izračunati, če obstaja risba vijaka, iz katere so vzete naslednje vrednosti: h1 - globina spiralnega kanala na začetku dovodne cone, cm; h2 je globina spiralnega kanala na začetku stisnjenega območja, cm; h3 je globina spiralnega kanala v dozirnem območju, cm; Če dimenzije polža niso znane (z izjemo D in L, ki sta znani iz znamke ekstruderja), potem vzemite h1=0,13D. Po tem se izračunajo preostali parametri: kjer je L dolžina vijaka, cm; L0 je dolžina vijaka do območja stiskanja, cm; kjer je Ln dolžina tlačnega dela polža, cm; Ln=0,5L. kjer je i stopnja stiskanja materiala; i=2,1. Rezultati izračunov po zgornjih formulah nam omogočajo izračun nekaterih drugih parametrov vijaka.

Lesni odpadki se na vibrirajočih zaslonih (poz.1) ločijo od velikih delcev, nato pa gredo lesni delci skozi detektor kovin (poz.3). Groba frakcija vstopi v udarni drobilnik (poz. 2) in se nato vrne na vibracijsko sito (poz. 1). Iz vibrirajočega sita se drobni delci pnevmatsko transportirajo v ciklon (poz.4) in nato v lijak (poz.5), od koder se s šaržnim polžem dovajajo v bobnasti sušilnik (poz.6). transporterju se lesni delci posušijo do 6 % vlage. Zdrobljeni lesni odpadki pridejo v ciklon (poz. 7), nato pa s polžnim transporterjem v zabojnik za suhe razrezane odpadke (poz. 8), preko katerega se dovajajo na tračne tehtnice (poz. 9).

Priprava raztopine vodikovega peroksida poteka v posodi (poz.10) za mešanje z vodo. Vodikov peroksid se dozira s tehtnico (poz.11). Dobava potrebne količine vode se regulira z merilnikom pretoka. Koncentracija vodikovega peroksida mora biti 1,8%. Tračne tehtnice služijo zahtevani znesek zdrobljenih lesnih delcev v kontinuirni mešalnik (poz.12), ki prejme tudi določeno količino raztopine modifikatorja. V mešalniku se komponente temeljito premešajo, vsebnost vlage v stiskalni surovine mora biti 12%.

Nato stiskalni material vstopi v razdelilni lijak (poz.13), od koder vstopi v bunker (poz.14) končnega stiskalnega materiala. Bunker je glavni medpomnilnik, ki zagotavlja nemoteno delovanje naprav. Bunker (poz. 14) je opremljen z vijačnim dozirnikom (poz. 15), s pomočjo katerega se končna sestava naloži v bunker ekstruzijske enote (poz. 16), s pomočjo katere se končna sestava se dovaja v ekstruzijsko glavo.

Kanal ekstruzijske enote (poz.17) je segret na temperaturo 1800C, čas zadrževanja v ogrevanem delu je 10 minut, v neogrevanem delu pa prav tako 10 minut.

Stisnjen izdelek (poz.18) se pošlje v fazo rezanja, izločanja in sortiranja, nato pa vstopi v fazo strojne obdelave. Po fazi kontrole se končni izdelki pošljejo v skladišče končnih izdelkov. Slika 6.1 Tehnološka shema izdelave izdelka v obliki podnožja DP-BS iz lesnopredelovalnih odpadkov brez dodajanja veziv z ekstrudiranjem

V tabeli 6.2 je prikazan izračun letne potrebe po surovinah za izdelavo talnih letev. Ocenjena letna zmogljivost linije za proizvodnjo tovrstnih izdelkov je 1 tona. Tabela 6.3 - Izračun potreb po surovinah in materialih Vrsta surovin Stopnja porabe (1 t), Stroški 1 kg surovin, rub. Znesek stroškov za 1 tono izdelkov, tisoč rubljev. Borova žagovina 0,945 8 7,56 Industrijska voda 0,048 7 0,33 Vodikov peroksid 0,007 80 0,56 Skupaj: 8,45 Znesek stroškov za nakup surovin na tono končnih proizvodov bo 8,456 tisoč rubljev. V primerjavi s proizvodnjo te vrste izdelka iz WPC, ki je znašala 47,65 tisoč rubljev. Tako je proizvodnja podnožnih letev iz DP-BS ekonomsko upravičena. S proizvodnjo 50 ton / leto bodo prihranki pri surovinah znašali 1,96 milijona rubljev.

UDK 674.812

V.G. Dedyukhin, V.G. Buryndin, N.M. Mukhin, A.V. Artemov

IZDELAVA IZDELKOV S STISKANJEM V ZAPRTIH FENOPLASTIČNIH KALUPIH BREZ DODAJANJA VEZIV

Podani so rezultati študij proučevanja tehnoloških lastnosti stiskalne sestave iz lesnih delcev brez dodatka veziva ter fizikalno-mehanskih lastnosti umetnih mas iz teh sestavkov; proučen je bil vpliv nizkomolekularnih (organskih in anorganskih) modifikatorjev ter vode v procesu nastajanja plastike.

Ključne besede: lesna plastika, karbamid, Raschigova fluidnost, brusni prah, vezan les.

Zaloga lesa v Rusiji je ocenjena na 80 milijard m3. Stopnja njegove uporabe je 65 ... 70%, le 15 ... 17% pa se predela s kemičnimi in kemično-mehanskimi metodami (svetovna raven je 50 ... 70%). Podjetja za hidrolizo akumulirajo 1,5 milijona ton hidroliznega lignina na leto glede na suho snov.

Ena od racionalnih smeri učinkovita uporaba odpadki iz obdelave lesa - pridobivanje iz njih stiskalnih materialov (mase za stiskanje lesa) na osnovi fenolnih in sečninsko-formaldehidnih smol. Vendar pa uvedba 11 do 35% sintetičnih veziv v te sestavke poveča stroške plošč in jih naredi okolju nevarne.

Zato so zelo zanimive lesne plastike, pridobljene brez dodajanja veziv. Surovina so lahko ne le majhni lesni delci, temveč tudi hidrolitični lignin in rastlinski ostanki enoletnih rastlin (ognjišče lanu in konoplje, stebla bombaža, slama itd.). V delu A.N. Minin, se tak material imenuje piezotermoplast.

V USFTU potekajo dela za pridobivanje materialov iz lesa in drugih rastlinskih odpadkov brez dodajanja veziv: od leta 1961 v odprtih kalupih (med ogrevanimi ravninsko vzporednimi ploščami) - lignokarbonska lesna plastika, od leta 1996 v zaprtih kalupih - lesna plastika brez veziva ( DP-BS).

Tehnologija izdelave plošč in izdelkov iz lesne plastike brez veziva ni razširjena zaradi dolgega cikla stiskanja, saj se plastika ohlaja v kalupu pod pritiskom (nizka produktivnost opreme in orodja ter velika poraba toplote). Predlagali smo tehnologijo stiskanja izdelkov, ki temelji na uporabi zunanjih kalupov in zraka kot nosilca toplote in hladila. Hkrati se produktivnost poveča za faktor 5 ali več v primerjavi s tradicionalno tehnologijo za takšne stiskalnice, poraba toplote pa se znatno zmanjša.

Ena od pomanjkljivosti sestavkov za stiskanje lesa brez dodatka veziva je njihova nizka tekočnost. Na primer, fluidnost DP-BS iz lesnih odpadkov (frakcija 0 ... 2 mm) po metodi stiskanja vzorca ploščatega diska pri vsebnosti vlage 10% znaša 78 mm, pri 20% pa 95 mm; Rashig fluidnost te stiskalne sestave pri vsebnosti vlage 10% je 9 mm, pri 20% pa 29 mm.

Poceni surovina za izdelavo DP-BS je brusni prah iz proizvodnje vezanega lesa (TTTP-F) in ivernih plošč (ShP-DStP). Tako je pri obsegu proizvodnje ivernih plošč 100 tisoč m3/leto količina oblikovanih SHP-ivernih plošč 7,5 tisoč ton. Prispevek kaže, da se ShP-DStP lahko uporablja pri proizvodnji fenolne plastike razreda 03-010-02, ki ustreza zahtevam GOST 5689-86 (glej tabelo).

Sestava in lastnosti fenolnih plastičnih mas na osnovi lesne moke in ShP-iverne plošče

Indeks Vrednost indeksa za polnilo

Lesna moka ShP-DStP

Spojina, %:

fenolformaldehidna smola 42,8 37,5

lesno polnilo 42,6 42,0

urotropin 6,5 7,0

mamica 4.4 -

apno (magnezijev hidroksid) 0,9 0,7

stearin 0,7 0,6

kaolin - 4,4

nigrozin 1.1 -

Lastnosti:

upogibna trdnost, MPa 69 66...69

udarna trdnost, kJ/cm2 5,9 5,9...7,0

električna trdnost, kV/cm 14,0 16.7.17.2

Odvisnost lastnosti stiskalnice na osnovi ShP-F brez dodatka veziva od vlažnosti (modifikacija s sečnino je bila izvedena pri vsebnosti vlage 13%): a - strižna odpornost; b - modul elastičnosti pri upogibanju; c - fluidnost po Rashigu; g - fluidnost na disku

Namen te študije je razviti formulacijo DP-BS na osnovi ShP-F in najti optimalni načini izdelki za stiskanje z lastnostmi, ki so podobne fenolnim 03-010-02.

Kar zadeva fluidnost, je DP-BS na osnovi ShP-F bistveno slabša od fenolne plastike, zato se lahko uporablja za izdelavo izdelkov preproste konfiguracije. Fluidnost materiala po Raschigu in na disku v odvisnosti od vsebnosti vlage je prikazana na sliki.

Znano je, da modifikacija lesa z amoniakom bistveno poveča njegovo plastičnost. Optimalna količina amoniaka je 5%. Kot vir amoniaka je predlagana uporaba karbamida, ki se razgradi pod pritiskom:

1CHN2 - C - 1CHN2 + H20 -> 2Shz + C02. O

Količino amoniaka in ogljikovega dioksida tg, ki nastane pri razgradnji sečnine mc, lahko izračunamo po formulah

tam \u003d mk / 1,765; vlačilec \u003d 0,733 tk.

Po našem mnenju je uporaba karbamida primernejša, saj nastali ogljikov dioksid ustvarja šibko kislo okolje, ki prispeva k polikondenzaciji lignina in lahko hidrolizabilnega dela celuloze – hemiceluloze. To sovpada z mnenjem avtorjev prispevkov.

Voda je v procesu pridobivanja lesne plastike brez dodatka veziva nujna kot mehčalec lesa in kemični reagent, ki sodeluje pri reakcijah s sestavinami lesa.

Glede na , za pretok kemični procesi ki se pojavljajo med tvorbo plastike iz borovih delcev pri tlaku 2,5 MPa, mora biti začetna vsebnost vlage v lesu 7 ... 9%. Pri uporabi trdega lesa (aspen, jelša) mora biti začetna vlažnost nekoliko višja - 10 ... 12%. Za plastičnost lesa mora biti vsebnost vlage, ki je odvisna od vrste lesa in pritiska stiskanja, še večja.

Poleg tega je pri uporabi karbamida kot modifikatorja potrebna dodatna količina vode za njegovo razgradnjo (glej zgornji diagram). Količino vode za prehod reakcije lahko izračunamo po formuli TV = 0,53 tam.

Zato mora biti pri tvorbi DP-BS na osnovi ShP-F z uporabo karbamida kot modifikatorja optimalna vsebnost vode približno 13%.

Za modifikacijo sestave stiskalnice na osnovi ShP-F, 9% mas. karbamid. To je omogočilo znatno povečanje duktilnih lastnosti materiala za stiskanje. Na primer, Raschigova fluidnost se je z vsebnostjo vlage v izvornem materialu 13 mas. % povečala za 3,5-krat, fluidnost diska se je povečala s 75 na 84 mm, upogibni modul se je povečal s 263 na 364 MPa in določena strižna odpornost glede na, zmanjšal z 2,6 na 1,5 MPa

Tako je mogoče sklepati naslednje:

Z uporabo metode matematičnega načrtovanja eksperimenta tipa Z2 je bil preučen vpliv vlažnosti ShP-F (Х1 = 11 ± 5%) in tlaka stiskanja (Х2 = 15 ± 10 MPa) na lastnosti DP-BS (temperatura stiskanja 170 °C). °C);

Pri obdelavi rezultatov eksperimentov smo dobili ustrezne regresijske enačbe v obliki polinoma drugega reda:

¥,(ayug) = 34,9 + 6,6 X! + 16,9 X2 - 1,4 X? - 4,3 X22 - 3,0 Xx X2;

G2 (D:,) \u003d 34,5 - 21,8 X ~ 76,7 X2 + 26,3 X2 - 3,8 X22 + 75,5 X X2.

BIBLIOGRAFIJA

1. Bazarnova N.G. Vpliv sečnine na lastnosti stisnjenih materialov iz lesa, izpostavljenega hidrotermični obdelavi / N.G. Bazarnova, A.I. Galočkin, V.S. Krestyannikov // Kemija rastlinskih surovin. -1997. - Št. 1. -S. 17-21.

2. Buryndin V.G. Preučevanje možnosti uporabe brusnega prahu ivernih plošč za proizvodnjo fenolnih plastičnih mas / V.G. Buryndin [et al.] // Tehnologija lesenih plošč in plastike: Meduniverzitetni. sob. - Ekaterinburg, ULTI, 1994. - S. 82-87.

3. Vigdorovich A.I. Lesni kompozitni materiali v strojništvu (priročnik) / A.I. Vigdorovič, G.V. Sagalaev, A.A. Pozdnjakov. - M.: Mašinostroenie, 1991.- 152 str.

4. Dedyukhin V.G. Umetne mase na osnovi lesa brez dodatkov veziv (DP-BS): Sat. Zbornik, posvečen 70-letnici Fakultete za inženirstvo in ekologijo Uralske državne gozdne tehnične univerze /V.G. Dedyukhin, N.M. Mukhin. - Ekaterinburg, 2000. - S. 200-205.

5. Dedyukhin V.G. Študija fluidnosti mase za stiskanje lesa brez dodatka veziva /V.G. Dedyukhin, N.M. Mukhin // Tehnologija lesenih plošč in plastike: Meduniverzitetni. sob. - Ekaterinburg: UGLTA, 1999. - S. 96-101.

6. Dedyukhin V.G. Stiskanje oblog iz stiskalne mase brez dodajanja veziva / V.G. Dedyukhin, L.V. Myasnikova, I.V. Pichugin // Tehnologija lesenih plošč in plastike: Meduniverzitetni. sob. - Jekaterinburg: UGLTA, 1997. -S. 94-97.

7. Dedyukhin V.G. Stisnjena steklena vlakna / V.G. Dedyukhin, V.P. Stav-jarek. - M.: Kemija, 1976. - 272 str.

8. Doronin Yu.G. Mase za stiskanje lesa / Yu.G. Doronin, S.N. Mirošničenko, I.Ya. Šulepov. - M.: Lesn. prom-st, 1980.- 112 str.

9. Kononov G.V. Kemija lesa in njegovih glavnih sestavin /G.V. Kononov. - M.: MGUL, 1999. - 247 str.

10. Minin A.N. Tehnologija piezotermoplastov / A.N. Minin. - M.: Lesn. prom-st, 1965. - 296 str.

11. Otlev I.A. Priročnik za proizvodnjo ivernih plošč / I.A. Otlev [i dr.]. - M.: Lesn. prom-st, 1990. - 384 str.

12. Ploščati materiali in izdelki iz lesa in drugih olesenelih rastlinskih ostankov brez dodatkov veziv / ur. V.N. Petri. - M.: Lesn. prom-st, 1976. - 360 str.

13. Pridobivanje, lastnosti in uporaba modificiranega lesa.- Riga: Zinatne, 1973.- 138 str.

14. Ščerbakov A.S. Tehnologija kompozitnih lesnih materialov / A.S. Ščerbakov, I.A. Gamova, L.V. Melnikov. - M.: Ekologija, 1992. - 192 str.

V. G. Dedjuhin, V. G. Buryndin, N. M. Mukhin, A. V. Artjomov Izdelava predmetov iz fenoplastov s stiskanjem v zaprtih stiskalnih kalupih brez dodajanja veziv

Podani so rezultati raziskav tehnoloških lastnosti stiskalnih sestavkov iz lesnih ivercev brez dodajanja veziv in fizikalno-mehanskih lastnosti umetnih mas iz teh sestavkov. Proučujemo vpliv nizkomolekularnih (organskih in anorganskih) modifikatorjev in vode v procesu tvorbe plastike.