Органо-синтетические волокнистые плиты сухого способа производства



l

i

i

ОРГАНО - СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНИСТЫЕ ПЛИТЫ СУХОГО СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА

Ю.П. Гончаренок, И.М. Грошев, Е.А. Терентьева

В настоящее время для многих предприятий деревообрабатывающей промышленности актуальна проблема экономии сырья. С другой стороны, на предприятиях текстильной промышленности образуется большое количество неиспользуемых отходов. К данной группе текстильных материалов относятся низкосортные отходы текстильной промышленности, такие как волокно искусственного меха невозвратное, кноп ткацкий. Отходы образуются в основном на отделочном участке (35-40% от используемого сырья). Это сырьё практически непригодно для производства текстильной продукции. Если совместить две проблемы, то можно найти решение. Одним из решений является разработка технологии органо-синтетических волокнистых плит в соответствие с технологией ДСП.

Разработка и внедрение энергосберегающих технологий, рациональное использование местных ресурсов и отходов является важнейшим механизмом обеспечение роста конкурентоспособности выпускаемой продукции и импортозамещения. Использование отходов в качестве вторичного сырья – это важная экологическая и экономическая необходимость.

Сотрудниками кафедры ПНХВ УО «ВГТУ» и ОАО «Витебскдрев» разработана технология получения органо-синтетических волокнистых плит строительного назначения с использованием коротковолокнистых отходов легкой промышленности с длиной волокон от 0,5 до 25 мм. Реализация технологии позволит сократить материалоемкость продукции вследствие ввода в состав композиции коротковолокнистых отходов текстильного производства, а также расширит ассортимент строительных материалов.

При производстве древесностружечных плит (ДСП) традиционным способом используется дровяная древесина лиственных и хвойных пород (сосна, ель, осина, береза, ольха и др.) в различных соотношениях. В роли связующего используется смола карбамидоформальдегидная КФ-НФП (продукт поликонденсации карбамида и формальдегида в присутствии кисловых и щелочных катализаторов). Для отверждения карбамидоформальдегидного связующего внутреннего слоя используется отвердитель. Комбинированный отвердитель снижает также содержание формальдегида в плите. В состав комбинированного отвердителя входят: карбамид – 36,3 м.ч., сульфат аммония – 12,7 м.ч., вода-51 м.ч. [1]

Технологический процесс изготовления ДСП включает следующие технологические операции: разделка древесного сырья, измельчение древесины в стружку, сушка древесных частиц, сортировка древесных частиц, приготовление рабочих растворов компонентов связующего, смешивание древесных частиц со связующим, формирование древесностружечных пакетов, горячее прессование плит, обрезка плит по периметру, выдержка плит, шлифование и пакетирование плит.[2]

При производстве органо-синтетических волокнистых плит (ОСВП) используются три основных компонента: частицы измельченной древесины, синтетические отходы производств легкой промышленности, специальные химические добавки (модификаторы), улучшающие технологические и другие свойства получаемой продукции.

В качестве исходных дисперсных древесно-растительных наполнителей в ОСВП можно использовать древесную муку, опилки из древесины лиственных и хвойных пород, молотую древесную кору лиственных и хвойных пород дерева и всю гамму растительных сельскохозяйственных отходов.

В качестве синтетических отходов можно использовать отходы окончательной стрижки искусственного меха - кноп стригальный, отходы коврового производства -кноп ткацкий и отходы обувного производства - подноски. Кноп стригальный состоит из 100% полиакрилонитрильного волокна. В состав кнопа ткацкого входят – лавсан, нитрон и шерсть в разном процентном соотношении. Подноски – это твёрдые отходы полиуритана.

Технологическая схема производства ОСВП включает: измельчение древесины, сушка измельченной древесины, подготовка текстильных отходов (дробление), дозирование компонентов, смешивание компонентов, прессование плит, обрезка по длине и, при необходимости, разрезание по ширине.

В лабораторных условиях предприятия ОАО «Витебскдрев» были получены экспериментальные образцы ОСВП толщиной 16мм с использованием отходов легкой промышленности. Изготовление образцов осуществлялось в соответствии с технологической схемой производства ДСП с помощью пресса типа 2ПГ-500.

При проведении эксперимента варьировали сырьевой состав, расход сырья и материалов при изготовлении древесностружечных плит с использованием отходов легкой промышленности (таблица 1).

Таблица 1 – Рецептура композиционных смесей

Компоненты	Образец № 1	Образец № 2	Образец № 3	Образец № 4	Образец № 5	Образец №6 ДСП
Наружный слой:					Однослойная композ. смесь
Древесная стружка, %	40	40	30	40		20
Внутренний слой:
Древесная стружка, %	-	-	30	-	30	70
Кноп ткацкий	50	-	-	-	-	-
Кноп и подноски, %	-	50	-	-	60	-
Кноп стригальный, %	-	-	30	50	-	-
Специализированные добавки, %	10	10	10	10	10	10

Физико-механические показатели изготовленных образцов определили по ГОСТ 10634 и ГОСТ 10633. Отбор образцов, количество, точность изготовления и кондиционирование образцов проводили по ГОСТ 10633.

Результаты физико-механических испытаний приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Физико-механические показатели полученных образцов

Наименование образца	Предел прочности при изгибе, МПа	Разбухание в воде по толщине, %	Плотность образца, кг/м3
1	20,6	23,3	861
2	22,8	25,5	681
3	19,08	16,4	953
4	20,5	15,6	871
5	15,9	15,4	934
6	22,4	28,6	859

Анализ полученных результатов показывает, что образец №1, в составе которого использовался кноп ткацкий, обладает высокой прочностью при изгибе. Но в связи с разнородностью волокнистого состава используемых отходов значительно увеличивается разбухаемость по толщине и плотности данного материала. Образец №2 за счет разнородности геометрических свойств используемых отходов (кноп, подноски) обладает низкой плотностью и повышенной разбухаемостью по толщине. Образец №5 обладает хорошими показателями плотности и разбухаемости по толщине, однако, показатель прочности при изгибе низкий за счет разнородности как геометрических свойств, так и сырьевого состава. Образцы №4 и №3 обладают наилучшими свойствами по всем физикомеханическим показателям, т.к. используемое сырье (кноп стригальный – отходы стрижки искусственного меха) имеет близкий по геометрическим, физикомеханическим свойствам сырьевой состав.

Из результатов исследований следует, что ОСВП соответствуют требованиям СТБ 1554-2005, который распространяется на ДСП для строительства и устанавливает технические условия, которые включают требования к основным характеристикам плит, сырью и материалам, маркировке, упаковке, приемке, транспортированию и хранению, а также методы контроля и требования безопасности и охраны окружающей среды.

Установлено, что лучшими физико-механическими показателями обладает образец ОСВП № 3, где в качестве наполнителя использовался кноп стригальный (коротковолокнистые отходы мехового производства): плотность – 953 кг/м3, прочность при изгибе – 19,08 МПа, разбухание – 16,4%. В результате определен оптимальный состав композиции - 30% волокнистого наполнителя и 70 % древесной стружки.

По предварительным расчетам, по ценам на сентябрь 2008 года экономия по древесине и ТЭР с учетом использования текстильных отходов составила 247231 у.е. в год.

Производство ОСВП является одним из наиболее перспективных в области рационального использования отходов деревообрабатывающего производства в результате использования низкосортной древесины, отходов текстильной промышленности, переработке в высококачественные профильные детали для широкого спектра применений, включая строительство и мебель. ОСВП также могут быть использованы в машиностроительной и других отраслях промышленности, в частности, в авто- и вагоностроении, в производстве тары, материалов для облицовки административных и жилых помещений, оконных и дверных блоков, теплоизоляционных плит.