Процесс пропитки шпона в растворах искусственных смол

Категория:
Производство древесных пластиков


Процесс пропитки шпона в растворах искусственных смол

При производстве древеснослоистых пластиков смола вводится в древесину путем пропитки листов шпона растворами смол.

В отдельных видах древеснослоистых материалов вместо пропитки листов шпона растворами смол применяется способ нанесения смолы на поверхность листа при помощи вальцов, имеющих гладкие металлические барабаны.

Процесс пропитки древесины в виде тонких слоев с последующей их склейкой в процессе термической обработки возник вследствие того, что целые бруски древесины с сравнительно большим поперечным сечением трудно пропитываются многополимерными соединениями типа фенол-формальдегидных смол. Такие растворы проникают только в поверхностные слои древесины на очень незначительную глубину.

Процесс пропитки древесины искусственными смолами, представляющими собой коллоидные растворы, изучен недостаточно. Однако известно, что от степени и характера проникновения смолы в древесину зависят ее свойства.

Проникновение смолы в сосуды и полости клеток улучшает водостойкость древесины, но недостаточно влияет на уменьшение величин разбухания и усушки.

Пропитка смолами стенок клеток способствует значительному уменьшению способности древесины изменять свои размеры под воздействием влаги.

Качество пропитки шпона в растворах смол зависит от метода пропитки, физико-химических свойств смолы, ее структуры, вязкости, концентрации и температуры раствора, количества поглощаемого раствора, качества и породы древесины и ряда других условий и технологических факторов. Пропитка древесины выполняется способами вымачивания, пропитки в горячих и холодных ваннах, полного поглощения и ограниченного поглощения.

Способ вымачивания заключается в том, что пропитываемую древесину погружают в холодные растворы на сроки, зависящие от размеров материала; при этом сосуды и капилляры заполняются раствором путем процесса диффузии.

Способ пропитки в горячих и холодных ваннах состоит в том, что пропитываемую древесину выдерживают определенное время в горячем растворе, затем дают охладиться или заливают свежим холодным раствором.

Этот способ пропитки дает лучшие результаты, чем первый. Объясняется это тем, что при погружении древесины в горячий расгвор от нагревания увеличивается объем воздуха и он вытесняется из древесины.

При последующем охлаждении древесины воздух, оставшийся в ней, также охлаждается, в связи с этим создается вакуум и раствор интенсивно впитывается в древесину.

Для глубокой пропитки древесины применяется способ полного поглощения, заключающийся в том, что перед пропиткой древесина подвергается воздействию вакуума, а в последующем — пропитке раствором под давлением.

Сущность метода ограниченного поглощения заключается в том, что при пропитке под давлением воздух, находящийся в древесине, сжимается, а раствор нагнетается в древесину. Если после давления создать вакуум, то воздух в древесине, расширяясь, выжимает избыток раствора из древесины.

Таким образом, при этом способе древесина как бы смазывается раствором.

На основании работ ЦНИЛХИ для пропитки шпона был выбран метод вымачивания. Способ этот, совершенно непригодный для пропитки брусков, оказался удовлетворительным при пропитке тонких листов древесины.

Кроме того, преимуществом этого способа пропитки является простота операций, не требующих большого количества обслуживающего персонала.

По данным ЦНИЛХИ (С. П. Красовский), количество поглощаемого раствора при пропитке вымачиванием зависит от продолжительности пропитки.

Пропитка шпона толщиной 1,2 мм, при его влажности 9% и концентрации раствора смолы 16,4% в течение 5, 10, 15 и 20 часов сопровождается поглощением раствора в количестве от веса шпона соответственно 83, 92, 100 и 105%.

По тем же данным, количество поглощаемого раствора зависит от толщины шпона.

При продолжительности пропитки 20 час. в растворе спиртовой смолы концентрацией 22%, влажности шпона 9,1% количество поглощаемого раствора смолы при толщине шпона 1,5 мм составляет 95%, а при толщине 2 мм уменьшается до 85%.

Установлено, что при пропитке шпона толщиной 0,55 мм по существующим режимам, т. е. в течение 1 часа вымачивания, количество поглощенного раствора составляет в среднем 70%.

1акое количество поглощенного раствора не обеспечивает глу-окои пропитки листа шпона, смола проникает сравнительно на небольшую глубину и средняя часть листа даже при толщине его и.оо мм остается непропитанной.

Качество пропитки шпона в значительной степени зависит от строения молекулы смолы. Низкомолекулярные соединения образуют смолы с низкой вязкостью, легко впитываемые древесиной, и, наоборот, смолы из высокомолекулярных соединений обладают высокой вязкостью и плохо впитываются древесиной.

В свою очередь вязкость смолы зависит не только от ее молекулярного строения, но и от концентрации и температуры раствора. С понижением температуры и повышением концентрации у всех видов смол сильно повышается вязкость и они хуже впитываются древесиной.

Количество поглощаемого при пропитке древесины раствора смолы зависит не только от толщины шпона и времени пропитки, но и от температуры раствора.

Работами Ленинградской лесотехнической академии им. С. М. Кирова установлена зависимость содержания сухой смолы в шпоне от температуры раствора и времени пропитки при пропитке шпона смолой марки СБС-1 с концентрацией 30% (табл. 63).

Зависимость содержания смолы от времени пропитки и толщины шпона исследовалась в ЦНИИФМ.

Увеличение содержания смолы в шпоне толщиной 1,5 мм по сравнению со шпоном толщиной 1,15 мм объясняется тем, что в шпоне толщиной 1,5 мм на левой его стороне имеется значительно большее количество глубоких трещин, заполняемых во время пропитки смолой.

Раствор смолы проникает главным образом с тангентальных поверхностей шпона, меньше с торцов, а хуже всего через ребра волокон.

Такое различие проникновения раствора смолы в основном объясняется тем, что размеры поверхностей торцовых волокон и по ребрам очень малы (0,7%) по сравнению с размерами тангентальных поверхностей. Кроме того, лущение шпона сопровождается, как уже указывалось, перерезанием волокон и вскрытием сосудов, заполняемых при пропитке раствором.

Раствор смолы проникает в шпон через тангентальные и торцовые поверхности вследствие диффузии во внутреннюю структуру древесины, а в результате сорбционных процессов раствор смолы образует на поверхностях шпона клеящую пленку.

Опытами ЦНИЛХИ установлено, что длительная пропитка в растворе смол не обеспечивает сквозной пропитки; заполняются лишь сосуды и полости, перерезанные во время лущения, а также клетки, расположенные вблизи поверхностей листа шпона.

Вместе с тем качество пропитки шпона растворами смол может быть определено только при условии предельного насыщения шпона раствором.

Предельное насыщение шпона раствором смолы меняет характер впитывания раствора в древесину.

Вследствие длительности процесса диффузия раствора в древесину происходит значительно полнее и лучше, что должно отразиться на качестве древесины.

Предельное количество поглощаемого раствора смолы зависит также от влажности шпона в период пропитки.

Работами ЦНИИФМ (Л. А. Демидова) установлено, что предельное насыщение шпона раствором смолы происходит за ПО часов вымачивания, причем основная масса раствора поглощается в течение первых 4—5 часов. Этими работами установлена также зависимость количества поглощаемого раствора не только от времени пропитки, но и от влажности шпона.

При предельном насыщении древесины (шпона) раствором смолы меняются физические свойства древеснослоистого пластика.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум