ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИ- И ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАК АЛЬТЕРНАТИВЫ ФОРМАЛЬДЕГИДСОДЕРЖАЩИМ СМОЛАМ В ТЕХНОЛОГИИ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ СУХОГО СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ
УДК 674.817
Аннотация
Древесноволокнистые плиты благодаря сравнительно высокой химической активности технического древесного волокна являются уникальным материалом, чье образование может быть обеспечено за счет превращений компонентов древесины. Однако при режимах горячего прессования, характерных для плит сухого способа, химические реакции не успевают пройти в нужной степени, что требует использования специальных модификаторов, усиливающих активность наполнителя. В качестве модификаторов исследовали би- и полифункциональные соединения – сахарозу, карбамид и лимонную кислоту. Наименьшую эффективность показала сахароза, не способная обеспечить соответствие физико-механических показателей готовых плит требованием стандартов; использование карбамида и лимонной кислоты позволяет изготавливать плиты, не уступающие по своим свойствам материалам из карбамидоформальдегидной смолы. Методами химического и инструментального анализа (ИК-спектроскопия, спектроскопия твердотельного ЯМР 13C) установили, что в ходе горячего прессования карбамид и лимонная кислота реагируют с компонентами клеточной стенки древесины. Карбамид при прессовании разрушается с образованием аммиака и изоциановой кислоты, которая, в свою очередь, обеспечивает межволоконное взаимодействие. Лимонная кислота в ходе горячего прессования реагирует с гидроксильными группами компонентов древесины по механизму этерификации. На примере лимонной кислоты установили, что плиты, соответствующие требованиям марки ТСН-30, могут быть изготовлены только при продолжительности прессования не менее 0.4 мин/мм толщины готовой плиты, что существенно превышает современные требования технологии. Для обеспечения конкурентноспособности выбранных модификаторов по отношению к существующим синтетическим смолам требуется найти пути сокращения времени прессования.
Скачивания
Metrics
Литература
V'yunkov S.N. Tekhnologiya drevesnykh plit s ispol'zovaniyem svyazuyushchego na osnove zhidkogo stekla: avtoref. diss. ... kand. tekhn. nauk. [Technology of wood-based panels using a binder based on liquid glass: Ph.D. diss. ... cand. tech. Sciences]. St. Petersburg, 1999, 16 p. (in Russ.).
Enayati A.A., Sani F.R., Kavei F. Res. Dev. Material Sci. 2021, vol. 15(2), pp. 1662–1666. DOI: 10.31031/RDMS.2021.15.000856.
Li J., Fu W., Li F., Li D. Ferroelectrics, 2020, vol. 566(1), pp. 54–80. DOI: 10.1080/00150193.2020.1762430.
Pizzi A., Papadopoulos A.N., Policardi F. Polymers, 2020, vol. 12(5), 1115. DOI: 10.3390/polym12051115.
Shcherbakov A.S., Gamova I.A., Mel'nikova L.V. Tekhnologiya kompozitsionnykh drevesnykh materialov: uchebnoye posobiye dlya vuzov. [Technology of composite wood materials: textbook for universities]. Moscow, 1992, 192 p. (in Russ.).
Katrakov I.B., Markin V.I., Bazarnova N.G. Izvestiya altayskogo gosudarstvennogo universiteta, 2014, no. 3-1 (83), pp. 204–208. DOI: 10.14258/izvasu(2014)3.1-37. (in Russ.).
Katrakov I.B., Markin V.I., Kolosov P.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2018, no. 3, pp. 251–260. DOI: 10.14258/jcprm.2018034338. (in Russ.).
Solechnik N.Ya. Proizvodstvo drevesno-voloknistykh plit. [Production of wood fiber boards]. Moscow, 1963, 338 p. (in Russ.).
Solov'yova T.V. Prevrashcheniya komponentov lignouglevodnoy matritsy v tekhnologii drevesnovoloknistykh plit: avtoref. diss. ... d-ra. tekhn. nauk. [Transformation of the components of the lignocarbohydrate matrix in the technology of fibreboards: Ph.D. diss. ... dr. tech. Sciences]. Minsk, 1998, 36 p. (in Russ.).
Ivanov D.V., Ryabinkov A.A., Orekhov Ye.V. Drevesnyye plity i fanera: teoriya i praktika: Vseros. nauch.-prakt. konf. [Wood boards and plywood: theory and practice: All-Russian scientific-practical conf.]. St. Petersburg, 2021, pp. 79–86. (in Russ.).
Yermolin V.N., Bayandin M.A., Kazitsin S.N., Namyatov A.V., Ostryakova V.A. Izvestiya vuzov. Lesnoy zhurnal, 2020, no. 3, pp. 151–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-151-158. (in Russ.).
Gamova I.A. Issledovaniye i razrabotka sposoba polucheniya drevesnovoloknistykh plit i plastikov povy-shennoy prochnosti i vodostoykosti: diss. … kand. tekhn. nauk. [Research and development of a method for obtaining fiber-boards and plastics of increased strength and water resistance: diss. … cand. tech. Sciences]. Leningrad, 1968, 142 p. (in Russ.).
Tsarev G.I., Leonovich A.A. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii, 1995, no. 161, pp. 169–180. (in Russ.).
Antov P., Savov V., Trichkov N., Krišt’ák L’., Réh R., Papadopoulos A.N., Taghiyari H.R., Pizzi A., Kunecová D., Pachikova M. Polymers, 2021, vol. 13, 639. DOI: 10.3390/polym13040639.
Antov P., Jivkov V., Savov V., Simeonova R., Yavorov N. Applied Sciences, 2020, vol. 10 (21), 7526. DOI: 10.3390/app10217526.
Savov V., Antov V. Drvna Industrija, 2020, vol. 71(2), pp. 157–162. DOI: 10.5552/drvind.2020.1968.
Leonovich A.A. Fiziko-khimicheskiye osnovy obrazovaniya drevesnykh plit. [Physical and chemical bases of formation of wood boards]. St. Petersburg, 2003, 192 p. (in Russ.).
Vasil'yev V.V. Drevesnyye materialy: trebovanii i sertifikatsiya v Yevrope, Rossii i SShA. Sbornik nauchnykh trudov po itogam mezhdu-narodnogo simpoziuma. [Wood materials: requirements and certification in Europe, Russia and the USA. Collection of scientific papers based on the results of the international symposium]. Balabanovovo, 2016, pp. 85–87. (in Russ.).
Obolenskaya A.V., Yel'nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornyye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy: uchebnoye posobiye dlya vuzov. [Laboratory work on the chemistry of wood and cellulose: a textbook for universities]. Moscow, 1991, 320 p. (in Russ.).
Plity MDF tverdyye. [MDF boards, solid]. URL: http://service-group.ru/lot3116. (in Russ.).
Roffael E. Formaldehyde release from particleboard and other wood based panels. Kuala Lumpur, 1993, 281 p.
Vasil'yev A.V., Grinenko Ye.V., Shchukin A.O., Fedulina T.G. Infrakrasnaya spektroskopiya organicheskikh i pri-rodnykh soyedineniy: Uchebnoye posobiye. [Infrared Spectroscopy of Organic and Natural Compounds: Tutorial]. St. Petersburg, 2007, 54 p. (in Russ.).
Virpsha Z., Bzhezin'skiy Ya. Aminoplasty. [Aminoplasts]. Moscow, 1973, 344 p. (in Russ.).
Prech E., Byul'mann F., Affol'ter K. Opredeleniye stroyeniye organicheskikh soyedineniy. Tablitsy spektral'nykh dannykh. [Determination of the structure of organic compounds. Tables of spectral data]. Moscow, 2006, 438 p. (in Russ.).
Lignin and Lignans: advances in chemistry, ed. C. Heitner, D. Dimmel, J.A. Schmidt. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2010, 629 p.
Kostryukov S.G., Petrov P.S., Masterova Yu.Yu., Idris T.D., Khamdamov S.S., Yunusov I.A., Kostryukov N.S. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2021, no. 2, pp. 95–102. DOI: 10.14258/jcprm.2021028790. (in Russ.).
Yevstigneyev E.I., Yuzikhin O.S., Gurinov A.A., Ivanov A.Yu., Artamonova T.O., Khodorkovskiy M.A., Bessono-va Ye.A., Vasil'yev A.V. Zhurnal prikladnoy khimii, 2015, vol. 88, no. 5, pp. 1175–1183. (in Russ.).
Levanova S.V., Krasnykh Ye.L., Moiseyeva S.V., Safronov S.P., Glazko I.L. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Seriya: Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, 2021, vol. 64, no. 6, pp. 69–75. DOI: 10.6060/ivkkt.20216406.6369. (in Russ.).
Ando D., Umemura K. Polymers, 2021, vol. 13, 58. DOI: 10.3390/polym13010058.
Pereira D.C., Nakamura A.P.D., Brum S.S. Drvna industrija: Scientific journal of wood technology, 2020, vol. 71, no. 3, pp. 232–245. DOI: 10.5552/drvind.2020.1917.
Cahyono T.D., Syahidah. 14th Pacific Rim Bio-Based Composites Symposium. IOP Conference Series: Materials Sci-ence and Engineering, 2019, vol. 593, 012009. DOI: 10.1088/1757-899X/593/1/012009.
Copyright (c) 2022 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
