Physico-chemical properties of the surface of industrial wood-based panels of different types
Authors: Васильев В.В. , Хоссейни С.З. , Сизова Л.И. , Кондратьева Е.В. 
Published: September 2020

А последние 15 лет в России происходил интенсивный рост производства древесных плит. Среднегодовые темпы увеличения выпуска древесностружечных плит (ДСП) составили 7,5%, а древесноволокнистых плит средней плотности (MDF) - 38,7%. Одновременно с ростом производства происходило освоение технологий изготовления плит разных типов, отличающихся рецептурным составом по виду применяемых древесных частиц, синтетических смол и добавок целевого назначения (отвердители, гидрофобизаторы, антиадгезивы, антипирены, антисептики и др.). Производимые древесные плиты используются преимущественно в мебельной промышленности и строительстве, где они, как правило, подвергаются отделке. Актуальной задачей является повышение качества отделки и сокращение расхода отделочных материалов. Оптимальный расход жидких отделочных материалов (шпатлевка, грунтовка, краска, клей) зависит от свойств поверхности древесных плит. Исследовали 4 типа промышленных древесностружечных плит (Р2, Р3, Р5, Р6) и один тип MDF, выпускаемых в России под названием «плиты древесные моноструктурные волокнистые марки ПМВ». Установили, что кислотность поверхности древесных плит изменяется в диапазоне рН от 6,0 до 6,7, что соответствует рекомендациям специалистов. Величина краевого угла смачивания раствора карбамидоформальдегидной смолы на поверхности ДСП находится в интервале от 79 до 85о, а на поверхности волокнистой плиты - 68о. Полученные данные показывают, что водный раствор пленкообразователя лучше растекается на пласти плиты ПМВ. Впитывание жидкостей поверхностью пласти плит различных типов значительно различается. Испытания по европейской методике EN 382-1 показали, что длина трассы толуола изменяется в диапазоне от 57 мм (плита ПМВ) до 351 мм (плита ДСП тип Р5), т. е. плита ПМВ активно впитывает органический растворитель. Впитывание воды также изменяется в широком диапазоне. Так, за 10 мин плита ПМВ впитывает 67 г/м2 поверхности, а ДСП типа Р2 - 712 г/м2. Процесс впитывания толуола поверхностью древесной плиты зависит преимущественно от величины средней плотности краевых зон поверхностного слоя плиты, т. е. от пористости ее поверхности. Чем выше плотность, тем ниже впитываемость толуола. Вид синтетического связующего, на котором изготовлена плита, и присутствие гидрофобных добавок в виде парафина практически не влияет на этот показатель. Скорость впитывания воды поверхностью древесных плит зависит в основном от наличия гидрофобизатора в наружных слоях плит, а также от плотности краевых зон поверхности. В присутствии парафина впитываемость воды резко снижается. Повышение плотности поверхности также способствует снижению скорости впитывания воды.
Over the past 15 years an intensive growth of production of wood-based panels was observed in Russia. The annual rate of increase in release particleboards amounted to 7.5%, and medium density fiberboard (MDF) - 38.7%. Simultaneously with the increase in production, mastery manufacturing of plates of different types which differ by the type of wood particles, synthetic resins and additives (hardeners, water-proofing materials, antiadhesives, flame retardants, antiseptics, etc.) occurred. The produced wood plates are mainly used in the furniture industry and construction, where they are usually subjected to finish. An urgent task is to increase the quality and reducing the consumption of materials. Optimal liquid consumption materials (putty, primer, paint, glue) depends on the surface properties of wood-based panels. We investigated four types of industrial particleboards (P2, P3, P5, P6) and one type of MDF, which are produced in Russia under the name “plates of wood, monostructural fiberboards, brand of «PMV». It was found that the acidity of the surface of the wood plates ranges from pH 6.0 to 6.7, which corresponds to the recommendations of the experts. Value of surface wetting angle of solution of urea-formaldehyde resin on the surface of the particleboards is between 79 to 85о, and on the surface of the MDF - 68о. The data obtained suggest that aqueous solution of film binders better spreads on surface boards «PMV». Absorption of liquids by surface of plates of different types varies considerably. Testing according to European methodology EN 382-1 showed that the length of the route of toluene ranges from 57 mm (plate «PMV») to 351 mm (plate of type P5), i.e. plate «PMV» actively absorbs organic solvent. Water absorption also varies widely. So for 10 minutes the plate «PMV» absorbs 67 g/m2 surface, and plate of type P2-712 g/m2. The process of absorption of toluene by surface of wood-based panels depends mainly on the size of the average density boundary zones of the surface layer of the plate, i.e. from the porosity of the surface. The higher the density, the lower the absorption of toluene. View of synthetic binder, which is used in plate, and the presence of hydrophobic additives in the form of paraffin has virtually no effect on this indicator. The rate of the water absorption by surface of the wood-based panels depends mainly on the availability of hydrophobic additives in the outer layers boards, as well as the density of the boundary surface zones. In the presence of paraffin, water absorption is dramatically reduced. Increasing the density of the surface also helps reduce water absorption speed.