Processing Factors and Properties of Thermal Insulation Boards Made of Plant Fillers | Технологические факторы и свойства теплоизоляционных плит из растительных наполнителей

Processing Factors and Properties of Thermal Insulation Boards Made of Plant Fillers | Технологические факторы и свойства теплоизоляционных плит из растительных наполнителей

2022

И.В. Сусоева | Т.Н. Вахнина | А.А. Титунин | В.Е. Румянцева

English. Wood processing soft waste is mainly used in the production of fuel briquettes, irrecoverable (non-recyclable) waste from spinning flax and cotton are incinerated or sent to dump. The development of methods for recycling non-recyclable cellulosic waste through the product manufacturing is relevant, both from the resource conservation perspective, as well as the environmental point of view. The issues of plant waste recycling through the manufacturing of various types of products are widely developed in the Russian and foreign scientific research practice. Researchers deal with the processing of wheat, rice straw, bamboo stalks, and other cellulosic materials. There is a plenty of published information on methods of soft wood waste recycling. However, no research on recycling irrecoverable waste of spinning flax and cotton fibers had been carried out before this paper. We propose to produce thermal insulation boards based on phenol-formaldehyde resol binder using flax and cotton spinning waste and soft wood processing waste. The wet production method used here involves mixing the filler with water, a precipitant solution and a binder. After spinning the material is dried. The paper presents the results of determining the physical and mechanical properties and thermal conductivity coefficient of boards made of plant waste. The research was carried out according to the B-plan of the second order. Adequate regression mathematical models of the dependences of physical and mechanical parameters of the boards on the varying factors of the production process were developed according to the experimental data processing results. Using the developed regression models we built the response surfaces of the composite parameters: the bending strength of the boards, the thickness swelling of the boards after 24 h of exposure in water and the thermal conductivity coefficient. Nomograms of the dependencies of board parameters on the values of varying factors have been developed based on the mathematical models analysis. The nomograms are the basis for the development of practical recommendations for determining the rational values of the parameters of insulation board materials production from irrecoverable waste of spinning flax and cotton and soft wood processing waste. For citation: Susoeva I.V., Vakhnina T.N., Titunin A.A., Rumyantseva V.E. Processing Factors and Properties of Thermal Insulation Boards Made of Plant Fillers. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 4, pp. 185–197. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-185-197

Show more [+]

Less [-]

Russian. Мягкие отходы переработки древесины в основном используют для производства топливных брикетов, невозвратные (неиспользуемые) отходы прядения льна и хлопка сжигают или отправляют на свалку. Поиск способов утилизации невозвратных целлюлозосодержащих отходов путем производства продукции актуален и с позиций ресурсосбережения, и с экологической точки зрения. В практике российских и зарубежных научных исследований широко разрабатывается такое направление, как утилизация растительных отходов путем производства продукции. Изучаются вопросы переработки пшеничной, рисовой соломы, стеблей бамбука и других целлюлозосодержащих материалов. Существует много публикаций о способах утилизации мягких древесных отходов. Однако исследований в области переработки невозвратных отходов прядения льняных и хлопковых волокон до работы авторов статьи не проводилось. Нами предлагается изготавливать из отходов прядения льна и хлопка и мягких отходов переработки древесины теплоизоляционные плиты на фенолоформальдегидном резольном связующем. Используется мокрый способ производства, при котором наполнитель смешивается с водой, раствором осадителя и связующего, после отжима материал сушится. Представлены результаты определения физико-механических показателей и коэффициента теплопроводности плит, изготовленных из растительных отходов. Исследование проводилось по В-плану второго порядка. Обработка экспериментальных данных позволила разработать адекватные регрессионные математические модели зависимости физико-механических показателей плит от варьируемых факторов процесса производства. По этим регрессионным моделям построены поверхности отклика показателей композита: предела прочности плит при статическом изгибе, их разбухания по толщине за 24 ч пребывания в воде и коэффициента теплопроводности. На основе анализа моделей получены номограммы зависимости показателей плит от варьируемых факторов. Номограммы являются основой для разработки практических рекомендаций по определению рациональных параметров производства теплоизоляционных плитных материалов из неиспользуемых (невозвратных) отходов прядения льна и хлопка и мягких отходов переработки древесины. Для цитирования: Сусоева И.В., Вахнина Т.Н., Титунин А.А., Румянцева В.Е. Технологические факторы и свойства теплоизоляционных плит из растительных наполнителей // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 4. С. 185–197. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-4-185-197

Show more [+]

Less [-]

Bibliographic information

Lesnoy Zhurnal

Issue

4

Pagination

185

- 197

ISSN

0536-1036

Publisher

Northern (Arctic) Federal University

Other Subjects

Thermal conductivity coefficient; Регрессионная модель; Composite boards; Статический изгиб; Хлопок; Растительные отходы; Static bending; Ultimate strength; Лен; Коэффициент теплопроводности; Thickness swelling; Plant waste; Предел прочности; Разбухание по толщине; Regression model