Выбор типа связующего для инновационного теплоизолирующего древесного материала

Выбор типа связующего для инновационного теплоизолирующего древесного материала Сергиенко А. В.1, Яцун И. В.2

1 Сергиенко Андрей Владиславович /Sergienko Andrey Vladislavovich - аспирант, специальность «Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки»;

2Яцун Ирина Валерьевна / Yatsun Irina Valer'evna - кандидат технических наук, доцент, кафедра механической обработки древесины,

Уральский государственный лесотехнический университет (УГЛТУ), г. Екатеринбург

Аннотация: в статье кратко рассмотрена проблема выбора типа связующего для изготовления инновационного теплоизолирующего древесного материала.

Ключевые слова: теплоизоляционный материал, ячеистый, связующее, древесностружечная плита, КФС.

В УГЛТУ был разработан новый теплоизоляционный ячеистый материал из отходов древесины - опила, мелкой стружки с включениями коры [3; с. 11-13].

Основные требования, предъявляемые к теплоизоляционному материалу: низкая теплопроводность, долговечность, огнестойкость, технологичность, и экологичность. Соблюдение этих требований прямо зависит от свойств связующего материала.

Существует немало видов связующих материалов для древесных плит. Но каждый тип разработан для определенного материала (ДСтП, МДФ, фанера и пр.) и не может отвечать всем требованиям, предъявляемым к теплоизоляционным материалам. Для соблюдения этих требований необходимо выбрать наиболее подходящий тип связующего и найти способ для устранения его недостатков.

ДСтП имеет состав, аналогичный новому теплоизоляционному ячеистому материалу из отходов древесины (спрессованные и соединенные между собой древесные частицы). Для изготовления ДСтП в последнее время широко применяется в качестве связующего материала карбамидоформальдегидная (КФС) смола [1; с. 24-25]. На токсичность ДСтП влияет повышенное содержание в КФС метилольных групп. При снижении содержания последних в смоле экологичность связующего повышается. Ученые, путем экспериментальных исследований, доказали, что при добавлении в КФС определенного модификатора, например, гликолурила, происходит замещение части карбамида на гликолурил, что приводит к снижению содержания метилольных групп в синтезируемых смолах, а это в итоге уменьшает токсичность плит. [2; с. 162]. Также доказано, что увеличение концентрации в КФС общего азота уменьшает содержание метилольных групп, однако ухудшает физико-механические свойства. Таким образом, целесообразно повысить экологичность КФС можно путем обеспечения рационального соотношения метилольных групп с количеством общего азота, что также снижает содержание свободного формальдегида [3; с. 25].

Одним из главных недостатков всех древесных материалов является их горючесть. Теплоизоляционный материал составляет немалую долю от всех материалов, использованных при строительстве конкретного здания, поэтому необходимо обеспечить его огнестойкость. Определено, что наиболее перспективным методом повышения огнестойкости является введение антипирена в рабочий раствор связующего [4].

При изготовлении огнестойких плит необходимо, чтобы антипирены не только не оказывали бы отрицательного влияния на отверждение связующего, но и были нейтральными или даже способствовали этому процессу. Отверждение связующего на основе карбамидоформальдегидных смол происходит в кислой среде, поэтому такие антипирены, как борная кислота, сернокислый аммоний, введенные со смолой в стружечную массу, ускоряют процесс отверждения, а соли со щелочными свойствами (бура, соли фосфорной кислоты и металлов) замедляют его. Наилучшие результаты при экспериментах в качестве антипирена показал полифосфат аммония - неорганическая соль фосфорной кислоты. Наиболее широко он применяется в качестве пламязамедляющей добавки, т. е. является эффективным антипиреном и применяется при производстве огнезащитных красок, лаков, пропиток, мастик, пластиков, оболочек электрических кабелей и т. д. [5].

Литература

1. Глухих В. В. Влияние функционального состава карбамидных смол на свойства древесностружечных плит / В. В. Глухих, В. Г. Бурындин // Лесная промышленность. - 2005. - № 3. - С. 24-25.

2. Перминова Д. А. Разработка технологии модификации карбамидоформальдегидных смол / Д. А. Перминова, В. С. Мальков, А. С. Князев, Э. М. Дахнави // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т. 18, № 1. - С. 159-162.

3. Яцун И. В. Инновационный теплоизолирующий древесный ячеистый материал / И. В. Яцун, А. В. Сергиенко // Апробация. - 2015. - № 4 (31). - С. 11-13.

4. Образовательный сайт «FullRef.ru» Вахнина Т. Н. Повышение огнестойкости древесностружечных плит. [Электронный ресурс]. URL: http://funref.ru/job_9ca7adbb8133483947904709574736b1.html (дата обращения: 10.12.2015).

5. Сайт группы компаний «Химические системы». Полифосфат аммония. [Электронный ресурс]. URL: http://www.chemsystem.ru/catalog/25/ (дата обращения: 10.12.2015).