МАССА ИЗ ЧАСТИЦ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИГНОУГЛЕВОДНОГО ПЛАСТИКА (ВАРИАНТЫ)
PULP OF ORGANIC STUFF PARTICLES FOR PRODUCTION OF LIGNO-CARBOHYDRATE PLASTIC (VERSIONS)

Предлагаемые технические решения относятся к области лесной и деревообрабатывающей промышленности и могут быть использованы в производстве листовых строительных материалов, деталей мебели и других прессованных изделий при сниженной температуре термопрессования.
Аналогичные технические решения известны. Так, например, в патенте RU №2073044 (примеры 3, 4, 5) описана масса из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика в виде смеси измельченных частиц торфа моховой группы и древесины сосны, прошедших через сито с отверстиями 3 мм, при соотношении компонентов (мас.%):
частицы торфа 5-99;
частицы древесины сосны 95-1.
Общими признаками данного аналога и предлагаемой массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика по первому, восьмому, девятому и одиннадцатому вариантам являются
частицы хвойных растений.
Общими признаками данного аналога и предлагаемой массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика по остальным вариантам являются
частицы древесины.
Технический результат, который невозможно достичь данным аналогом, заключается в улучшенном выделении компонентами массы из частиц растительного сырья, необходимого и достаточного количества активных природных соединений, образующих связующее для получения лигноуглеводного пластика.
Причиной невозможности достижения указанного технического результата вышеохарактеризованным аналогом является высокая плотность измельченных частиц торфа и древесины сосны, выделение из которых необходимого и достаточного количества активных природных соединений для образования связующего требует более высокой температуры нагревания массы из частиц растительного сырья при изготовлении лигноуглеводного пластика.
Известным аналогом, принятым за прототип, является масса из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, описанная в автореферате Карташова Н.П. «Разработка и внедрение технологии получения лигноуглеводных древесных пластиков из дробленых лесосечных отходов». УЛТИ Свердловск. 1968 г. (стр.6, 21), состав которой включает:
хвою, лубяную кору хвойных ветвей, древесину хвойных деревьев в виде измельченных частиц волокнистой структуры размерностью не более 5 мм, при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы хвои 15;
частицы лубяной коры хвойных ветвей 25;
частицы древесины 60.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения по первому и восьмому вариантам массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, являются
частицы хвои; частицы лубяной коры хвойных ветвей.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения по второму и третьему вариантам массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика являются
частицы хвои; частицы лубяной коры хвойных ветвей; частицы древесины.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения по четвертому и шестому вариантам массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика являются
частицы хвои; частицы древесины.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения по пятому и седьмому вариантам массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика являются
частицы лубяной коры хвойных ветвей; частицы древесины.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения по девятому варианту массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика являются
частицы хвои.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения по десятому варианту массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика являются
частицы древесины.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения по одиннадцатому варианту массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика являются
частицы лубяной коры хвойных ветвей.
Технический результат, который невозможно достичь по прототипу, заключается в улучшенном выделении компонентами массы из частиц растительного сырья, необходимого и достаточного количества активных природных соединений, образующих связующее для получения лигноуглеводного пластика.
Причиной невозможности достижения прототипом вышеуказанного технического результата является завышенное содержание в массе из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, плотной древесины в виде частиц измельченных сучьев и вершинок хвойных деревьев.
Так как получение лигноуглеводных пластиков из частиц измельченного растительного сырья основано на способности активных природных соединений, заполняющих внутриклеточное пространство и капиллярные полости целлюлозного каркаса растений, преобразовываться в связующее, обволакивая и прочно соединяя частицы целлюлозы, при воздействии температуры и давления, завышенное содержание плотных частиц древесины в массе из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика снижает общее содержание в ней активных природных соединений, делает массу жесткой и требует более высокой температуры для выделения из компонентов достаточного количества этих веществ в процессе термоуплотнения массы в лигноуглеводный пластик.
Вышеуказанный технический результат по первому варианту массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика достигается тем, что масса содержит измельченные частицы хвои и лубяной коры хвойных ветвей при следующем соотношении компонентов (мас.%):
- частицы хвои 0,5÷99,5; - частицы лубяной коры 99,5÷0,5;
как показали эксперименты, хвоя и лубяная кора хвойных ветвей, имея меньшую плотность, чем древесина, содержат относительно большее количество активных природных соединений в виде смол, лигнина, углеводов и др.,
что способствует выделению достаточного их количества из компонентов массы, в процессе ее термоуплотнения, при нагревании массы до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, преобразованию этих соединений в необходимое количество связующего, обволакиванию им прочных целлюлозных частиц и после схватывания связующего позволяет получать лигноуглеводный пластик в виде плит или других термопрессованных изделий.
Также установлено, что содержание частиц хвои более 99,5 мас.% снижает пластичность массы и требует увеличения ее влажности, что приводит к более продолжительной сушке получаемых из массы изделий, их короблению, а содержание частиц хвои менее 0,5 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика,
содержание частиц лубяной коры более 99,5 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика, а при содержании частиц лубяной коры менее 0,5 мас.% необходима более высокая влажность массы.
Кроме того, установлено, что оптимальное соотношение компонентов массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика определяет вид хвойной растительности, из которой получают компоненты массы, место и условия произрастания, способ и время заготовки сырья, а также условия его хранения - множество факторов, от которых зависят количество и активность содержащихся в компонентах сложных природных соединений, это приводит к варьированию оптимального соотношения компонентов массы в указанных пределах.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №1), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов первого варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе термоуплотнения массы, при ее нагревании до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по первому варианту.
Технический результат, указанный выше, по второму варианту массы из частиц растительного сырья для получения лигноуглеводного пластика достигается тем, что масса содержит измельченные частицы хвои, лубяной коры хвойных ветвей и древесины, при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы хвои 0,5÷98; частицы лубяной коры 0,5÷98; частицы древесины 1÷43, т.к. древесина в основном состоит из прочных волокон целлюлозы, ее частицы армируют массу и позволяют усиливать прочность получаемого лигноуглеводного пластика,
при содержании в массе из частиц растительного сырья, частиц древесины менее 1 мас.% показатели прочности получаемого лигноуглеводного пластика снижаются, а содержание частиц древесины более 43 мас.% делает массу жесткой и требует более высокой температуры для выделения необходимого количества активных веществ.
Кроме того, установлено, что при содержании частиц хвои более 98 мас.% необходима более высокая влажность массы, что приводит к более продолжительной сушке получаемых изделий, их короблению, а содержание частиц хвои менее 0,5 мас.% снижает водостойкость изделий,
содержание частиц лубяной коры более 98 мас.% снижает водостойкость и прочность получаемого лигноуглеводного пластика, а их содержание менее 0,5 мас.% уменьшает пластичность массы и требует увеличения ее влажности.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №2), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов второго варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе термоуплотнения массы из растительного сырья, при ее нагревании до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и, после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по второму варианту.
Вышеуказанный технический результат по третьему варианту достигается тем, что в массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, содержащую измельченные частицы хвои, лубяной коры хвойных ветвей и древесины, дополнительно введены частицы отходов шишек (части шишек без семян) сибирского кедра (Pinus Sibirica), при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы хвои 0,5-98; частицы лубяной коры 0,5-98; частицы древесины 0,5-43; частицы отходов шишек 0,5-98,
отходы шишек сибирского кедра имеют низкую плотность, преимущественно пористую губчатую структуру, и содержат большое количество активных природных соединений в виде хвойной смолы, что позволяет увеличить пластичность массы и снизить ее влажность.
Как показали эксперименты, содержание частиц отходов шишек менее 0,5 мас.% снижает необходимую технологическую пластичность массы, требует увеличения ее влажности, что приводит к более продолжительной сушке получаемого лигноуглеводного пластика, а содержание отходов шишек в массе из частиц растительного сырья более 98 мас.% снижает его водостойкость.
Кроме того, установлено, что при содержании частиц хвои более 98 мас.% необходима более высокая влажность массы, а их содержание менее 0,5 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика,
содержание частиц лубяной коры более 98 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика, а их содержание менее 0,5 мас.% снижает его прочность,
содержание частиц древесины менее 0,5 мас.% снижает прочность получаемого лигноуглеводного пластика, а их содержание более 43 мас.% не позволяет образовать достаточного количества связующего при сниженном температурном режиме.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №3), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов третьего варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе термоуплотнения массы при ее нагревании до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по третьему варианту.
Технический результат, указанный выше, по четвертому варианту, достигается тем, что масса из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика содержит в составе измельченные частицы хвои и древесины при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы хвои 57-99,5; частицы древесины 43-0,5,
как показали эксперименты, в условиях пониженного температурного режима, хвоя выделяет основное количество активных природных соединений в виде смол, лигнина, углеводов и др.,
поэтому наличие в массе из частиц растительного сырья частиц хвои менее 57 мас.% не позволяет образовать достаточного количества связующего для получения лигноуглеводного пластика при сниженном температурном режиме, а содержание частиц хвои более 99,5 мас.% снижает прочностные характеристики получаемого лигноуглеводного пластика,
содержание в массе из частиц растительного сырья частиц древесины более 43 мас.% делает массу жесткой и требует повышения температуры для получения необходимого количества связующего, а их содержание менее 0,5 мас.% снижает прочность получаемого лигноуглеводного пластика.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №4), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов четвертого варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе ее термоуплотнения, при нагревании массы до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по четвертому варианту.
Технический результат, указанный выше, по пятому варианту, достигается тем, что масса из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика содержит измельченные частицы лубяной коры хвойных ветвей и древесины при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы лубяной коры 57-99,5; частицы древесины 43-0,5,
как показали эксперименты, содержание в массе из частиц растительного сырья частиц лубяной коры менее 57 мас.% не позволяет образовать достаточного количества связующего для получения лигноуглеводного пластика при сниженном температурном режиме, а содержание частиц лубяной коры более 99,5 мас.% снижает прочность получаемого лигноуглеводного пластика,
содержание частиц древесины более 43 мас.% не позволяет образовать достаточного количества связующего при сниженном температурном режиме, а их содержание менее 0,5 мас.% снижает прочность получаемого лигноуглеводного пластика.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №5), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов пятого варианта массы из частиц растительного сырья, для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе термоуплотнения массы, при ее нагревании до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по пятому варианту.
Вышеуказанный технический результат по шестому варианту достигается тем, что в массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, содержащую измельченные частицы хвои и древесины, дополнительно введены частицы отходов шишек сибирского кедра (Pinus Sibirica) при соотношении компонентов (мас.%):
частицы хвои 0,5-98; частицы древесины 1-43;  частицы отходов шишек 0,5-98,
как показали эксперименты, содержание в массе из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика частиц отходов шишек менее 0,5 мас.% снижает пластичность массы и требует увеличения ее влажности, а их содержание более 98 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика,
содержание в массе из частиц растительного сырья частиц древесины менее 1 мас.% снижает прочность получаемого лигноуглеводного пластика, а их содержание более 43 мас.% не позволяет образовать достаточное количество связующего при сниженном температурном режиме,
при содержании частиц хвои более 98 мас.% необходима более высокая влажность массы, а их содержание менее 0,5 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №6), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов шестого варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе термоуплотнения массы из растительного сырья, при ее нагревании до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях,
выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по шестому варианту.
Вышеуказанный технический результат по седьмому варианту достигается тем, что в массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, содержащую измельченные частицы лубяной коры хвойных ветвей и древесины, дополнительно введены измельченные частицы отходов шишек сибирского кедра (Pinus Sibirica) при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы лубяной коры 0,5÷98; частицы древесины 1÷43; частицы отходов шишек 0,5÷98,
как показали эксперименты, содержание в массе из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика частиц отходов шишек менее 0,5 мас.% снижает пластичность массы и требует увеличения ее влажности, а их содержание более 98 мас.% снижает водостойкость лигноуглеводного пластика,
содержание частиц древесины менее 1 мас.% снижает прочность получаемого лигноуглеводного пластика, а их содержание более 43 мас.% не позволяет образовать достаточного количества связующего при сниженном температурном режиме,
содержание частиц лубяной коры хвойных ветвей более 98 мас.% снижает прочность получаемого лигноуглеводного пластика, а их содержание менее 0,5 мас.% снижает его водостойкость.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №7), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов седьмого варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, состав данного варианта массы позволяет в процессе термоуплотнения, при нагревании массы до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по седьмому варианту.
Вышеуказанный технический результат по восьмому варианту достигается тем, что в массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, содержащую измельченные частицы хвои и лубяной коры хвойных ветвей, дополнительно введены измельченные частицы отходов шишек сибирского кедра (Pinus Sibirica) при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы хвои 0,5÷98,5; частицы лубяной коры 0,5÷98,5; частицы отходов шишек 0,5÷98,5,
как показали эксперименты, содержание в массе из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика частиц отходов шишек менее 0,5 мас.% снижает пластичность массы и требует увеличения ее влажности, а их содержание более 98,5 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика,
содержание частиц хвои более 98,5 мас.% снижает пластичность массы и требует увеличения ее влажности, а их содержание менее 0,5 мас.% снижает водостойкость лигноуглеводного пластика,
содержание частиц лубяной коры более 98,5 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика, а их содержание менее 0,5 мас.% снижает его прочностные характеристики.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №8), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов восьмого варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе ее термоуплотнения, при нагревании массы до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по восьмому варианту.
Вышеуказанный технический результат по девятому варианту достигается тем, что в массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, содержащую частицы хвои, дополнительно введены частицы отходов шишек сибирского кедра (Pinus Sibirica) при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы хвои 99,5÷0,5; частицы отходов шишек 0,5÷99,5,
как показали эксперименты, содержание в массе из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика частиц хвои более 99,5 мас.% снижает необходимую технологическую пластичность массы, требует увеличения ее влажности, а их содержание менее 0,5 мас.% уменьшает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика,
содержание частиц отходов шишек менее 0,5 мас.% снижает пластичность массы и требует увеличения ее влажности, а их содержание более 99,5 мас.% снижает водостойкость лигноуглеводного пластика.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №9), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов девятого варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе ее термоуплотнения, при нагревании массы до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по девятому варианту.
Вышеуказанный технический результат, по десятому варианту достигается тем, что в массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, содержащую измельченные частицы древесины, дополнительно введены измельченные частицы отходов шишек сибирского кедра (Pinus Sibirica) при соотношении компонентов (мас.%):
частицы древесины 0,5÷43; частицы отходов шишек 99,5÷57,
как показали эксперименты, содержание в массе из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика частиц древесины менее 0,5 мас.% снижает прочность получаемого лигноуглеводного пластика, а их содержание более 43 мас.% не позволяет образовать достаточное количество связующего при сниженном температурном режиме,
содержание частиц отходов шишек более 99,5 мас.% снижает водостойкость лигноуглеводного пластика, а их содержание менее 57 мас.% не позволяет образовать достаточное количество связующего при сниженном температурном режиме.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №10), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов десятого варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе ее термоуплотнения, при нагревании массы до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по десятому варианту.
Вышеуказанный технический результат по одиннадцатому варианту достигается тем, что в массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика, содержащую измельченные частицы лубяной коры хвойных ветвей, дополнительно введены измельченные частицы отходов шишек сибирского кедра (Pinus Sibirica) при следующем соотношении компонентов (мас.%):
частицы лубяной коры 99,5-0,5; частицы отходов шишек 0,5-99,
как показали эксперименты, содержание в массе из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика частиц отходов шишек менее 0,5 мас.% снижает необходимую технологическую пластичность массы, требует увеличения ее влажности, а их содержание более 99,5 мас.% снижает водостойкость получаемого лигноуглеводного пластика,
содержание частиц лубяной коры более 99,5 мас.% снижает пластичность массы, а их содержание менее 0,5 мас.% уменьшает водостойкость лигноуглеводного пластика.
Результаты испытаний образцов (см. таблицу №11), изготовленных при крайних пределах и промежуточном содержании компонентов одиннадцатого варианта массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика при пониженном температурном режиме, показывают, что состав данного варианта массы позволяет в процессе ее термоуплотнения, при нагревании массы до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, выделять из компонентов достаточное количество активных природных веществ, преобразовать их в связующее, обволакивать им входящие в состав прочные целлюлозные частицы и после схватывания связующего получать лигноуглеводный пластик в виде плит и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками.
Все вышеизложенное подтверждает достижение технического результата, указанного выше, по одиннадцатому варианту.
Как было отмечено выше, оптимальное соотношение составляющих массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика зависит от количества и активности содержащихся в растительных компонентах сложных природных соединений, необходимых для образования связующего, что приводит к варьированию оптимального соотношения компонентов массы, по всем предлагаемым вариантам, в вышеуказанных пределах.
Для получения массы из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика и осуществления предлагаемых технических решений делают следующее:
- берут растительное сырье с естественной влажностью не менее 60%, в составе и соотношениях, указанных в предлагаемых вариантах массы из частиц растительного сырья, для изготовления лигноуглеводного пластика;
измельчают растительное сырье и получают массу из частиц растительного сырья для изготовления лигноуглеводного пластика известными способами, например, с применением молотковой дробилки,
при этом получают частицы волокнистой структуры, размерность которых задают установленной в дробилку решеткой. Так, при использовании решетки со щелевидными отверстиями, ширина которых не более 1 мм, длина 30-50 мм, получают частицы преимущественно игловидной (нитевидной) формы, размерность которых определяет отношение - ℓ/d=5-100,
где t - длина частиц, d - их усредненный диаметр, не более 1 мм.
Использование таких частиц в массе для изготовления лигноуглеводного пластика позволяет усиливать прочность получаемых изделий, особенно прочность на изгиб, за счет большей площади сцепления частиц со связующим.
Для подтверждения вышеуказанного технического результата и возможности использования предлагаемых вариантов массы по указанному назначению были изготовлены и испытаны образцы по ГОСТ 10632-89.
2
Образцы получали, соблюдая необходимые технические условия прототипа и соответствующие технологические параметры: давление 25-50 кг/кв, продолжительность горячего прессования 1 мин/мм толщины изделия, охлаждение до 30°С, под давлением.
Влажность массы варьировалась в пределах 17-40%.
Результаты испытаний приведены в таблицах 1-11 при следующих обозначениях:
3
1 - Плотность (кг/м); 2 - Предел прочности при изгибе (МПа);
3 - Водопоглощение (% за 24 ч); 4 - Разбухание (% за 24 ч);
5 - Предел прочности на разрыв перпендикулярно пластику (МПа).
Таблица 1
Содержание компонентов в массе, по первому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Хвоя - 0,5; луб - 99,5
58
1050
17,5
22,7
21,5
0,5
Хвоя - 0,5; луб - 99,5
90
1100
18,3
22,8
21,7
0,5
Хвоя - 0,5; луб - 99,5
120
1200
18,6
22,5
21,3
0,6
Хвоя - 99,5; луб - 0,5
58
980
17,3
18,9
17,6
0,4
Хвоя - 99,5; луб - 0,5
90
1080
17,6
18,3
17,0
0,5
Хвоя - 99,5; луб - 0,5
120
1150
17,8
18,3
17,2
0,5
Хвоя - 50; луб - 50
58
1060
18,2
20,4
19,2
0,4
Хвоя - 50; луб - 50
90
1070
18,5
20,0
18,6
0,5
Хвоя - 50; луб - 50
120
1180
18,7
18,7
17,5
0,6
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 2
Содержание компонентов в массе, по второму варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Хвоя - 0,5; луб - 98; древесина - 1,5;
58
1000
18,5
21,6
19,7
0,6
Хвоя - 0,5; луб - 98; древесина - 1,5;
90
1100
18,7
21,3
19,7
0,6
Хвоя - 0,5; луб - 98; древесина - 1,5;
120
1200
19,2
21,0
19,5
0,65
Хвоя - 98; луб - 0,5; древесина - 1,5;
58
990
18,2
19,2
18,2
0,5
Хвоя - 98; луб - 0,5; древесина - 1,5;
90
1000
18,6
19,3
18,2
0,5
Хвоя - 98; луб - 0,5; древесина - 1,5;
120
1100
18,8
19,4
18,0
0,6
Хвоя - 50; луб - 49; древесина - 1;
58
1000
18,7
20,2
19,5
0,45
Хвоя - 50; луб - 49; древесина - 1;
90
1100
19,0
19,9
19,1
0,5
Хвоя - 50; луб - 49; древесина - 1;
120
1070
19,2
19,7
18,6
0,6
Хвоя - 30; луб - 27; древесина - 43;
58
960
19,3
22,9
21,8
0,6
Хвоя - 30; луб - 27; древесина - 43;
90
990
19,6
22,5
21,3
0,6
Хвоя - 30; луб - 27; древесина - 43;
120
1150
19,8
22,1
21,0
0,7
Хвоя - 50; луб - 25; древесина - 25;
58
1050
18,8
18,6
17,4
0,7
Хвоя - 50; луб - 25; древесина - 25;
90
1150
19,0
18,5
17,5
0,75
Хвоя - 50; луб - 25; древесина - 25;
120
1200
19,2
18,0
16,9
0,8
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 3
Содержание компонентов в массе, по третьему варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Хвоя - 0,5; луб - 98; древесина - 1; отходы шишек - 0,5
58
1100
18,3
22,3
21,5
0,55
Хвоя - 0,5; луб - 98; древесина - 1; отходы шишек - 0,5
90
1150
18,7
21,8
20,9
0,6
Хвоя - 0,5; луб - 98; древесина - 1; отходы шишек - 0,5
120
1210
18,9
21,5
20,8
0,6
Хвоя - 98; луб - 0,5; древесина - 1; отходы шишек - 0,5
58
1000
17,4
19,4
18,4
0,5
Хвоя - 98; луб - 0,5; древесина - 1; отходы шишек - 0,5
90
1120
17,7
19,2
18,5
0,55
Хвоя - 98; луб - 0,5; древесина - 1; отходы шишек - 0,5
120
1200
18,2
19,0
18,2
0,55
Хвоя - 37; луб - 19,5; древесина - 43; отходы шишек - 0,5
58
970
19,4
23,4
22,7
0,55
Хвоя - 37; луб - 19,5; древесина - 43; отходы шишек - 0,5
90
1100
19,8
23,5
22,6
0,6
Хвоя - 37; луб - 19,5; древесина - 43; отходы шишек - 0,5
120
1150
20,3
23,3
22,2
0,7
Хвоя - 0,5; луб - 0,5; древесина - 1; отходы шишек - 98
58
1150
16,8
25,2
24,8
0,45
Хвоя - 0,5; луб - 0,5; древесина - 1; отходы шишек - 98
90
1200
17,3
24,5
24,7
0,5
Хвоя - 0,5; луб - 0,5; древесина - 1; отходы шишек - 98
120
1210
17,6
24,8
24,5
0,55
Хвоя - 50; луб - 23; древесина - 20; отходы шишек - 7;
58
1080
17,9
18,2
17,9
0,6
Хвоя - 50; луб - 23; древесина - 20; отходы шишек - 7;
90
1170
18,7
18,0
17,3
0,65
Хвоя - 50; луб - 23; древесина - 20; отходы шишек - 7;
120
1200
19,4
17,9
17,0
0,7
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 4
Содержание компонентов в массе, по четвертому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Хвоя - 99,5; древесина - 0,5
58
990
17,6
19,5
18,8
0,5
Хвоя - 99,5; древесина - 0,5
90
1050
18,1
19,3
18,5
0,6
Хвоя - 99,5; древесина - 0,5
120
1150
18,4
19,3
18,2
0,6
Хвоя - 57; древесина - 43
58
950
18,6
24,5
23,7
0,6
Хвоя - 57; древесина - 43
90
1000
19,4
24,4
23,2
0,6
Хвоя - 57; древесина - 43
120
1100
19,5
24,5
23,0
0,65
Хвоя - 80; древесина - 20
58
970
17,2
19,7
18,7
0,6
Хвоя - 80; древесина - 20
90
1100
19,5
19,3
18,6
0,65
Хвоя - 80; древесина - 20
120
1180
18,8
19,4
18,6
0,7
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 5
Содержание компонентов в массе, по пятому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Луб - 99,5; древесина - 0,5
58
1050
18,5
24,7
24,3
0,5
Луб - 99,5; древесина - 0,5
90
1120
18,7
24,5
23,4
0,6
Луб - 99,5; древесина - 0,5
120
1200
18,9
24,0
23,2
0,6
Луб - 57; древесина - 43
58
980
19,0
25,9
25,6
0,55
Луб - 57; древесина - 43
90
990
19,4
25,3
24,5
0,6
Луб - 57; древесина - 43
120
1100
19,5
25,0
24,5
0,7
Луб - 75; древесина - 25
58
1100
16,3
25,6
24,6
0,6
Луб - 75; древесина - 25
90
1130
16,7
25,2
24,3
0,7
Луб - 75; древесина - 25
120
1180
17,2
25,0
24,1
0,7
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 6
Содержание компонентов в массе, по шестому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Хвоя - 98; древесина - 1,5; отходы шишек - 0,5
58
1000
17,8
19,7
18,5
0,5
Хвоя - 98; древесина -1,5; отходы шишек - 0,5
90
1100
18,2
19,4
18,4
0,55
Хвоя - 98; древесина - 1,5; отходы шишек - 0,5
120
1180
18,6
19,2
18,0
0,65
Хвоя - 0,5; древесина - 43; отходы шишек - 56,5
58
980
19,5
27,7
26,9
0,5
Хвоя - 0,5; древесина - 43; отходы шишек - 56,5
90
1050
19,9
27,5
26,8
0,6
Хвоя - 0,5; древесина - 43; отходы шишек - 56,5
120
1150
19,7
27,3
26,4
0,65
Хвоя - 0-1; древесина - 1; отходы шишек - 98
58
1100
17,4
28,6
27,7
0,5
Хвоя - 0-1; древесина - 1; отходы шишек - 98
90
1180
17,1
28,5
27,6
0,5
Хвоя - 0-1; древесина - 1; отходы шишек - 98
120
1210
17,6
27,8
27,1
0,6
Хвоя - 50; древесина - 25; отходы шишек - 25
58
1100
17,8
20,5
19,6
0,6
Хвоя - 50; древесина - 25; отходы шишек - 25
90
1170
18,1
20,3
19,2
0,65
Хвоя - 50; древесина - 25; отходы шишек - 25
120
1210
18,4
20,5
19,0
0,7
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 7
Содержание компонентов в массе, по седьмому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Луб - 98; древесина - 1,5; отходы шишек - 0,5
58
1100
18,6
22,7
22,4
0,5
Луб - 98; древесина - 1,5; отходы шишек - 0,5
90
1160
18,7
22,3
21,5
0,6
Луб - 98; древесина - 1,5; отходы шишек - 0,5
120
1210
19,2
22,1
21,2
0,65
Луб - 0,5; древесина - 43; отходы шишек - 56,5
58
970
19,4
26,9
25,8
0,6
Луб - 0,5; древесина - 43; отходы шишек - 56,5
90
1100
19,5
26,6
25,2
0,7
Луб - 0,5; древесина - 43; отходы шишек - 56,5
120
1200
19,7
26,1
25,3
0,8
Луб - 1; древесина - 1; отходы шишек - 98
58
1160
16,4
27,6
27,3
0,4
Луб - 1; древесина - 1; отходы шишек - 98
90
1190
16,7
27,5
26,9
0,5
Луб - 1; древесина - 1; отходы шишек - 98
120
1210
17,0
27,2
26,5
0,5
Луб - 50; древесина - 25; отходы шишек - 25
58
1150
19,3
24,2
23,4
0,6
Луб - 50; древесина - 25; отходы шишек - 25
90
1180
19,7
23,3
22,5
0,7
Луб - 50; древесина - 25; отходы шишек - 25
120
1200
19,7
23,0
22,3
0,7
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 8
Содержание компонентов в массе, по восьмому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Хвоя - 98,5; луб - 0,5; отходы шишек - 1
58
990
17,7
19,5
18,7
0,4
Хвоя - 98,5; луб - 0,5; отходы шишек - 1
90
1150
18,0
19,2
18,6
0,5
Хвоя - 98,5; луб - 0,5; отходы шишек - 1
120
1180
18,2
18,6
17,8
0,55
Хвоя - 0,5; луб - 98,5; отходы шишек - 1
58
1100
17,2
23,5
22,3
0,6
Хвоя - 0,5; луб - 98,5; отходы шишек - 1
90
1150
17,8
22,7
22,2
0,6
Хвоя - 0,5; луб - 98,5; отходы шишек - 1
120
1200
18,3
22,5
21,4
0,7
Хвоя - 50; луб - 49,5; отходы шишек - 0,5
58
1100
18,4
19,7
19,2
0,5
Хвоя - 50; луб - 49,5; отходы шишек - 0,5
90
1160
18,8
19,5
18,6
0,6
Хвоя - 50; луб - 49,5; отходы шишек - 0,5
120
1200
19,0
19,1
18,5
0,6
Хвоя - 1; луб - 0,5; отходы шишек - 98,5
58
1120
17,3
27,3
26,8
0,4
Хвоя - 1; луб - 0,5; отходы шишек - 98,5
90
1170
18,0
27,6
26,7
0,5
Хвоя - 1; луб - 0,5; отходы шишек - 98,5
120
1210
18,2
27,1
26,4
0,6
Хвоя - 50; луб - 25; отходы шишек - 25
58
1100
18,0
19,3
18,2
0,6
Хвоя - 50; луб - 25; отходы шишек - 25
90
1150
18,3
19,4
18,5
0,7
Хвоя - 50; луб - 25; отходы шишек - 25
120
1200
18,5
19,2
18,3
0,7
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 9
Содержание компонентов в массе, по девятому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Хвоя - 99,5; отходы шишек - 0,5
58
980
17,2
19,6
18,5
0,5
Хвоя - 99,5; отходы шишек - 0,5
90
1120
17,5
19,7
18,6
0,5
Хвоя - 99,5; отходы шишек - 0,5
120
1160
18,0
19,3
18,3
0,55
Хвоя - 0,5; отходы шишек - 99,5
58
1100
16,9
28,5
27,2
0,4
Хвоя - 0,5; отходы шишек - 99,5
90
1120
17,3
28,3
27,3
0,5
Хвоя - 0,5; отходы шишек - 99,5
120
1180
17,5
27,8
27,0
0,6
Хвоя - 50; отходы шишек - 50
58
1100
17,0
20,8
19,4
0,5
Хвоя - 50; отходы шишек - 50
90
1180
17,3
19,7
18,5
0,6
Хвоя - 50; отходы шишек - 50
120
1200
17,7
19,4
18,3
0,6
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 10
Содержание компонентов в массе, по десятому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Древесина - 43; отходы шишек - 57
58
960
18,3
27,6
26,2
0,55
Древесина - 43; отходы шишек - 57
90
1000
18,6
27,5
26,5
0,6
Древесина - 43; отходы шишек - 57
120
1150
19,2
27,2
26,4
0,7
Древесина - 0,5; отходы шишек - 99,5
58
1150
16,6
29,7
27,5
0,4
Древесина - 0,5; отходы шишек - 99,5
90
1200
16,9
28,5
27,3
0,5
Древесина - 0,5; отходы шишек - 99,5
120
1210
17,2
28,7
27,4
0,55
Древесина - 20; отходы шишек - 80
58
1000
17,2
26,9
25,3
0,5
Древесина - 20; отходы шишек - 80
90
1150
17,6
25,6
24,7
0,6
Древесина - 20; отходы шишек - 80
120
1180
17,9
25,2
24,4
0,65
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Таблица 11
Содержание компонентов в массе, по одиннадцатому варианту (мас.%)
Т, °С
Физико-механические характеристики
1
2
3
4
5
Луб - 99,5; отходы шишек - 0,5
58
1100
18,3
24,5
23,6
0.55
Луб - 99,5; отходы шишек - 0,5
90
1150
18,5
24,2
23,3
0,65
Луб - 99,5; отходы шишек - 0,5
120
1210
19,0
24,0
23,5
0,7
Луб - 0,5; отходы шишек - 99,5
58
1150
16,7
28,2
27,4
0,4
Луб - 0,5; отходы шишек - 99,5
90
1200
16,8
27,6
26,8
0,5
Луб - 0,5; отходы шишек - 99,5
120
1210
17,0
27,3
26,5
0,55
Луб - 50; отходы шишек - 50
58
1100
17,2
26,9
26,1
0,5
Луб - 50; отходы шишек - 50
90
1170
17,3
26,4
25,6
0,65
Луб - 50; отходы шишек - 50
120
1200
17,3
26,0
25,2
0,7
Образец по прототипу (стр.31, ср.)
160
1220
16,8
9,33
8,6
-
Результаты испытаний образцов показывают, что предлагаемые варианты массы из частиц растительного сырья позволяют получать лигноуглеводный пластик в виде листовых строительных материалов, деталей мебели и других термопрессованных изделий с достаточно высокими физико-механическими характеристиками при нагревании массы до температур значительно ниже, чем в аналогичных технических решениях, в процессе ее термопрессования.
Снижение температуры нагрева массы при получении лигноуглеводного пластика позволяет сохранять большую часть полезных хвойных соединений, содержащихся в компонентах массы, таких как фитонциды, флавоноиды, борнилацетат и т.п., придающие изделиям стойкий и приятный хвойный аромат, и которые, как известно, улетучиваются и деструктурируют при высокотемпературном нагревании.
Учитывая, что предлагаемые варианты массы получают из широко распространенных лесосечных отходов, расширяя возможность их полезного использования, и за счет чего себестоимость массы достаточно низка, можно сделать вывод, что предлагаемые технические решения найдут широкое применение в современном производстве.