Размещено на http://www.allbest.ru/

Державний вищий навчальний заклад

Національний лісотехнічний університет України

05.23.06 - технологія деревообробки, виготовлення меблів та виробів з деревини

УДК 674.816.3

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Закономірності впливу технологічних параметрів на властивості композиційних матеріалів із деревинних відходів і термопластичних полімерів

Лютий Павло

Володимирович

Львів - 2011

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано на кафедрі технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу Національного лісотехнічного університету України Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор Бехта Павло Антонович, Національний лісотехнічний університет України, завідувач кафедри технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Білей Петро Васильович, Національний лісотехнічний університет України, завідувач кафедри технології деревообробки та захисту деревини кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Сірко Зіновій Степанович, Національний університет біоресурсів і природокористування України Кабінету Міністрів України, доцент кафедри технології деревообробки

Захист відбудеться "23" березня 2011 р. о 1430 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.04 у Національному лісотехнічному університеті України Міністерства освіти і науки України за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 103.

З дисертацією можна ознайомитися в науково-технічній бібліотеці Національного лісотехнічного університету України Міністерства освіти і науки України за адресою: 79057, м. Львів, вул. Ген. Чупринки, 101.

Автореферат розісланий "14" лютого 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат технічних наук, доцент С.В. Гайда

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Щорічно в Україні утворюється близько 1,5 млрд т твердих побутових відходів, з яких 8,5% (понад 12,7 млн т) - полімерні. Близько 77% полімерних відходів викидаються на звалища після одноразового використання, з яких понад 50% - це пакувальні відходи, а решта - пластикова тара, 80% якої становлять поліетилентерефталатні пляшки. У процесі деревообробки утворюється приблизно 2,8-3,0 млн м3 деревинних відходів на рік. Окрім того, в Україні нерентабельно використовується близько 0,8-1,0 млн м3 дров, сюди ж можна додати ще 1,0-1,2 млн м3 технологічної сировини, яка не задіяна у виробництві деревинних плит.

Отже, ефективне вирішення проблеми використання деревинних та полімерних відходів є нагальним завданням і від його розв'язання значною мірою буде залежати екологічна ситуація в країні. Захоронення або вивезення на сміттєзвалища - малопридатні заходи для утилізації таких відходів. Їх спалювання супроводжується забрудненням атмосфери отруйними газами, що характеризуються високою температурою, необхідністю відводу великої кількості тепла і значною корозією технологічного обладнання. Тому одним із перспективних напрямків утилізації деревинних і полімерних відходів є їх повторне використання шляхом виготовлення нетоксичних композиційних матеріалів.

Питання використання термопластичних полімерів і їх відходів у виробництві композиційних матеріалів досліджували науковці з різних країн. Для виготовлення деревинно-полімерних матеріалів як наповнювачі, зазвичай, пропонують використання тирси та борошна. Однак застосування таких частинок потребує використання підвищеного вмісту термопластичного полімеру, що призводить до істотного здорожчання готової продукції. До того ж, для виготовлення деревинно-полімерних матеріалів на основі згаданих вище наповнювачів переважно застосовують метод екструзії. Використання такого методу дає змогу отримувати погонажні вироби необмеженої довжини із невеликим поперечним перерізом, однак для виробництва плоских плит він є непридатним. Отже, проблема використання термопластичних полімерів у виробництві деревинних композиційних матеріалів є актульною, але розкрита лише частково і тому потребує подальшого дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною науково-дослідних робіт, які виконуються за основним напрямком наукової діяльності кафедри технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу НЛТУ України "Створення нових деревинних композиційних матеріалів та розробка технології їх виготовлення".

Дисертаційна робота безпосередньо пов'язана з держбюджетною науково-дослідною темою ДБ 08.22-26-08 "Розроблення технології нетоксичних деревинних композиційних матеріалів на основі термопластів" (номер державної реєстрації 0107U012823).

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - встановити закономірності впливу технологічних параметрів на властивості композиційних матеріалів із деревинних відходів і термопластичних полімерів і розробити рецептури деревинно-полімерних композицій та режими їх плоского пресування.

Відповідно до поставленої мети, необхідно вирішити такі основні завдання:

? встановити можливість використання термопластичних полімерів у виробництві деревинно-полімерних плит плоским способом пресування;

? визначити вплив типу деревинного наповнювача, його вмісту на фізико-механічні властивості деревинно-полімерних плит за різної їх щільності;

? встановити закономірності впливу режимних параметрів плоского пресування на фізико-механічні властивості деревинно-полімерних плит;

? визначити вплив типу модифікувальних добавок та їх сумішей на фізико-механічні властивості деревинно-полімерних плит за різної температури та тривалості пресування;

? розробити раціональні рецептури деревинно-полімерних композицій і режими їх плоского пресування.

Об'єкт дослідження - технологічний процес виготовлення деревинно-полімерних плит із залученням у їх виробництво деревинних відходів і термопластичних полімерів.

Предмет дослідження - закономірності впливу технологічних параметрів на властивості композиційних матеріалів із деревинних відходів і термопластичних полімерів, рецептури деревинно-полімерних композицій та режими їх плоского пресування.

Методи дослідження. У дисертаційній роботі застосовано такі наукові методи: експеримент, вимірювання та порівняння. Деревинні частинки та частинки вторинного поліетилену (ВПЕ) подрібнювали методом різання. Дослідні зразки деревинно-полімерних плит (ДПП) виготовляли способом плоского пресування у гідравлічному пресі. Для зменшення системних похибок під час виконання дослідів застосовано метод рандомізації. Під час визначення властивостей деревинних частинок, частинок вторинного поліетилену та ДПП застосовано: фізичні методи дослідження - для визначення фракційного складу частинок, вологості частинок, щільності, водопоглинання і набрякання плит за товщиною; механічні методи - для визначення показників міцності під час статичного згинання та розтягування перпендикулярно до площини плити, питомого опору витягуванню шурупів. Оброблення експериментальних даних виконано з використанням методів регресійного та дисперсійного аналізу. Шляхом порівняння фізико-механічних властивостей ДПП визначали вплив різних модифікувальних добавок та подальше використання їх у дослідженні.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі отриманих результатів теоретичних і експериментальних досліджень доведено можливість застосування деревинних відходів і термопластичних полімерів для виготовлення плитних композиційних матеріалів плоским способом пресування із задовільними фізико-механічними властивостями.

Вперше встановлено закономірності впливу рецептурних (вмісту деревинних частинок, складу модифікувальних сумішей) та режимних параметрів (температури та тривалості пресування) виготовлення на фізико-механічні показники ДПП плоского способу пресування.

Вперше отримано математичну модель розрахунку тривалості прогрівання деревинно-полімерного пакета на необхідну глибину до заданої температури залежно від типу та частки термопластичного полімеру, частки деревинних частинок, а також температури пресування.

Встановлено закономірності впливу типу модифікувальних добавок за різної температури та тривалості пресування на фізико-механічні властивості ДПП.

Розроблено раціональні співвідношення "деревинний наповнювач / вторинний поліетилен / модифікувальна добавка", які дають змогу виготовляти ДПП із задовільними фізико-механічними властивостями.

Побудовано адекватні регресійні залежності: межі міцності ДПП під час статичного згинання, питомого опору витягуванню шурупів, водопоглинання та набрякання за товщиною від зміни рецептурно-технологічних параметрів виготовлення ДПП (вмісту деревинних частинок, щільності плит, температури та тривалості пресування, часток технічного парафіну та лігносульфонату кальцію в їх сумішах з полівініловим спиртом), що дають змогу встановити закономірності їх впливу на властивості матеріалу. Отримані залежності можуть використовуватися у технологічних розрахунках, пов'язаних із виготовленням ДПП.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновано рецептури деревинно-полімерних композицій та режимні параметри виготовлення ДПП плоским способом пресування.

Запропоновано модифікувальні добавки, їх раціональні рецептури та режимні параметри пресування, за яких спостережено високі показники міцності та водостійкості ДПП. Розроблено рекомендації щодо впровадження отриманих результатів для виготовлення ДПП із використанням деревинних відходів та термопластичних полімерів і їх відходів на підприємстві ТОВ "Кроно-Україна", які задовольняють вимоги токсичності, міцності та водостійкості. Розроблено технологічну інструкцію виготовлення плитних деревинно-полімерних матеріалів плоским способом пресування, яка затверджена підприємством, що займається утилізацією полімерних відходів.

Розраховано екологічно-економічний ефект процесу виготовлення ДПП, який досягається завдяки відсутності викидів у навколишнє середовище сполук фенолу, формальдегіду та аміаку під час пресування.

Показники якості одержаних ДПП характеризуються задовільними фізико-механічними властивостями, що підтверджено актами проведення випробувань в атестованій заводській лабораторії ТОВ "Кроно-Україна".

Особистий внесок здобувача. Аналіз проблеми та вибір напрямку дослідження здійснив автор разом із науковим керівником. Основні результати дисертаційної роботи автор отримав самостійно. Аналіз даних, які виконані у співавторстві, одержано за безпосередньої участі автора на всіх етапах. Автор розглянув основні проблеми застосування термопластичних полімерів у виробництві деревинних композиційних матеріалів [6]; провів експериментальні дослідження та проаналізував їх результати, на основі яких отримано адекватні регресійні залежності фізико-механічних показників ДПП [1, 3-5, 7]; зробив висновки щодо результатів дисертаційної роботи та розробив рекомендації щодо їх практичного застосування.

Апробація результатів роботи. Матеріали роботи доповідались і обговорювались на:

? ІІ (IV Всеукраїнській), ІІI Міжнародних конференціях студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технології (м. Київ, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", 2009-2010 рр.);

? Українській науково-практичній конференції "Перспективи впровадження новітніх деревооброблювальних технологій в Україні" (м. Київ, Національний університет біоресурсів та природокористування України, 24-26 червня 2010 р.);

? Міжнародній науково-практичній конференції "Освіта, наука та інновації в лісовому і садово-парковому господарстві України в контексті регіональних та глобальних викликів" (м. Київ, Національний університет біоресурсів та природокористування України, 30 вересня-2 жовтня 2010 р.);

? 58-ій, 59-ій та 60-ій науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу "Теоретичні та прикладні аспекти створення енергоощадних і екологобезпечних технологій деревообробки, нових композиційних матеріалів і конструкцій виробів з деревини сучасного дизайну" (м. Львів, Національний лісотехнічний університет України, 2008-2010 рр.);

? наукових семінарах кафедри технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу НЛТУ України (м. Львів, 2008-2010 рр.);

? розширеному засіданні кафедри технології деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу НЛТУ України (м. Львів, 2010 р.).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 10 наукових праць, з них 7 - у наукових фахових виданнях, 3 - у матеріалах і тезах доповідей науково-практичних конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, висновків та рекомендацій, списку використаних джерел, який містить 153 найменувань, та 11 додатків. Основний зміст роботи викладено на 128 сторінках друкованого тексту, який містить 83 рисунки і 15 таблиць. Загальний обсяг роботи - 184 сторінки.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено мету і завдання дослідження, показано наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, зазначено особистий внесок автора роботи. Наведено дані про апробацію роботи, публікації та впровадження результатів досліджень.

У першому розділі представлено огляд та здійснено аналіз літературних джерел у сфері використання термопластичних полімерів і деревинних частинок для виробництва композиційних матеріалів.

Наведено аналіз можливих термопластичних полімерів, а також їхніх сумішей для зв'язування деревинного наповнювача. Розглянуто розміри та форми деревинних частинок, які придатні для виготовлення композиційних матеріалів із задовільними фізико-механічними властивостями. Висвітлено вплив модифікувальних добавок на властивості деревинних композиційних матеріалів на основі термопластичних полімерів. Проаналізовано способи виготовлення деревинно-полімерних матеріалів. Визнано доцільним для виготовлення деревинно-полімерних матеріалів використовувати спосіб плоского пресування у гарячих гідравлічних пресах. Наповнювачами для композиційних матеріалів прийнято застосовувати такі деревинні частинки: стружку, тирсу та борошно.

У другому розділі обґрунтовано вибір термопластичних полімерів і модифікувальних добавок для виготовлення ДПП, температури та тривалості пресування, а також розглянуто міжмолекулярну взаємодію елементів деревинно-полімерної композиції.

Враховуючи температуру термічного розкладу деревини, обґрунтовано доцільним для виготовлення ДПП використання вторинного поліетилену (відходів поліетилену високого тиску - ВПЕ), температура текучості якого становить 110оС, за наступного температурного інтервалу пресування - 160-200оС. Розглянуто процес прогрівання деревинно-полімерного пакета (рис. 1).



Рис. 1. Модель прогрівання деревинно-полімерного пакета

Згідно з відомим законом теплопровідності Фур'є, величина теплового потоку прямопропорційна коефіцієнту теплопровідності (л), градієнту температури () та площі поверхні матеріалу (F). З іншого боку, протягом певного часу (dф) відбувається прогрівання матеріалу на певну глибину (dx), на що затрачається певна питома кількість теплоти (qн). Математично це можна записати у вигляді системи рівнянь:

Розв'язавши систему рівнянь (1), отримано математичну модель розрахунку тривалості прогрівання пакета (год) до необхідної температури залежно від: типу та частки термопластичного полімеру; частки деревинних частинок; температури пресування, а також від глибини прогрівання ДПП:

де H - глибина прогрівання деревинно-полімерного пакета, м; лдер та лТП - теплопровідність деревини та термопластичного полімеру, відповідно, Вт/(моС); щдер - частка деревинних частинок у композиційному матеріалі, частки; tx - температура верхніх шарів композиційного матеріалу (tx=tпл), оС; tк - температура середніх шарів композиційного матеріалу (можна прийняти за температуру середовища), оС; tтек.ТП - температура текучості термопластичного полімеру, оС; mпл - маса ДПП, кг; Vдер та VТП - об'єм деревини та термопластичного полімеру, відповідно, м3; Cдер та CТП - питома теплоємність деревини та термопластичного полімеру, відповідно, кДж/(кг•оС).

Ця математична модель дає змогу визначити тривалість пресування ДПП, за якої їх внутрішні шари прогріваються до температури, яка активізує в'язкотекучий стан термопластичного полімеру, що своєю чергою дає змогу одержати матеріал із задовільними фізико-механічними властивостями.

Представлено міжмолекулярну взаємодію елементів деревини та функціональних груп ВПЕ. Зазначено, що під час експлуатації термопластичних полімерів внаслідок дії зовнішніх чинників у їх ланках утворюються вінільні та вінілдієнові групи, завдяки яким створюються хімічні зв'язки між елементами деревини та ВПЕ.

Обґрунтовано також вибір модифікувальних добавок, які б взаємодіяли з елементами деревини та ВПЕ, що дасть змогу підвищити показники міцності та водостійкості ДПП. Встановлено, що найбільший вплив на фізико-механічні властивості ДПП здійснюють такі групи модифікувальних добавок: агенти зчеплення, температурні стабілізатори та змащувальні речовини. Введення таких агентів зчеплення, як малеїновий ангідрид (МА) та полівініловий спирт (ПВС) сприятиме утворенню міцних хімічних зв'язків між деревиною, модифікувальною добавкою та ВПЕ. Однак внаслідок своєї нестійкості до високих температур ПВС потребує додавання температурного стабілізатора, яким може виступати лігносульфонат кальцію (ЛСК). До того ж, ЛСК сприятиме зменшенню термічної деструкції елементів деревини. Введення такої змащувальної речовини, як технічний парафін (П) дасть змогу термопластичному полімеру легше й швидше проникати в капілярно-пористу структуру деревинних частинок, сприятиме ефективнішому диспергуванню ВПЕ, а також рівномірному розподілу його в об'ємі матеріалу.

Представлено міжмолекулярні взаємодії обраних модифікувальних добавок із елементами деревини та можливі схеми утворення хімічних зв'язків між ними, що дає змогу пояснити шляхи покращення фізико-механічних властивостей ДПП.

У третьому розділі викладено методику експериментального дослідження, які складалися з п'яти серій дослідів.

Для виконання дослідження використовували такі матеріали: подрібнені відходи термозбіжної поліетиленової плівки; деревинне борошно, стружку; тирсу; малеїновий ангідрид; технічний парафін; лігносульфонат кальцію; полівініловий спирт.

Сталими факторами прийнято: спосіб пресування - періодичний; метод пресування - плоский; тиск гарячого пресування - 3,5 МПа; тиск холодного допресування плит - 1,5 МПа; конструкція плит - одношарова; термопластичний полімер - подрібнені відходи термозбіжної поліетиленової плівки; фракційний склад деревинної стружки - (5/0,315) та термопластичного полімеру - (5/0,63); ступінь оброблення поверхні плит - нешліфована; вологість плит - 8%; вологість деревинних частинок - 3%.

Першу серію дослідів здійснено класичним експериментом із метою визначення впливу типу деревинного наповнювача (стружки, тирси, борошна) на властивості ДПП. Склад деревинно-полімерної композиції був таким: деревинні частинки - 60%; ВПЕ - 40%; а плити пресували за тиску 3,5 МПа, за температури 180оС та тривалості 1,0 хв/мм.

У другій серії дослідів застосовано трирівневий В-план (В4) для встановлення впливу технологічних параметрів виготовлення ДПП: щільності плит, вмісту деревинних частинок, температури та тривалості пресування на їх властивості. Рівні та інтервали змінювання факторів наведено в табл. 1.

Таблиця 1 Рівні й інтервали змінювання факторів

Назва фактора	Позначення фактора	Рівні змінювання фактора	Інтервал змінювання фактора
	нату-раль-не	норма-лізо-ване	ниж-ній (-1)	основ-ний (0)	верх-ній (+1)
Щільність плити, кг/м3	п	x1	800	900	1000	100
Вміст деревинних частинок, %	Pч	x2	20	40	60	20
Температура пресування, оС	t	x3	160	180	200	20
Тривалість пресування, хв/мм	ф	x4	0,8	1,0	1,2	0,2

У третій серії дослідів досліджено вплив типу модифікувальних добавок на властивості ДПП за різної температури та тривалості пресування. Змінними факторами прийнято: тип модифікувальної добавки - МА, П, ЛСК; температуру - 160, 180, 200оС та тривалість пресування - 0,8, 1,0, 1,2 хв/мм. Склад деревинно-полімерної композиції був таким: стружка - 60%, ВПЕ - 32,5%; модифікувальна добавка - 7,5%. Для встановлення характеру впливу змінних факторів на властивості ДПП застосовано двофакторний дисперсійний аналіз із повтореннями.

У четвертій серії дослідів застосовано трирівневий В-план (В3) для встановлення характеру впливу сумішей модифікувальних добавок на властивості ДПП за різної температури та тривалості пресування. Ця серія дослідів складалася із двох етапів: а) вплив зміни частки П у суміші з ПВС за різної температури та тривалості пресування; б) вплив зміни частки ЛСК у суміші з ПВС за різної температури та тривалості пресування.

Рівні та інтервали змінювання факторів наведено в табл. 2.

Таблиця 2 Рівні й інтервали змінювання факторів

Назва фактора	Позначення фактора	Рівні змінювання фактора	Інтервал змінювання фактора
	нату-ральне	норма-лізоване	ниж-ній (-1)	основ-ний (0)	верх-ній (+1)
Частка П (ЛСК) у суміші з ПВС	шП (шЛ)	х1	1/3	1,5/3	2/3	0,5/3
Температура пресування, оС	t	х2	160	180	200	20
Тривалість пресування, хв/мм	ф	х3	0,8	1,0	1,2	0,2

У п'ятій серії дослідів досліджено вплив суміші трьох модифікувальних добавок (ЛСК+П+ПВС), за визначених у четвертій серії дослідів раціональних параметрів пресування, на фізико-механічні властивості ДПП.

Критеріями оцінювання якості ДПП обрано такі показники: межі міцності під час статичного згинання та розтягування перпендикулярно до площини плити, питомий опір витягуванню шурупів, водопоглинання та набрякання за товщиною.

У четвертому розділі представлено результати дослідження впливу рецептурно-технологічних параметрів виготовлення ДПП на їх властивості.

Встановлено, що найвищі показники міцності та водостійкості спостережено у ДПП на основі стружки. Зокрема, їх межа міцності під час статичного згинання, порівняно із ДПП на основі тирси та борошна є вищою в 2,0 та 2,7 раза, відповідно (рис. 2, а). Подібні залежності спостережено й під час визначення питомого опору витягуванню шурупів (рис. 2, а). Окрім того, ДПП на основі стружки характеризуються дещо вищими показниками водостійкості (рис. 2, б).

Рис. 2. Вплив типу деревинного наповнювача на: а) межу міцності під час статичного згинання та питомий опір витягуванню шурупів; б) водопоглинання та набрякання за товщиною

Для подальшого дослідження прийнято використання стружки як наповнювача, оскільки ДПП на її основі характеризуються найвищими показниками міцності та водостійкості.

Внаслідок реалізації В-плану (див. табл. 1) одержано адекватні регресійні залежності прийнятих показників ДПП від щільності плит, вмісту деревинних частинок, температури та тривалості пресування:

? межі міцності під час статичного згинання

? водопоглинання

? набрякання за товщиною

Із підвищенням щільності плит від 800 до 1000 кг/м3, температури від 160 до 200оС та тривалості пресування від 0,8 до 1,2 хв/мм показники міцності та водостійкості ДПП зростають. Із підвищенням щільності межа міцності під час статичного згинання зростає внаслідок збільшення кількості деревинних частинок на одиницю об'єму плити. Окрім того, щільно прилеглі деревинні частинки не дають змоги значній кількості молекулам води проникати у внутрішні шари таких матеріалів, що сприяє також підвищенню їх водостійкості. Із підвищенням температури від 160 до 200оС та тривалості пресування від 0,8 до 1,2 хв/мм термопластичному полімеру надається така енергія активації, за якої він проникає у капілярно-пористу структуру деревинних частинок, утворюючи на їх поверхні водостійку плівку, яка придатна для їхнього якісного склеювання. Окрім того, за таких умов розплав ВПЕ розтікається по всьому об'єму ДПП із утворенням композиту з однорідними фізико-механічними властивостями.

Залежність межі міцності під час статичного згинання від вмісту стружки в ДПП має екстремальний характер із максимальними показниками за її вмісту близько 40%. За невисокого ж вмісту стружки близько 20% утворюються області термопластичного полімеру, котрі не зв'язані з деревинними частинками. У такому випадку частинки стружки виступають, як модифікувальна добавка. Із підвищенням вмісту стружки в ДПП розподіл деревинних частинок в об'ємі матеріалу стає більш однорідним із утворенням значної кількості міцних зв'язків: деревина-полімер. Збільшення вмісту стружки понад 40-50% призводить до утворення непроклеєних зон. До того ж, зменшення її вмісту від 60 до 20% унеможливлює визначення межі міцності під час розтягування перпендикулярно до площини плити, внаслідок високої міцності зразків ДПП. Водопоглинання та набрякання ДПП за товщиною знижується із зменшенням вмісту стружки від 60 до 20%.

Отже, ДПП характеризуються задовільними фізико-механічними показниками за вмісту деревинного наповнювача близько 40%. Подальше ж збільшення вмісту наповнювача призводить до стрімкого зниження водостійкості й погіршення показників міцності ДПП. Для збереження задовільних фізико-механічних показників ДПП за підвищеного вмісту в них деревинного наповнювача (60%) в їх композицію необхідно вводити модифікувальні добавки, зокрема МА, ЛСК та П.

Додавання до деревинно-полімерної композиції МА сприяє підвищенню межі міцності під час статичного згинання. Із підвищенням температури від 160 до 180оС за тривалості пресування 0,8 хв/мм спостережено незначне підвищення межі міцності під час статичного згинання ДПП (на 1,6%), подальше підвищення температури до 200оС призводить до різкого зниження цього показника (на 15,9%). Окрім того, підвищення температури від 160 до 200оС за тривалостей пресування 1,0 та 1,2 хв/мм призводить до різкого зниження межі міцності під час статичного згинання на 33,2 та 36,8%, відповідно. Це пояснюється тим, що МА є нестійким до дії високих температур, тому підвищення температури та тривалості пресування супроводжується його термічним розкладом із виділенням продуктів розкладу із характерним запахом. Подібні результати спостережено й під час визначення питомого опору витягуванню шурупів. Ефективність його додавання пояснюється наявністю в МА значної кількості реакційних центрів, що вступають у взаємодію з елементами деревини: целюлозою, лігніном та геміцелюлозою, а також із функціональними групами, що є у ВПЕ. модифікувальний добавка пресування деревинний

Значна кількість реакційних центрів МА призводить до підвищення водопоглинання та набрякання ДПП за товщиною. Збільшення температури та тривалості пресування в досліджуваному діапазоні, завдяки згаданому вище термічному розкладу, сприяє зменшенню кількості реакційних центрів МА і, відповідно, до зменшення кількості взаємодій між молекулами води та його функціональними групами.

Під час введення в деревинно-полімерну композицію П та ЛСК спостережено дещо інші залежності. У разі підвищення температури від 160 до 200оС за тривалості пресування 0,8, 1,0 та 1,2 хв/мм межа міцності під час статичного згинання підвищується, зокрема у разі додавання: П - підвищення становить 108,0%, 75,9% та 55,6%; ЛСК - 22,3%, 25,4% та 31,4%, відповідно. Подібні залежності спостережено й під час визначення питомого опору витягуванню шурупів ДПП.

Зміна водостійкості ДПП від температури та тривалості пресування у разі введення П та ЛСК також має лінійний характер. Підвищення температури від 160 до 200оС за тривалості 0,8, 1,0 та 1,2 хв/мм сприяє різкому зниженню водопоглинання ДПП, зокрема у разі додавання: П - цей показник зменшується на 59,0%, 69,9% та 84,0%; ЛСК - на 39,3%, 31,3% та 52,2%, відповідно. До того ж, значно знижується й набрякання ДПП за товщиною, зокрема у разі додавання: П - цей показник зменшується на 45,9%, 107,4 та 162,3%; ЛСК - на 61,9%, 72,1% та 94,1%, відповідно.

Підвищення показників міцності та водостійкості ДПП пояснюється дією модифікувальних добавок. ЛСК, заповнюючи мікропорожнини, що утворюються в ДПП, не дає змоги молекулам води проникати у внутрішні шари матеріалу і, відповідно, йому набрякати та поглинати воду. ЛСК, подібно до МА, містить значну кількість реакційних груп, зокрема гідроксильних та сульфогруп. Однак на відміну від МА, він є стійким до дії високих температур і його взаємодія з елементами деревинних частинок за досліджуваних температур та тривалостей пресування перебігає практично однаково. П, змащуючи деревинні частинки, з одного боку, сприяє більш однорідному перемішуванню деревинно-полімерної композиції, що дає змогу одержати матеріал із однорідними властивостями; з іншого боку - знизити водопоглинання та набрякання ДПП за товщиною завдяки утворенню на деревинних частинках водостійкої плівки.

Введення в деревинно-полімерну композицію згаданих вище модифікувавльних добавок сприяє зростанню межі міцності під час статичного згинання. Зокрема, цей показник у разі додавання МА підвищується в 1,2 раза; П - в 1,1 раза; ЛСК - в 1,2 раза, порівняно з ДПП без модифікувальних добавок (рис. 2, а). Усі модифікувальні добавки незначно знижують показники питомого опору витягуванню шурупів (рис. 3, а), однак даний показник, порівняно із стружковими плитами (60-100 Н/мм) і так є досить високим (95,7-103,7 Н/мм). Під час додавання МА водопоглинання підвищується в 1,1 раза, набрякання за товщиною - в 1,3 раза, а під час додавання ЛСК - в 1,5 та 2,0 раза, відповідно (рис. 3, б). Додавання ж П знижує водопоглинання та набрякання за товщиною в 5,5 та 2,0 раза, відповідно.



Рис. 3. Вплив типу модифікувальної добавки на: а) межу міцності під час статичного згинання та питомий опір витягуванню шурупів; б) водопоглинання та набрякання за товщиною

Аналіз результатів двофакторного дисперсійного аналізу з повтореннями (табл. 3) свідчить про те, що вплив змінних факторів на фізико-механічні показники ДПП є значущим, оскільки для всіх випадків F є значно більшим за Fкритичне. Окрім того, для таких показників, як межа міцності під час статичного згинання, водопоглинання та набрякання за товщиною переважає вплив типу модифікувальної добавки, а режими пресування - менш значущі. Однак для питомого опору витягуванню шурупів більш значущим є вплив режимів пресування. Взаємодія модифікувальних добавок та режимів пресування практично не впливає на зміну показників міцності та водостійкості ДПП.

Потрібно зауважити, що введення в деревинно-полімерну композицію такої модифікувальної добавки, як МА, є неефективним. Його додавання не дає змоги очікувано підвищити межу міцності під час статичного згинання, до того ж призводить до значного зниження показників водостійкості ДПП. Окрім того, за температур пресування 180-200оС спостерігається різке зниження й межі міцності під час статичного згинання ДПП. Підвищення температури та тривалості пресування призводить до розкладу МА із появою газоповітряної суміші характерного запаху, що негативно впливає на робоче середовище під час виробництва ДПП.

Таблиця 3 Результати двофакторного дисперсійного аналізу з повтореннями щодо впливу типу модифікувальних добавок та режимних параметрів пресування на фізико-механічні показники ДПП

Показники	Джерело варіації	F	Fкритичне.
Межа міцності під час статичного згинання	Режими пресування	72,27	1,97
	Тип модифікувальної добавки	306,68	3,03
	Взаємодія	134,56	1,68
Питомий опір витягуванню шурупів	Режими пресування	21,31	1,99
	Тип модифікувальної добавки	11,87	3,04
	Взаємодія	17,12	1,7
Водопоглинання	Режими пресування	337,27	1,97
	Тип модифікувальної добавки	9890,25	3,03
	Взаємодія	67,21	1,68
Набрякання за товщиною	Режими пресування	233,57	1,97
	Тип модифікувальної добавки	3278,9	3,03
	Взаємодія	25,66	1,68

Примітка: F та Fкритичне - розрахункове та табличне значення критерію Фішера.

Тому для подальших досліджень впливу сумішей модифікувальних добавок на фізико-механічні показники ДПП, агентом зчеплення було використано ПВС. З врахуванням цього, запропоновано використовувати такі суміші: технічного парафіну та полівінілового спирту (П+ПВС); лігносульфонату кальцію та полівінілового спирту (ЛСК+ПВС).

У п'ятому розділі представлено результати дослідження впливу сумішей модифікувальних добавок на властивості ДПП за різної температури та тривалості пресування.

Внаслідок реалізації В-планів (див. табл. 2) було отримано адекватні регресійні рівняння залежностей основних показників ДПП від вхідних факторів (табл. 4). Встановлено, що межа міцності під час статичного згинання ДПП, залежно від часток П та ЛСК у їх модифікувальних сумішах (П+ПВС; ЛСК+ПВС) здебільшого має екстремальний характер. Однак за температури 160оС та всіх досліджуваних тривалостей пресування межа міцності під час статичного згинання підвищується із збільшенням частки ПВС у модифікувальних сумішах. Зокрема, за тривалості пресування 0,8, 1,0 та 1,2 хв/мм із зміною частки від 2/3 до 1/3 для суміші: П+ПВС підвищення становить 10,9%, 5,5% та 5,2%; ЛСК+ПВС - 8,4%, 10,1% та 4,3%, відповідно. Підвищення температури від 160 до 200оС та тривалості пресування від 0,8 до 1,2 хв/мм, у разі введення в деревинно-полімерну композицію П+ПВС та ЛСК+ПВС, сприяє зростанню показників межі міцності під час статичного згинання (рис. 4; а, б).

Таблиця 4 Регресійні рівняння залежностей основних показників ДПП від складу модифікувальних сумішей, температури та тривалості пресування

Показник	Модифікувальна суміш	Рівняння регресії
Межа міцності під час статичного згинання	П+ПВС
	ЛСК+ПВС
Питомий опір витягуванню шурупів	П+ПВС
	ЛСК+ПВС
Водопоглинання	П+ПВС
	ЛСК+ПВС
Набрякання за товщиною	П+ПВС
	ЛСК+ПВС

Із підвищенням частки П від 1/3 до 2/3 у суміші з ПВС за температури 180оС та тривалості пресування 0,8, 1,0 та 1,2 хв/мм водопоглинання зменшується на 58,5%, 52,7% та 39,6%, а набрякання за товщиною - на 25,9%, 25,3% та 12,6%, відповідно. Однак під час додавання до деревинно-полімерної композиції ЛСК+ПВС за температур 160 і 180оС та всіх прийнятих тривалостей пресування найменші показники водопоглинання спостережено за частки ЛСК 2/3 у модифікувальній суміші. У разі підвищення температури до 200оС за всіх досліджуваних тривалостей пресування мінімальні значення цього показника спостережено вже у ДПП за однакового вмісту ЛСК та ПВС у модифікувальній суміші.

Рис. 4. Вплив температури та тривалості пресування на межу міцності під час статичного згинання за однакової частки компонентів модифікувальної суміші у разі додавання: а) П+ПВС; б) ЛСК+ПВС

Зміна ж набрякання ДПП за товщиною від зміни частки ЛСК у суміші з ПВС має дещо інший характер. У всіх випадках мінімальні значення цього показника спостережено за частки ЛСК 1,5/3 у модифікувальній суміші, особливо яскраво це проявляється із підвищенням температури пресування. Зокрема, за температури 200оС та тривалості пресування 0,8, 1,0 та 1,2 хв/мм із підвищенням частки ЛСК від 1,5/3 до 2/3 у суміші з ПВС спостережено різке підвищення набрякання ДПП за товщиною на 23,5%, 30,7% та 19,2%, відповідно. Підвищення температури та тривалості пресування в досліджуваному діапазоні сприяє зниженню водопоглинання (рис. 5; а, б) та набрякання ДПП за товщиною (рис. 6; а, б) за усіх рецептур модифікувальних сумішей (П+ПВС; ЛСК+ПВС).



Рис. 5. Вплив температури та тривалості пресування на водопоглинання за однакової частки компонентів модифікувальної суміші у разі додавання: а) П+ПВС; б) ЛСК+ПВС

Рис. 6. Вплив температури та тривалості пресування на набрякання за товщиною за однакової частки компонентів модифікувальної суміші у разі додавання: а) П+ПВС; б) ЛСК+ПВС

Дещо інший вплив від зміни часток компонентів модифікувальних сумішей (П+ПВС; ЛСК+ПВС) спостережено під час визначення питомого опору витягуванню шурупів ДПП. Зокрема, у разі введення в деревинно-полімерну композицію П+ПВС за низької температури 160оС та тривалостей пресування 0,8, 1,0 та 1,2 хв/мм із підвищенням частки П від 1/3 до 2/3 у модифікувальній суміші відбувається зростання цього показника на 15,2%, 13,2% та 12,0%, відповідно. У разі підвищення температури пресування до 180-200оС максимальні показники питомого опору витягуванню шурупів спостережено в ДПП за однакового вмісту П та ПВС у модифікувальній суміші. Однак у разі введення в деревинно-полімерну композицію ЛСК+ПВС практично в усіх випадках максимальні показники питомого опору витягуванню шурупів ДПП спостережено за частки ЛСК 1/3 у суміші з ПВС. Підвищення температури та тривалості пресування сприяє зростанню питомого опору витягуванню шурупів ДПП (рис. 7; а, б).

Рис. 7. Вплив температури та тривалості пресування на питомий опір витягуванню шурупів за однакової частки компонентів модифікувальної суміші у разі додавання: а) П+ПВС; б) ЛСК+ПВС

На основі отриманих регресійних залежностей досліджуваних фізико-механічних показників ДПП від змінних факторів (див. табл. 4) градієнтним методом здійснено пошук раціональних параметрів їх виготовлення у разі введення в деревинно-полімерну композицію П+ПВС та ЛСК+ПВС (табл. 5).

Таблиця 5 Раціональні параметри виготовлення ДПП

Суміші модифікувальних добавок	Частки П та ЛСК в їх модифікувальних сумішах	Температура пресування, оС	Тривалість пресування, хв/мм
П+ПВС	1,8/3	200	1,2
ЛСК+ПВС	1/3	200	1,2

За одержаних раціональних параметрів пресування (температура - 200оС, тривалість - 1,2 хв/мм) було досліджено вплив суміші трьох груп модифікувальних добавок (ЛСК+П+ПВС).

Порівнюючи властивості ДПП за раціональних параметрів пресування, у разі введення в їх композицію різних модифікувальних добавок: П; ЛСК, а також П+ПВС; ЛСК+ПВС; ЛСК+П+ПВС, треба зауважити, що найвищі показники межі міцності під час статичного згинання спостережено у разі додавання ЛСК+ПВС (рис. 8, а). Дещо меншими показниками характеризуються ДПП на основі ЛСК+П+ПВС та П+ПВС. Необхідно зауважити, що додавання ПВС до ЛСК та П сприяє значному підвищенню показників межі міцності під час статичного згинання на 35,4% та 29,7%, відповідно, порівняно з ДПП на основі окремих добавок. Зовсім інші залежності спостережено під час визначення водостійкості ДПП (рис. 8, б).

Рис. 8. Фізико-механічні показники ДПП, одержаних за раціональних параметрів пресування, у разі додавання різних модифікувальних добавок: а) межа міцності під час статичного згинання та питомий опір витягуванню шурупів; б) водопоглинання та набрякання за товщиною

Зокрема, найвищі показники водостійкості спостережено у ДПП на основі П та його сумішей (П+ПВС і ЛСК+П+ПВС). Додавання до П незначної кількості ПВС призводить до підвищення водопоглинання та набрякання ДПП за товщиною, однак треба зауважити, що і в таких випадках ці показники є досить низькі, що дає змогу застосовувати такі матеріали в агресивних середовищах. У випадку з додаванням ЛСК спостережено дещо іншу тенденцію. Додавання ПВС до ЛСК дає змогу підвищити водостійкість ДПП, зокрема водопоглинання знижується в 1,5 раза, а набрякання за товщиною - в 1,3 раза.

Отже, врахувавши особливості ДПП, отриманих на основі різних модифікувальних добавок та їх сумішей, рекомендовано застосовування ДПП на основі ЛСК+ПВС - в сухих приміщеннях, а ДПП на основі П+ПВС і ЛСК+П+ПВС - в агресивних середовищах із дещо меншими навантаженнями під час згинання.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ І РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

У дисертаційній роботі вирішено важливе та актуальне науково-технічне завдання, яке полягає у встановленні закономірностей впливу технологічних параметрів на властивості плитних композиційних матеріалів із деревинних відходів і термопластичних полімерів і розробленні рецептур деревинно-полімерних композицій та режимів їх плоского пресування. Внаслідок виконаних експериментальних і теоретичних досліджень і їх аналізу отримано такі висновки:

1. Встановлено можливість виготовлення нетоксичних ДПП способом плоского пресування шляхом залучення для їх виготовлення деревинних відходів і термопластичних полімерів.

2. Отримано математичну модель розрахунку тривалості прогрівання деревинно-полімерного пакета на необхідну глибину до заданої температури залежно від: типу та частки термопластичного полімеру, частки деревинних частинок, а також температури пресування.

3. Досліджено вплив типу деревинного наповнювача (борошна, тирси та стружки) на фізико-механічні властивості ДПП. Встановлено, що найвищі показники міцності та водостійкості спостережено в ДПП на основі стружки. З'ясовано, що залежність межі міцності під час статичного згинання від вмісту деревинних частинок має екстремальний характер із найвищими значеннями за їх вмісту близько 40%. Показники водостійкості ДПП підвищуються із зменшенням вмісту деревинних частинок від 60 до 20%. Встановлено, що із підвищенням щільності плит у досліджуваному діапазоні показники міцності та водостійкості ДПП зростають.

4. Встановлено закономірності впливу режимних параметрів пресування на властивості ДПП. Підвищення температури та тривалості пресування в досліджуваних діапазонах сприяє зростанню показників міцності та водостійкості ДПП. Одержано адекватні регресійні залежності досліджуваних показників від вмісту деревинних частинок; щільності плит, температури та тривалості пресування, що дають змогу встановити закономірності впливу технологічних параметрів на фізико-механічні властивості ДПП.

5. З'ясовано, що введення до деревинно-полімерної композиції модифікувальних добавок дає змогу покращити фізико-механічні показники ДПП. Зокрема, значно підвищується межа міцності під час статичного згинання, однак у разі додавання МА та ЛСК зростає водопоглинання та набрякання ДПП за товщиною. Додавання ж П значно знижує водопоглинання та набрякання за товщиною, однак незначно підвищує показники межі міцності під час статичного згинання. Введення в деревинно-полімерну композицію таких модифікувальних добавок призводить до незначного зниження питомого опору витягуванню шурупів, однак цей показник, порівняно з стружковими плитами (60-100 Н/мм) і так є досить високим (95,7-103,7 Н/мм).

6. Досліджено вплив сумішей модифікувальних добавок, а саме: П+ПВС; ЛСК+ПВС - на фізико-механічні властивості ДПП. Внаслідок реалізації трирівневих В-планів отримано адекватні регресійні залежності досліджуваних показників ДПП від: часток П та ЛСК у їх сумішах з ПВС, температури та тривалості пресування, що дає змогу встановити закономірності впливу цих параметрів на фізико-механічні показники ДПП.

7. Встановлено раціональні параметри виготовлення ДПП, за яких спостережено їх задовільні фізико-механічні властивості, зокрема у разі додавання до деревинно-полімерної композиції:

? П+ПВС: частка П у суміші з ПВС становить 1,8/3; температура пресування - 200оС; тривалість пресування - 1,2 хв/мм;

? ЛСК+ПВС: частка ЛСК у суміші з ПВС становить 1/3; температура пресування - 200оС; тривалість пресування - 1,2 хв/мм.

Рекомендовано застосовування ДПП за отриманих раціональних параметрів виготовлення на основі ЛСК+ПВС - в сухих приміщеннях, а ДПП на основі П+ПВС і ЛСК+П+ПВС - в агресивних середовищах із дещо меншими навантаженнями під час згинання.

8. Розроблено рекомендації щодо впровадження отриманих результатів виготовлення ДПП із використанням деревинних відходів та термопластичних полімерів, а також технологічну інструкцію виготовлення плитних деревинно-полімерних матеріалів плоским способом пресування.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

Статті у наукових фахових виданнях за темою дисертації:

1. Лютий П.В. Підвищення водостійкості деревинно-полімерних плит шляхом введення в їх композицію суміші технічного парафіну та полівінілового спирту / П.В. Лютий, П.А. Бехта // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України, 2010. - Вип. 20.10. - С. 105-107.

2. Лютий П.В. Основні методи виготовлення композиційних матеріалів на основі деревинних відходів і термопластичних полімерів / П.В. Лютий // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України, 2009. - Вип. 19.2. - С. 109-114.

3. Бехта П.А. Вплив виду деревинного наповнювача на властивості деревинно-полімерних матеріалів / П.А. Бехта, П.В. Лютий // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України, 2010. - Вип. 20.5. - С. 91-93.

4. Бехта П.А. Модифікування деревинно-полімерних композицій сумішшю лігносульфонату кальцію та полівінілового спирту / П.А. Бехта, П.В. Лютий // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України, 2010. - Вип. 20.7. - С. 68-72.

5. Бехта П.А. Покращення експлуатаційних властивостей деревинно-полімерних плит шляхом введення до їх складу комбінованої модифікувальної добавки / П.А. Бехта, П.В. Лютий // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. - Львів : РВВ НЛТУ України, 2010. - Вип. 20.9. - С. 100-103.

6. Лютий П.В. Проблема використання відходів термопластичних полімерів для виготовлення деревинно-полімерних матеріалів / П.В. Лютий, А.В. Белова, А.І. Марків // Лісове господарство, лісова, паперова та деревообробна промисловість : міжвідомч. наук.-техн. зб. - Львів : НЛТУ України, - 2007. - Вип. 33. - С. 110-112.

7. Бехта П.А. Вплив модифікувальних добавок на властивості деревинно-полімерних матеріалів / П.А. Бехта, П.В. Лютий // Науковий вісник НУБіП України : зб. наук. праць. (Лісівництво та декоративне садівництво). - К. : Вид-во НУБіП України, 2010. - Вип. 147. - С. 367-371.

Матеріали і тези доповідей науково-практичних конференцій:

8. Лютий П.В. Деревинні композиційні матеріали на основі відходів поліетилену / П.В. Лютий // ІІ-га Міжнародна (ІV Всеукраїнська) конференція студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технології, 22-24 квітня 2009 р. : збірка тез доповідей. - К. : НТУ України "Київський політехнічний інститут", 2009. - С. 138.

9. Лютий П.В. Закономірності впливу технологічних параметрів на властивості композиційних матеріалів із деревинних відходів та вторинного поліетилену / П.В. Лютий // ІІІ-тя Міжнародна конференція студентів, аспірантів та молодих вчених з хімії та хімічної технології, 21-23 квітня 2010 р. : збірка тез доповідей. - К. : НТУ "Київський політехнічний інститут", 2010. - С. 195.

10. Лютий П.В. Екологічно чисті деревинні композиційні матеріали на основі термопластичних полімерів / П.В. Лютий // тези доп. учасників міжнар. наук.-практ. конф. "Освіта, наука та інновації в контексті регіональних та глобальних викликів" - К. : НУБіП України, ННІ лісового і садово-паркового господарства, 2010. - С. 217-218.

АНОТАЦІЇ

Лютий П.В. Закономірності впливу технологічних параметрів на властивості композиційних матеріалів із деревинних відходів і термопластичних полімерів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.06 - технологія деревообробки, виготовлення меблів та виробів з деревини. - Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2011.

У дисертаційній роботі вирішено важливе та актуальне науково-технічного завдання - вивчено закономірності впливу технологічних параметрів на властивості композиційних матеріалів із деревинних відходів і термопластичних полімерів і розроблено рецептури деревинно-полімерних композицій та режими їх плоского пресування.

У роботі доведено можливість виготовлення нетоксичних ДПП плоским способом пресування із задовільними фізико-механічними властивостями. Отримано математичну модель розрахунку тривалості прогрівання деревинно-полімерного пакету. Внаслідок реалізації поставлених завдань встановлено закономірності впливу вмісту деревинних частинок, щільності плит, температури та тривалості пресування; часток технічного парафіну та лігносульфонату кальцію в їх сумішах з полівініловим спиртом на фізико-механічні властивості ДПП. Розроблено рекомендації щодо застосування ДПП на основі різних модифікувальних сумішей.

Ключові слова: деревинно-полімерні плити, щільність плити, температура пресування, лігносульфонат кальцію, технічний парафін, полівініловий спирт.

Лютый П.В. Закономерности влияния технологических параметров на свойства композиционных материалов из древесных отходов и термопластических полимеров - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.06 - технология деревообработки, изготовление мебели и изделий из древесины. - Национальный лесотехнический университет Украины, Львов, 2011.

В диссертационной работе решено важное и актуальное научно-техническое задание - изучены закономерности влияния технологических параметров на свойства композиционных материалов из древесных отходов и термопластических полимеров и разработаны рецептуры древесно-полимерных композиций и режимы их плоского прессования.

В работе доказана возможность изготовления нетоксических древесно-полимерных плит плоским способом прессования с удовлетворительными физико-механическими свойствами. Разработана математическая модель, которая позволяет рассчитать продолжительность прогрева древесно-полимерного пакета на необходимую глубину к заданной температуре в зависимости от: типа и доли термопластического полимера, доли древесных частиц, а также температуры прессования. В результате реализации поставленных заданий получены закономерности влияния содержания древесных частиц, плотности плит, температуры и продолжительности прессования; доль технического парафина и лигносульфоната кальция в их смесях с поливиниловым спиртом на физико-механические свойства древесно-полимерных плит. Кроме того, проведено исследование по поиску модифицирующих добавок (малеинового ангидрида, технического парафина, лигносульфоната кальция), которые позволяют повысить показатели прочности и водостойкости древесно-полимерных плит. Установлены рациональные параметры изготовления древесно-полимерных плит при добавлении смесей: технического парафина и поливинилового спирта; лигносульфоната кальция и поливинилового спирта, при которых наблюдаются удовлетворительные физико-механические показатели. Сравнивая свойства древесно-полимерных плит на основе разных модифицирующих добавок, выяснено, что максимальные показатели прочности при статическом изгибе наблюдаются при добавлении в композицию смеси лигносульфоната кальция и поливинилового спирта. Не столь высокими показателями прочности характеризуются древесно-полимерные плиты на основе смесей: технического парафина и поливинилового спирта; лигносульфоната кальция, технического парафина и поливинилового спирта. Установлено, что более высокие показатели водостойкости наблюдаются в древесно-полимерных плитах на основе технического парафина.

...