Пластмасса из дерева. Способ изготовления изделий прессованием из древесного пластика

Бизнес идея для организации мелкосерийного производства изделий из различных литьевых материалов в домашних условиях. Благодаря инновационным технологиям сегодня при изготовлении пластиковых изделий можно обойтись без дорогих станков термопласт автоматов. Более того, наладить мелкосерийное мини-производство можно прямо на своем рабочем столе. Данную бизнес идею можно рассматривать в двух направлениях:

  1. Как основной бизнес по изготовлению готовых изделий и форм путем литья из:жидкого:
    • пластика;
    • силикона;
    • полиуретана;
    • прозрачных смол и прочих материалов.
  2. Изготовление форм как эффективное дополнение к другим видам бизнеса в области:

В первом и во втором случаи литье в домашних условиях не требует больших вложений финансовых средств. Начать литьевой бизнес можно просто сейчас.

Изготовление с помощью жидких пластиков

Процесс изготовления осуществляется с помощью жидких пластиков и силиконовых форм. Теперь появилась возможность в домашних условиях производить пластиковые изделия мелкими сериями:

  • сувенирную продукцию;
  • игрушки;
  • бижутерию;
  • запчасти для автотюнинга;
  • запчасти для разных механических устройств;
  • обувь;
  • посуду.

Существуют компоненты для изготовления деталей из тонкостенного пластика, которыми можно существенно расширить ассортимент продукции и производить детали любой сложности. Например, смешивание двух компонентов марки Axson FASTCAST F32 от французского производителя позволяет получить супер-жидкий пластик, который оттекает мельчайшие складки рельефа формы модели. К тому же он безвредный для детей и не имеет запаха.

Подготовка к производству

Для организации производства потребуется в первую очередь модель-образец. По ней сначала нужно сделать форму из специальных силиконовых или полиуретановых компонентов. С опытом и качеством материалов можно научиться снимать формы с моделей на таком высоком уровне, что будут даже видны отпечатки пальцев на изделиях (при необходимости). То есть копия получиться на уровне идентичности, которую нельзя отличить не вооруженным глазом. Пластиковым изделиям можно придать сложные компаунды с любым рельефом. Если нет готовой модели для образца, а нужно сделать уникальные изделия, ее можно заказать у владельцев 3D принтера. Кстати литье существенно превышает по показателям производительности 3D печати из пластика.

Когда ваше изделие готово его можно оформить с помощью сопутствующей продукции, которая прилагается к жидким пластикам:

  • краски для художественных эффектов;
  • грунтовки;
  • клея.

Естественно в некоторых случаях без творчества не обойтись, и придется вручную разрисовать изделия, что может отразиться на производительности. Но создания каждого бизнеса это бесспорно творческий процесс. Ведь управление финансами - это искусство.

Изготавливаем изделие из жидкого пластика

Технология создания идеального мелкого рельефа при изготовлении в силиконовой форме своими руками. Для начала необходимо подготовить все компоненты и материалы. Нам потребуются:

  1. Селикон Platinum.
  2. Жидкий пластик Axson FASTCAST F18 (цвет белый, имеет консистенцию воды, без запаха!).
  3. Краситель для силикона алого цвета.
  4. Полиуретановый лак.
  5. Весы.
  6. Шприц.
  7. Пилка-баф.

Надежно закрепляем модель-образец на дне опалубки для формирования формы, с помощью нейтрального воскового пластилина (чтобы избежать подтекания силикона). Красим силикон, из которого получиться готовая форма в алый цвет, чтобы на форме четко было видно качество вымешивания компонентов жидкого, белого на цвет пластика. Полезный совет: чтобы форма была идеальна, следует предварительно модель-образец обмазать силиконом с помощью широкой кисточки. Таким образом, аккуратно заполнить все углубления рельефа компаунды. Только после этого, заливаем форму полностью. Силиконом заполняем всю опалубку. Оставляем на закрепления структуры формы 7-8 часов. Самое трудное позади.

Поздравляем!!! Теперь у вас есть готовая форма для неоднократного производства изделий-копий модели-образца. Перед началом литья убедитесь в том, что форма полностью высушена, дабы избежать образования пузырьков. Потом очень тщательно смешиваем компоненты пластика 1:1 по весу (для этого лучше использовать аптечные или лабораторные электронные весы). Время схватывания 7 минут, но для полного закрепления потребуется еще 20 минут. Этот пластик нейтрален к силикону и не прилипает к нему. Но после многократного использования компаунды со временем, возможно, понадобится смазка-разделитель с защитными свойствами EaseRelease. После истечения необходимого времени достаем готовое изделие, которое скопировано точно по образцу.

Полиуретановые формы для строительства

Вместе с пластиковыми изделиями можно производить формы для литья. Применение литьевых форм в строительстве сейчас очень популярно. Можно производить компаунды для производства строительных материалов. Они долговечны и не требуют обработки специальными разделяющими смазками при изготовлении. Ведь бетон абсолютно нейтрален к полиуретану. Например, жидкие полиуретановые компаунды позволять изготавливать формы для заливки:

  • бетонных декоративных изделий (плитки, заборы и др.);
  • гипсовых элементов декорации интерьера (балясины, лепины и др.);
  • жидкого пластика при создании самых разных изделий (сувениры, игрушки, статуэтки и др.).

Силиконовые формы для кондитера и мыловарения

Применение технологии литья в формах в пищевой промышленности вполне очевидно. Новые инновационные решения в области химии сегодня предлагают жидкие: пластики, силиконы, силиконовые массы, которые соответствуют всем нормам здравоохранения и имеют соответствующие сертификаты. Такими безопасными компонентами можно изготавливать формы для пищевой промышленности. Например, для производства:

  • шоколада;
  • карамели;
  • изомальта;
  • льда;
  • мастики.

Также компаунды пользуются большим спросом у мыловаров. Они всегда нуждаются в новых оригинальных формах, для создания продаваемых сувениров сделанных из мыла. Совершенно не сложно найти заказчика желающего изготавливать свою продукцию с уникальной формой.

Возможности небольшой бизнес-идеи

Данная бизнес-идея позволяет легко создавать востребованную продукцию своими руками. Готовые работы можно продавать через интернет-магазин. Также можно предоставлять услуги или продавать готовые компаунды для других производителей в других отраслях. Самое главное, что при всех этих широких возможностях домашнего бизнеса стоимость компонентов более чем доступна. Ассортимент компонентов широк и позволяет выбрать необходимые материалы для создания форм или их заливки. Все что потребуется это модель-образец, с которой будет снята форма. Такая бизнес-идея весьма привлекательна для домашнего бизнеса. Она не требует много затрат, позволяет производить полезные товары и увлекает творческим процессом производства.

К сожалению, всем нам известный и столь распространенный во всем мире пластик содержит вредные для здоровья человека вещества. Более того, в его производстве используются нефтепродукты. Однако до недавнего времени альтернативы этому дешевому материалу фактически не было. Конечно, новые конструкционные материалы появляются постоянно. Это клееная фанера, древесностружечные и древесноволокнистые плиты. Есть свои новинки и в бетонной индустрии, металлургии, стекольной промышленности. Тем не менее, по стоимости, а, значит, и доступности им все-таки далековато до пластика.

Вначале нового тысячелетия ученым удалось создать принципиально новый конструкционный материал, который в ближайшие десятилетия может практически полностью заменить привычный пластик. Это термопластичный древесно-полимерный композит (ДПКТ или ДПК), а в простонародье - «жидкое дерево». В его производстве используются первичное (вторичное) сырье ПП, ПЭ или ПВХ плюс древесные добавки (древесная мука, прочие растительные волокна) и вспомогательные присадки. Эффект превзошел все ожидания. Новейший материал не только экологичен (содержание серы сокращено на 90%), но и, сочетая в себе лучшие свойства дерева и пластмассы, сохранил относительно низкую себестоимость.

По оценкам экспертов, ежегодный рост продаж ДПК в мире составляет около 20%. Так что же это за чудо, которого так долго ждали архитекторы, конструкторы и производственники? Попробуем разобраться.

Применение и обработка

Благодаря своим свойствам древесно-полимерный композит отлично применяется в самых различных областях. Материалы отличаются однородностью и гладкостью поверхности, пластичностью, стойки к атмосферному и биологическому воздействию, а срок эксплуатации даже в жестких уличных условиях достигает 50 лет.

Всё это позволяет использовать ДПК в производстве различных архитектурных и строительных материалов: плинтусов, вагонки, подоконников, профилей, декоративных элементов, а также наполнителей.

Изготавливают из ДПК и готовые к использованию изделия: ламинат, напольные покрытия, мебельные листы, мебель, кабельные коробки, многокамерные оконные профили и даже декинг - профиль для изготовления причалов и пирсов.

Физико-механические свойства древесно-полимерного композита предоставляют широкие возможности для его обработки. Материал не теряет своей формы и прочности , приняв в себя до 4% влаги. Из него можно изготавливать облегченные, пустотелые вещи. Монтируется он как с помощью гвоздей и шурупов, так и на специальные защелки.

А ещё, ДПК можно фанеровать шпоном, ламинировать пленками и листовыми пластиками, красить любыми красками и лаками, получать различные декоративные эффекты, добавляя пигменты в композицию и пр.

Полученные из ДПК изделия легко поддаются механической обработке. Они легко пилятся, сверлятся, режутся, клеятся, свариваются друг с другом, гнутся (после предварительного нагрева горелкой), а, если в состав материала добавлена мука из мягких пород дерева или целлюлозосодержащие отходы, то это придает изделию ещё и повышенную пластичность.

Наконец, ДПК, помимо эстетичности, который ему придает внешний вид, приятен и для обоняния, обладая легким древесным запахом.

Технология производства

Для изготовления древесно-полимерного композита используется ряд компонентов. В первую очередь это, конечно, измельченное древесное или целлюлозосодержащее сырье. То есть это может быть не только древесина, но и кукуруза, рис, соя, солома, бумага, опилки и пр. Второй основной составляющей ДПК являются синтетические связующие. К ним относятся: полиэтилен, пропилен ПВХ и др. Остальные компоненты - это дополнительные добавки, состав которых варьируется в зависимости от предназначения будущего изделия. К наиболее распространенным относятся: красители, пигменты, антиоксиданты, противоударные модификаторы, свето- и термостабилизаторы, антипирены и антисептики для защиты от огня и гниения, гидрофобные добавки для устойчивы к сырости, вспенивающие агенты для снижения плотности ДПК.

Объем древесных частиц в материале может составлять от 30 до 70%, а их размер от 0,7 до 1,5 мм. Тонкие фракции используются в производстве готовых профилей, не требующих дополнительной обработки поверхности. Средние подходят под покраску или отделку шпоном. Грубые - для технических целей.

Объем синтетических связующи х также варьируется и может составлять от 2 до 55%. Зависит это опять же от предназначения будущего изделия. Что касается дополнительных добавок, то их объем в материале не превышает 15%.

Кстати, не так давно немецким разработчикам удалось изготовить «жидкое дерево» идеального качества . Специалисты института Фраунгофера создали его из лигнина. Этот материал получают из древесины. ДПК под названием Arboform является абсолютно не токсичным продуктом. Более того, если обычный древесно-полимерный композит можно перерабатывать 3-4 раза, то этот до 10 раз. К чему мы это? Дело в том, что в Китае индустрия по производству ДПК разрастается как нигде в мире. И, если в Европе и США созданные материалы проходят серию тестирований, то в Поднебесной себя этим не утруждают и поставляют на рынок, в том числе международный, продукт не самого лучшего качества.

Теперь об оборудовании для производства ДПК . В его стандартный состав входят: экструдер двухшнековый, фильера формовки, стол калибрации и охлаждения, тянущее устройство, отрезное устройство по длине, деление по ширине (при необходимости) и укладчик. Вся линия отличается компактностью, а управление ей, обычно, полностью автоматизировано. В комплектации некоторых моделей присутствуют также: мельница (измельчитель сырья) автозагрузчик сырья, и смеситель.

Производителями таких линий и модулей являются в основном китайские компании . Лидеры среди них - WPC, Zhangjiagang City Boxin Machinery и др. Качество техники достойного уровня, тем более, что основные узлы для них производятся европейскими машиностроительными заводами.

22.05.2015


Пластики из древесной пресс-массы (МДП) изготовляют путем ее пьезотермической обработки в пресс-формах, обеспечивающих получение деталей требуемой конфигурации.
Материалы. Для изготовления древесных пресс-масс различных видов применяют кусковой шпон толщиной 0,5-1,8 мм, влажностью до 12%, отходы древесных слоистых пластиков, отходы деревообрабатывающих производств - стружки и опилки. Отходы древесины не должны содержать включений коры и гнили, а отходы ДСП разрезают на отрезки длиной до 120 мм для возможности их загрузки в дробилку.
В качестве связующих при изготовлении пресс-масс применяют бакелитовые лаки СБС-1 и ЛБС-3, фенолоформальдегидную смолу СФЖ-3011 и фенолоспирты Б и В. Концентрация бакелитового лака перед пропиткой должна быть 43-45 %, а фенолоформальдегидной смолы 28-35 %. В качестве добавок, улучшающих свойства изделий из МДП, используют минеральное масло, олеиновую кислоту, красители, алюминиевую пудру, серебристый графит, медный порошок и др.
Технологический процесс производства МДП. Технологический процесс производства МДП состоит из следующих операций: подготовки кондиционных- древесных частиц, приготовления рабочего раствора связующего, дозирования и смешивания древесных частиц со связующим и модификатором и сушки массы.
Особенности технологического процесса производства МДП связаны с видом применяемых древесных отходов, при изготовлении пресс-массы из опилок (рис. 106, а) они просеиваются на вибросите с ячейками размером 10x10 мм для крупной фракции и 2x2 мм - для мелкой. Кондиционные частицы поступают в сушилку, где высушиваются при 80-90 °С до влажности 3-8 %. Для сушки применяют барабанные, ленточные и аэрофонтанные сушилки.
При использовании в качестве сырья кускового шпона и отходов ДСП технологический процесс включает в себя операцию измельчения древесины в дробилках (рис. 106, б). Для измельчения шпона применяют молотковые дробилки, например ДКУ-М. Дробление шпона производится ножами и молотками, установленными на роторе машины. По мере измельчения до нужной фракции частицы выбрасываются через сменное сито и удаляются пневмотранспортом в бункер. В результате образуются частицы древесины игольчатой формы длиной 5-60 мм, шириной 0,5-5 мм, толщиной 0,3-2 мм. Для измельчения отходов ДСП применяют молотковую дробилку С-218, раздрабливающую и сортирующую древесные частицы. Длина частиц после дробления 12-36 мм, ширина 2-7 мм, толщина 0,5-1,2 мм. Размеры частиц зависят от назначения МДП.
Древесные частицы со связующим смешиваются в червячно-лопастных смесителях, а опилки - ив смесителях-бегунах. Катки бегунов при движении по слою опилок дробят их в волокна, что в дальнейшем обеспечивает повышенные физико-механические свойства изделий из МДП. Древесные частицы и связующее дозируются по массе. Смешивание их производится путем подачи древесных частиц порциями в 80-100 кг. Температура пропиточного раствора в зависимости от его вязкости 20-45 °С. Продолжительность смешивания в червячных смесителях зависит от вида частиц. Опилки, стружки и частицы шпона смешиваются в течение 10-30 мин, а частицы ДСП - 15-20 мин. Количество сухой смолы в МДП должно быть соответственно 25-30 % и 12-15 %). Продолжительность смешивания в бегуновых смесителях 30-40 мин, а содержание сухой смолы в пресс-массе 25-35 %.
Модификаторы в смесители подаются после загрузки пропиточного раствора в следующем количестве, %: олеиновая кислота 0,8-1,5, уротропин 1-3, красители 2-5, графит 2,5- 10, алюминиевая пудра или медный порошок 1,5-3, минеральное масло 10-20.
Сушка пресс-массы производится при 40-50 °С в течение 30-60 мин до влажности 5-7 %. Для этого используются те же агрегаты, что и для сушки сырых частиц древесины.
Технологический процесс производства изделий из МДП. Для изготовления изделий МДП можно применять в виде сыпучей массы или в виде брикета, полученного в результате ее предварительного уплотнения. Применение брикетов позволяет более точно дозировать МДП, в 2-3 раза уменьшить объем загрузочной камеры пресс-формы, ускорить процесс предварительного прогрева. Брикеты формой, соответствующей форме изделия (цилиндры, параллелепипеды и др.), изготовляются в специальных брикетирующих прессах или пресс-формах. Брикетирование производится под давлением 20 МПа. При температуре до 25 °С продолжительность выдержки под давлением 1 мин, при 50-60 °С - 0,5 мин.
Для сокращения цикла прессования изделий из МДП ее предварительно подогревают. При 60-70 °С прогрев ведут 30-60 мин, а при 140 °С - до 5 мин. Наиболее равномерный прогрев достигается в поле ТВЧ. Применяется также конвективный, индукционный и другие виды нагрева.
Изделия из МДП изготовляют горячим прессованием в гидравлических прессах в стальных пресс-формах закрытого типа. Прессование осуществляется прямым и литьевым способами (рис. 107). При прямом прессовании давление воздействует непосредственно на массу, находящуюся в полости пресс-формы. При литьевом прессовании МДП под давлением перетекает из загрузочной полости в формующую, прямое прессование применяют при изготовлении несложных и крупногабаритных изделий. Литьевым способом изготовляют изделия с тонкими стенками и сложной конфигурацией. В процессе прессования МДП нагревается, размягчается, уплотняется, растекаясь в полости пресс-формы, и отверждается.

Давление при прессовании МДП, обладающей слабой текучестью, зависит от конфигурации деталей и способа прессования. При прямом прессовании деталей с прямым контуром оно равно 40-50 МПа. При литьевом прессовании деталей с фигурным контуром в процессе продавливания пресс-массы в форму давление 80-100 МПа, при прессовании - 40- 50 МПа.
Температура пресс-формы при прямом прессовании 145± 5 °С. Продолжительность прессования зависит от толщины стенок изделия. Для изделий с толщиной стенок до 10 мм при обогреве матрицы и пуансона она равна 1 мин/мм, при обогреве только матрицы - 1,5-2 мин/мм, для изделий с толщиной стенок более 10 мм - соответственно 0,5 и 1 мин/мм.
при литьевом прессовании МДП вначале уплотняется при температуре пресс-формы 120-125 °С в течение 1-2 мин. Продавливание массы в форму производится при той же температуре. Окончание этого периода прессования определяется моментом начала падения давления. Прессование производится при 145-165 °С в течение 4 мин. После окончания прессования изделия охлаждают.
Изделия с большой поверхностью соприкосновения с пресс-формой охлаждают вместе с ней до 40-60 °С. Тонкостенные изделия охлаждают в зажатом состоянии в специальных приспособлениях под давлением 0,2-0,3 МПа. Детали несложной конфигурации и детали, к размерам которых не предъявляют высоких требований, охлаждают в свободном состоянии.
Механическая обработка изделий из МДП состоит в основном в удалении облоя и литников. Дополнительная механическая обработка с целью изменения формы и размеров деталей производится на металлорежущих станках.
При производстве 1 т МДП расходуется: сухой древесины 1,8-2 м3, смолы 600 кг, этилового спирта 340 л, пара 2 т, электроэнергии 70 кВт*ч.

Деталей вы можете обрезать и оттачивать каждую из них вручную, но данная методика весьма несовершенна: она занимает много сил, а получить два абсолютно одинаковых изделия невозможно. Поэтому в данном материале вы узнаете, как осуществить литье пластмасс в домашних условиях.

Что нам может понадобиться

Для собственноручного литья пластмассы нам не нужно каких-либо особенным инструментов или материалов. Шаблонную модель, своего рода матрицу, мы можем сделать практически из чего угодно — из металла, картона или же дерева. Но вне зависимости от того, какой вариант вы выбрали, его в любом случае необходимо пропитать специальным раствором еще до начала работы. В особенности это касается дерева и бумаги, ведь они активно впитывают влагу и для предотвращения этого процесса нам нужно заполнить поры, желательно жидким воском.

Силикон.

Если мы остановились на этом варианте, то следует покупать его с наименьшей вязкостью — это поспособствует лучшей обтекаемости детали. Разумеется, результаты будут более точными. На современном рынке присутствует великое множество его сортов, и сравнивать их между собой не имеет смысла: у нас нет для этого ни времени, ни возможности. Можем лишь с уверенностью сказать, что для обмазки идеально подойдёт герметик для автомобилей, желательно красный. С ним лить пластмассу на дому будет значительно проще.

Определяемся с литьевым материалом

Честно говоря, материалов для литья существует еще больше, чем силиконовых сортов. Среди них есть и жидкая пластмасса, и обычный гипс, перемешанный с клеем ПВА, и даже полиэфирная смола. Несколько меньшей популярностью пользуются вещества для холодной сварки, легкоплавящиеся металлы и так далее. Но в нашем случае мы будем основываться на некоторых других характеристиках веществ для литья:

  • Срок их работы.
  • Вязкость.

Касательно первого пункта, то он обозначает время, на протяжении которого мы можем осуществлять манипуляции с еще незатвердевшим материалом. Конечно же, если изготовление пластмассовых изделий происходит в заводских условиях, то двух минут будет более чем достаточно. Ну а нам, делающим это дома, необходимо как минимум пять минут. И если случилось так, что подходящих материалов вы не смогли достать, то их вполне можно заменить простой смолой эпоксидной. Где ее искать? В автомагазинах или же в магазинах для поклонников авиамоделирования. Кроме того, такая смола нередко встречается в обычных хозяйственных магазинах.

Делаем разрезную форму

Подобная идеально подойдет для того, чтобы лить пластмассу своими руками, ведь в нее можно заливать необычные типы смол. Маленькой хитростью подобной методики можно считать то, что на предварительном этапе всю поверхность модели нужно обработать силиконом, а затем, после того, как материал целиком затвердеет, матрицу можно обрезать. После этого мы извлекаем ее «внутренности», которые пригодятся нам для дальнейшей отливки. Дабы нам подошла форма, следует нанести трехмиллиметровый слой герметика, после чего мы просто ждем, пока материал затвердеет — обычно на это уходит два часа. При этом наносить его желательно кисточкой. Нанося первый слой, мы должны попытаться заполнить материалом все неровности или пустоты, дабы впоследствии не образовывались воздушные пузыри.

Как происходит процесс литья

Первый шаг.

Берем форму для литья и тщательно ее очищаем — она должна быть сухой и чистой. Все остатки материала, оставшиеся после предварительных процедур, обязательно следует удалить.

Второй шаг.

Если возникнет необходимость, мы можем несколько изменить цвет нашего состава: для этого нужно всего лишь добавить в него одну капельку краски, но ни в коем случае не водяной (у жидких пластмасс к ним личная неприязнь).

Третий шаг.

Нет необходимости в проведении дегазации нашей литьевой смеси. Это можно объяснить тем, что литье пластмасс в домашних условиях изначально предусматривает относительную непродолжительность ее «жизни». Вместе с тем, для того, чтобы извлекать пузырьки воздуха из малогабаритных изделий, на необходимо всего лишь собственноручно вывести их после заливания.

Четвертый шаг.

Тщательным образом перемешиваем все необходимые составляющие и заливаем ее в форму шаблона медленно, тонкой струей. Это следует делать до тех пор, пока смесь не заполнит собой весь объем и еще некоторую долю канала для литья. И вскоре, когда произойдет процедура дегазации, объем этого материала значительно уменьшится и станет таким, какой нам и нужен.

И последний совет: для того чтобы качество модели было высоким, охлаждать шаблоне нужно постепенно, не спеша. Итак, соблюдайте все инструкции и все у вас получится!

Выработка лигноуглеводных древесных пластиков является новым производством. Проблема получения пластических материалов из измельченных частиц древесины без добавления связующих за счет продуктов разложения компонентов древесины давно занимала исследователей. Предложено было много вариантов пьезотермической обработки древесных частиц, которые различались режимами, но по существу все эти способы предполагали обработку древесных частиц при высоких давлениях и температурах прессования, в герметических пресс-формах. Впоследствии полученные таким образом пластики получили название пьезотермопластиков.

В настоящее время в нашей стране предложено два метода получения пьезотермопластиков:

1. Одностадийный метод, разработанный в Белорусском технологическом институте, предусматривает измельчение древесины до состояния, близкого по размерам частиц к древесной муке, и прессование ее в герметичных пресс-формах при давлении 250-300 кг/см 2 и температуре 190-200° С с последующим охлаждением до 20° С без снятия давления.

2. Двухстадийный метод, разработанный в Ленинградской лесотехнической академии, предполагает предварительный частичный водный гидролиз древесных частиц в автоклаве с последующим прессованием высушенного, частично гидролизованного материала в пресс-форме в горячем прессе. Предварительный гидролиз позволит снизить давление прессования для прессматериалов из древесины некоторых лиственных пород до 150 кг/см 2 и температуру горячего прессования до 160° С.

На кафедре древесиноведения и строительного дела и в проблемной лаборатории древесных пластиков Уральского лесотехнического института под руководством проф. В. Н. Петри с 1962 г. по настоящее время ведутся разносторонние исследования новых материалов - лигноуглеводных древесных пластиков, получаемых за счет использования реакционной способности компонентов древесины (природных лигнинов и полисахаридов), без добавления к древесным частицам термореактивных смол или иных связующих веществ.

Авторы нового метода в отличие от сторонников пьезотермопластиков считают, что при получении пластиков древесину не следует подвергать глубокому разрушению, а лишь мягким воздействиям при пьезотермической обработке, при которой на первой стадии обработки происходит частичный гидролиз полисахаридов (в первую очередь водорастворимых и легкогидролизуемых) с образованием некоторого количества органических кислот, которые и осуществляют гидролитическое расщепление естественного лигноуглеводного комплекса, поскольку известно, что для разрушения химической связи между лигнином и углеводами необходимы хотя бы малые количества кислотного катализатора.

В результате этих процессов возникают не мономеры, а более крупные молекулы, сохраняющие природную реакционную способность основных компонентов древесины - углеводов и лигнина. Глубокой деструкции древесину при изготовлении пластиков подвергать не следует, так как при этом разрушаются реакционноспособные компоненты природной древесины.

В процессе пьезотермической обработки необходимо также обеспечить возможности для последующего взаимодействия между реакционноспособными компонентами отдельных древесных частиц с целью синтеза новых лигноуглеводных комплексов. Благодаря этому и происходит образование из древесных частиц прочного и водостойкого пластика. Новые материалы назвали лигноуглеводными древесными пластиками (ЛУДП). Лигноуглеводный древесный пластик (ЛУДП) - новый плитный материал, получаемый в результате горячего прессования древесных частиц без добавления связующих веществ. Лигноуглеводным древесным пластикам присущ ряд особенностей, благодаря которым их производство является экономически выгодным:

1. Основным преимуществом ЛУДП, с этой точки зрения, является то, что для их изготовления имеется неограниченное количество сырья. Это древесные частицы любых наиболее распространенных как хвойных (сосна, лиственница, ель, кедр, пихта), так и лиственных пород (береза, осина и др.), а также их смеси.

Производство ЛУДП может быть налажено в любом районе нашей страны, где функционируют лесозаготовительные и деревообрабатывающие предприятия, поскольку пластики могут быть изготовлены из любых отходов лесозаготовок и переработки древесины, а также из дров (без ограничения содержания гнили и коры).

На основании технико-экономических расчетов установлено, что экономически целесообразна минимальная мощность цеха по производству ЛУДП 3,5-4 тыс. м 3 плит в год; потребность в сырье для такого цеха составляет 10-12 тыс. м 3 . Следовательно, производство ЛУДП, в отличие от производства древесностружечных плит, может быть организовано на небольших предприятиях.

2. Лигноуглеводные древесные пластики получаются за счет использования реакционной способности компонентов самой древесины, т. е. без добавления к древесным частицам термореактивных смол или иных связующих веществ.

3. Технологический процесс производства ЛУДП по сравнению с производством древесностружечных плит проще, поскольку нет технологических операций по подготовке связующих веществ и смешиванию их с древесными частицами.

4. Для изготовления ЛУДП используют стандартное прессовое и иное оборудование, применяемое для производства древесностружечных плит и серийно выпускаемое отечественной промышленностью.

Основные технические свойства плоских однослойных ЛУДП следующие:

1. Внешний вид и окраска . После прессования плиты ЛУДП имеют среднюю, более темную (кондиционную) часть и светлую кромку по периферии, или некондиционную часть плиты. Некондиционная часть плиты при оптимальных условиях прессования не превышает 10 см. При использовании плит большого размера кромка шириной 10 см составляет всего 2-5% площади запрессованной плиты. Например, при размере прессуемых плит 3100X1100 мм кромка шириной 10 см составляет по площади 2,5%. Ширину некондиционной части плит можно уменьшать.

Окраска кондиционной части плиты, спрессованной при оптимальных условиях, зависит от древесной породы, из которой изготовлены пластики, но всегда значительно темнее, чем у исходной древесины и колеблется от светло- до темно-коричневого. Кора нарушает однородность окраски. Подкрашивая древесные частицы наружных слоев формируемого ковра и изготовляя плиты, облицованные различными декоративными материалами,- можно изменить цвет и внешний вид плит.

2. Качество поверхности . Плиты, изготовленные из мелких и плоских древесных частиц, имеют более гладкую и ровную поверхность, чем плиты, спрессованные из толстых и грубых древесных частиц. При прессовании пластиков из мелких древесных частиц на хорошо обработанных (лучше полированных) поддонах плиты имеют гладкую блестящую поверхность.

3. Коробление . Коробление ЛУДП зависит от толщины и конструкции плит. Тонкие плиты имеют большее коробление, чем толстые. Трехслойные плиты коробятся меньше, чем однослойные, а плиты, облицованные шпоном, несколько больше, чем необлпцованные. Во избежание коробления плит ЛУДП во время кондиционирования должны строго выполняться правила укладки плит и соблюдаться режимы их кондиционирования - сушки.

4. Плотность . Плотность лигноуглеводных древесных пластиков не может быть меньше 1 г/см 3 . Только при этой плотности обеспечивается та минимальная степень уплотнения прессуемой массы, при которой достигается необходимый контакт и возможность химического взаимодействия между отдельными частицами древесины.

5. Влагопоглощение . ЛУДП в известной мере сохраняет одну из основных особенностей древесины - впитывать влагу из влажного воздуха. С увеличением содержания гигроскопической влаги в пластиках снижаются их механические свойства:

а) ЛУПД с плотностью не меньше 1,2 г/см 3 имеют разбухание 7-10%, водопоглощение 5-12%, общее влагосодержание 20-22%;

б) ЛУДП с плотностью 1,20-1,15 г/см 3 ; разбухание 10- 12%, водопоглощение 12-15%;

в) ЛУДП с плотностью 1,15-1 г/см 3 ; разбухание 18-25%, водопоглощение 20-26 %.

6. Теплотехнические свойства . Материал, применяемый для полов в жилых и промышленных зданиях, характеризуется коэффициентом теплоусвоения, который не должен превышать 10 ккал/м 2 .

Лигноуглеводиые древесные пластики толщиной 10-11 мм позволяют устраивать полы путем непосредственной укладки их на бетонное основание.

7. Биостойкость . ЛУДП обладают высокой противогнилостной стойкостью, которая в 4-5 раз выше, чем у сосновой древесины.

Механические свойства ЛУДП . Плоские однослойные необлицованные плиты ЛУДП можно разделить на три группы.

Группа А - предел прочности при статическом изгибе не менее 270 кг/см 2 (плотность более 1,2 г/см 3), группа Б - предел прочности при статическом изгибе не менее 220 кг/см 2 (плотность 1,2-1,18 г/см 3); группа В - предел прочности при статическом изгибе не менее 120 кг/см 2 (плотность 1,15-1 г/см 3).

Физико-механические свойства лигноуглеводных древесных пластиков, полученных из еловых лесосечных остатков, следующие: предел прочности при статическом изгибе 170-190 кгс/см 2 , разбухание за 24 ч составляет 8-11%, а плотность 1,2 г/см 3 . Пластики, изготовленные из дробленки (смесь 1:1) березовой и осиновой, имеют предел прочности при статическом изгибе 176 кгс/см 2 , разбухание за 24 ч - 16% и плотность 1,18 г/см 3 .

Технологический процесс производства в целом одинаков для всех видов однослойных необлицованных лигноуглеводных пластиков. Различие состоит лишь в том, что для каждого конкретного вида сырья, применяемого для изготовления ЛУДП, требуется различная подготовка сырья и различные режимы прессования и кондиционирования пластиков. Поэтому организации промышленного производства пластиков на конкретном предприятии должна предшествовать исследовательская работа, направленная на уточнение технологии их изготовления из наличного сырья. Эти исследования можно проводить параллельно с проектированием и строительством цеха по изготовлению пластиков.

В общем виде технологический процесс производства ЛУДП состоит из следующих основных операций: подготовки сырья, сушки сырья, дозировки древесных частиц, формирования ковра (пакета), холодной подпрессовки ковра (пакета), горячего прессования и охлаждения, режима горячего прессования, обрезки плит, кондиционирования - сушки плит-пластиков.

Схема технологического процесса производства ЛУДП горячим прессованием из отходов лесопиления и деревообработки с использованием одного гидравлического пресса.

Сучья, стволики тонкомера, гнилую выколку из дров и т. д. измельчают на рубильной машине или дробилке и подают транспортером или пневмотранспортером в бункер запаса измельченной древесной массы, в который могут поступать также опилки, стружки или отсев от технологической щепы, стружечного производства и т. п. Для получения кондиционных древесных частиц древесная масса, предварительно очищенная от металлических включений с помощью металлоискателя, пропускается через стружечный станок ДО-5,7, а затем через крестообразные мельницы марки ДМ-3. Отверстия ситового барабана мельниц для некоторых пород уменьшаются до 3 мм. После дробления древесные частицы засасываются вентилятором и транспортируются в циклон, установленный под бункером-дозатором.

Дозирующее устройство этого бункера позволяет изменять, количество выдаваемой стружки в единицу времени, что необходимо для поддержания требуемого температурного режима в камере сушильной установки.

Стружка в камеру установки загружается шнековым транспортером.

Сушильная установка в «кипящем» слое состоит из двух параллельно установленных секций. Сушильным агентом является нагретый воздух. Нагнетание воздуха производится вентиляторами. Высушенная до требуемой влажности дробленка через сливные пороги сушильных камер поступает в шлюзовые питатели, а затем во всасывающий пневмотранспортный трубопровод. Воздух, проходя через слой стружки в сушильных камерах, увлекает за собой пыль, которая оседает в циклоне с повышенным коэффициентом очистки. Очищенный от пыли, но с высокой влажностью воздух выбрасывается в атмосферу, а пыль направляется вместе с основной массой материала в бункер сухой стружки.

Из этого бункера стружка равномерно подается выдающим устройством на ленточный транспортер 2 к питателям и распределяется по формирующим машинам с фракционирующими валиками. Машины настилают ковер на поддоны. Формирование боковых сторон ковра производится двумя, вертикальными ленточными транспортерами. Затем поддон с уложенным на нем рыхлым ковром другой секцией цепного транспортера перемещается для подпрессовки ковра в пресс холодного прессования. Подпрессовка ковра производится под давлением 25 кг/см 2 в течение 1 мин.

Перед загрузкой пакета в холодный пресс сверху укладывается дюралюминиевая прокладка при помощи перекладника с присосками. Это способствует равномерному прогреву пакета и позволяет получить плиту с высококачественной поверхностью с обеих сторон.

Пакеты накапливаются в загрузочной этажерке пресса. После полного заполнения этажерки одновременно загружаются все пролеты пресса.

После окончания прессования одновременно выгружаются все плиты пластика в разгрузочную этажерку, из которой они последовательно, начиная с нижней, поступают на продольный и поперечный транспортеры.

Плиты пластика механизмом съема передаются с нижнего поддона на форматно-обрезной трехпильный станок. Поддоны же после чистки и нанесения на них талька направляются под формирующие машины.

Плиты пластика, после обрезки светлых кромок, проходят сортировку. Отбракованные плиты разрезаются на меньшие с вырезкой дефектных мест. После сортировки качественные плиты укладываются в штабеля на прокладках и при помощи траверсной тележки загружаются в камеры кондиционирования - сушки. После выгрузки из камер плиты укладывают в плотные стопы в отапливаемом помещении. Затем упаковывают и отправляют на склад готовой продукции для отправки потребителю. (Технологические операции, следующие после обрезки плит пластика, на схеме не показаны.) Повысить производительность цеха ЛУДП можно за счет увеличения размеров плит, этажности прессов или их количества.

Высокие физико-механические свойства ЛУДП, красивый внешний вид и возможность изготовления плит больших размеров позволяют использовать их в строительстве в качестве конструкционного и отделочного материала для настила полов, подшивки потолков, изготовления встроенной мебели, устройства перегородок, дверных полотен, подоконных досок, для облицовки стен и панелей в общественных зданиях, в кухнях и коридорах жилых зданий и т. п., в мебельных и других отраслях промышленности, а также в качестве заменителя цельной древесины, древесностружечных и древесноволокнистых плит и других листовых материалов. Плиты имеют гладкую поверхность и хорошо отделываются прозрачными и непрозрачными лаками и красками по обычной технологии. Отделку прозрачными мебельными лаками можно производить с предварительным тонированием поверхности водорастворимыми и другими красителями в любой цвет с сохранением текстуры плит.

Таким образом, при измельчении сучьев и тонкомера выход кондиционной щепы составляет в среднем 50% общей измельченной массы. Эту кондиционную щепу можно использовать для получения полуцеллюлозы, изготовления древесностружечных и древесноволокнистых плит, а 50% некондиционной щепы - для получения лигноуглеводных древесных пластиков или удобрений.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Понравилась статья? Поделитесь ей
Распечатать статью
Наверх