9. Влияние химического состава древесины на свойства дСтП и технологический процесс их изготовления

Все структурные компоненты входят в состав клеточной стенки. Лигнин межклеточного вещества обеспечивает скрепление в соседних клеточных стенках, поэтому все структурные компоненты оказывают очень большое влияние на деформационные и прочностные свойства частиц стружки.

Все эти вещества имеют большое количество функциональных реакционноспособных групп которые могут участвовать в образовании прочных связей гетерополиконденсацией связующего.

Это благоприятно отражается на прочности клеевого шва и стружки, соответственно на прочности ДСтП. Большая часть структурных компонентов, целлюлоза и гемицеллюлоза (лигнин в меньшей степени) являются гидрофильными веществами, поэтому они способствуют хорошему смачиванию КФС (примерно 67±1% КФО, остальное вода).

ЭВ в первую очередь смолы являются гидрофобными веществами. Несмотря на то, что они находятся в полостях клеток, они оказывают негативное действие на процессы осмоления стружки связующим.

После рубки древесины начинается процесс естественного высыхания, в течение которого происходит миграция ЭВ к поверхности клеточной стенки.

Происходит так называемое явление химического загрязнения поверхности, т.е. на поверхности клеточной стенки и будущих древесных частиц начинают концентрироваться гидрофобные вещества – они препятствуют хорошему смачиванию и растеканию связующего, и даже в некоторой степени формируют механический барьер, препятствующий адгезии связующего на поверхности частиц.

При длительном хранении привозной щепы смолистые ЭВ начинают окисляться О2 воздуха. Это приводит к их гидрофилизации и улучшению смачивания. Водорастворимые ЭВ, а также минеральные вещества определяют рН водной вытяжки древесины, которая находится в кислой области. рН древесины необходимо учитывать, поскольку это влияет на скорость отверждения (ПС) связующего. Чем кислотнее среда, тем быстрее скорость ПС, поэтому количество отвердителя, вводимого в связующее, нужно определять с учетом рН. Также наряду с рН нужно учитывать и буферную способность древесины. Это также влияет на параметры отверждения связующего. Более того, необходимо также учитывать, что в процессе нагрева (при горячем прессовании) из древесины выделяются кислоты (уксусная, муравьиная). Их количество зависит от породы древесины. Например, из древесины березы выделяется в 2 раза больше летучих кислот, чем из сосны ели, это способнствует более интенсивному проникновению связующего. Поэтому в технологии ДСТП рекомендуется использовать смесь пород постоянного состава.

10. Физические и механические свойства древесины

К физическим свойствам относят цвет, запах, влажность, плотность, тепло-, звуко-, электропроводимость.

Основными являются влажность и плотность.

3 вида влаги: свободная (капиллярная), связанная (гигроскопичная), химически связанная.

Свободная влага находится в полостях клеток и межклеточных пространствах – капиллярах.

Предельное количество влаги зависит от суммарного объема пустот, а он зависит от плотности.

Связанная влага находится в стенках клеток. Предел гигроскопичности не зависит от породы древесины и при 20℃ 30%.

Химически связанная влага входит в химический состав древесины. Ее содержание 2-3%. Она не удаляется термическим методом!

Влажность – отношение содержащейся в древесине свободной и связанной влаги к массе древесины в а.с. состоянии (W абсолютная) или к массе древесины до сушки (W относительная). В зависимости от показателя влажности, древесина делится на:

1. Мокрая древесина – Wабс достигает более 100% (150 или 200%). Длительное время находится в воде;

2. Свежесрубленная древесина – ее Wабс 50-100% (в районе 60-70%);

3. Воздушно-сухая древесина – высушена на воздухе до 15-20%;

4. Комнатно-сухая – длительное время пребывает в отапливаемом помещении. Wабс 8-12%;

5. А.с. древесина – удалена свободная и связанная влага. Wабс 0%.

Влажность древесины оказывает большое влияние на технологические показатели. Поэтому все фх показатели рекомендуется определять при определенном нормализованном значении влажности (12%).

Плотность – масса древесины в единице объема. При нормализованной влажности древесину делят по плотности:

1. Породы с малой плотностью 540 кг/м3 (сосна, ель, осина);

2. Со средней плотностью 540-740 кг/м3 (береза, дуб, ольха);

3. С высокой плотностью 740 и более

С плотностью связана гибкость древесных частиц: l/h*ρ.

При понижении плотности растет гибкость. Таким образом, стружка из хвойных пород обладает большей гибкостью. В результате этого при прессовании более гибкие частицы более плотно прилегают друг к другу (растет суммарная площадь адгезионных контактов, следовательно, прочность ДСТП). А это резерв для снижения расхода дорогого и токсичного связующего.

Плотность зависит от ее влажности. С ростом влажности растет плотность.

Базисная плотность древесины – определяется при пределе гигроскопичности.

Насыпная плотность – масса в единице геометрического объема складируемого сырья. Измеряют в складочных м3 скл.м3. объем древесины в пл.м3 (плот). Для перевода скл.м3 в пл.м3 используется коэффициент полнодревесности Kп=Vпл/Vскл<1.

Kп для щепы в куче 0,036, стружки в куче 0,2.

Механические свойства отражают поведение древесины при различном типе нагрузок. Они оказывают большое влияние на технологические процессы ее переработки (процесс измельчения древесины в щепу, вторичное измельчение щепы в стружку).

Мех.свойства: прочность и деформативность.

Прочность – способность древесины сопротивляться разуршению древесины под действием определенных нагрузок.

Деформативность – способность изменять свою форму и размеры.

Наиболее частые показатели прочности: предел прочности при сжатии и растяжении вдоль и поперек волокон, при сжатии, изгибе, скалывании.

Деформационные показатели: модуль упругости, сдвига, коэффициент поперечной деформации.

Показатели механических свойств зависят от плотности, влажности, температуры, присутствия химических веществ.

S=k*ρ_­ⁿ_.