Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»
Модификация древесины
Методические указания для самостоятельной работы студентов заочной формы обучения по направлению подготовки 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств
Воронеж 2013
2
УДК 674.04
Шамаев, В.А. Модификация древесины [Текст]: Методические указания для самостоятельной работы студентов заочной формы обучения по направлению подготовки 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / В.А. Шамаев; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2013. - 41с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 8 от 16 апреля2013 г.)
Рецензент директор ООО «Лигнум», к.т.н. И.Н. Медведев
3
Оглавление Введение ……………………………………………………………………… 4
1. Группы технологических процессов ………………………………… 4
2.Общие указания к изучению курса …………………………………... 6
3.Указания к определенным главам курса …………………………….. 7
3.1Введение ………………………………………………………………….. 7
3.2Классификация способов модификации древесины …………………... 9
3.3 Термомеханическое модифицирование древесины …………………… 12
3.4Термохимическое, радиационно-химическое и химическое модифицирование древесины ……………………………………………….. 14
3.5Пропитка, сушка и прессование древесины ……………………………. 16
3.6Химико-механическое модифицирование древесины. Теоретические основы модифицирование сушкой под давлением ………………………... 26
3.7Новые способы модифицирования древесины. Физико-механические свойства модифицированной древесины …………………………………… 27
3.8Технология и оборудование производства изделий из модифицированной древесины ……………………………………………… 31
3.9Применение модифицированной древесины, экология и техника безопасности ………………………………………………………………….. 36
3.10Примеры решения задач по курсу ……………………………………... 37 Библиографический список …………………………………………………. 41
4
Введение
Под модифицированием древесины понимаются процессы направленного улучшения одних свойств древесины без ухудшения других свойств.
В курсе «Модифицирование древесины» изучаются теория, технология, оборудование производственных процессов модифицирования древесины (прессование, сушка, пропитка), а также свойства модифицированной древесины различных марок.
Цель процессов модифицирования древесины - увеличение прочностных свойств, увеличение стабильности форм и размеров, пластификация, улучшение текстуры и придание новых свойств.
1.Группы технологических процессов
По отдельным группам технологических процессов эти цели сводятся к следующему:
1.1При пластификации древесины:
-уменьшение твердости, что приводит к снижению усилий прессования;
-увеличению подвижности отдельных анатомических элементов древесины, связанное с разрывом водородных и сложноэфирных связей между целлюлозой и лигнином.
Способы пластификации могут быть:
-нагревание древесины конвективным или контактным способом, а также токами СВЧ;
-пропаривание перегретым паром;
-насыщение древесины пластификаторами (водной или жидкий аммиак, карбамид, дициандиамид, ангидрид масляной кислоты).
1.2При прессовании древесины механическим сжатием или сушкой под давлением:
а) увеличение прочности и износостойкости; б) увеличение статической и динамической твердости; в) увеличение модулей плотности и сдвига;
г) увеличение технологических и эксплуатационных показателей свойств.
5
1.3При пропитке древесины могут быть использованы способы вымачивания, горяче - холодной ванны, автоклавная пропитка, аэрозольная пропитка обработка, ультразвуком.
При этом достигаются следующие результаты:
-введение в древесину пластификаторов, упрочнителей, стабилизаторов размеров, красителей;
-реверсивная пропитка с торца под давлением изменителями текстуры древесины;
-вакуумная пропитка тетракарбонилом никеля, увеличивающем теплопроводность древесины; -защита древесины от гниения, возгорания путем введения антисептиков и антипирентов;
-увеличение антифрикционных свойств введением масел и других наполнителей;
-придание новых свойств за счет введения аморфной, фибриллярной и нанокристаллической целлюлозы.
1.4При воздействии на древесину электрических и магнитных полей, ультразвуковых волн достигается:
-размягчение древесины за счет дезинтегрирования кристаллической решетки целлюлозы в результате обработки ультразвуком;
-упрочнение древесины за счет поперечной сшивки по свободнорадикальному механизму при воздействии слабых импульсных магнитных полей;
-способность древесины насыщаться наноцеллюлозой в ультразвуковой пропиточной установке;
-активация наноцеллюлозы и красителей в древесине при воздействии сильных магнитных полей;
-возникновение новых свойств древесины, например, «эффекта памяти» при воздействии электрических полей и плазмы.
Процессы модификации древесины имеют очень большое значение как для деревоперерабатывающей промышленности, так и народного хозяйства в целом, т.к. позволяют экономить для страны древесину ценных пород, черные и цветные металлы, пластические массы, текстолит, древесно-слоистые пластики, фанеру и другие материалы.
Процессы модифицирования древесины имеют важное значение при создании новых конструкционных материалов для домостроения, оборонной промышленности и сельскохозяйственного машиностроения, т.к. вновь соз-