Материал: 3996

26

3.6Химико-механическое модифицирование древесины. Теоретические основы модифицирования сушкой под давлением

При изучении этого раздела помимо учебного пособия следует пользоваться дополнительной информацией, приведенной ниже:

Дестам разработан Воронежской Государственной Лесотехнической академией и представляет собой модифицированную древесину, изготавливаемую из цельной натуральной древесины мягких лиственных и хвойных пород путем пластификации и прессования. Дестам является аналогом выпускаемых в Европе и США марок модифицированной древесины «лигнамон» и «стейпак», но отличается меньшей стоимостью и высокой формостабильностью.

Дестам производится по российскому патенту № 2039645 и в соответствии с ТУ 15200 – 003 – 96498189 –12 имеет следующие характеристики:

1.цвет от светло - до темно-коричневого

2.текстура напоминает грецкий орех

3.предел прочности при сжатии вдоль волокон 110-140 МПа

4.объемное разбухание при влагопоглощении 12%

Дестам является полноценным заменителем древесины твердых лиственных и экзотических пород, пластмасс и текстолита и применяется для изготовления: шахтной крепи, паркета, мебели, моделей литья, подшипников скольжения, бочковой тары, столярно-строительных изделий, спортинвентаря - кии, биты, кегли, музыкальных инструментов.

Дестам является экологически чистым материалом, биостойким и малогорючим. Сертифицирован.

Примеры:

3.6.1 Сущность химико-механического модифицирования древесины заключается в…

Ответ: пластификации древесины химическими агентами, с последующей одновременной сушкой и прессованием

3.6.2 Химические явления при модифицировании древесины карбамидом сопровождаются…

Ответ: изменением ее свойства и состав компонентов

27

3.6.3Получение прессованной древесины марки Дестам включает

всебя…

Ответ: 1. пропитка исходной древесины; 2. уплотнение пропитанной древесины; 3. сушка и термообработка уплотненной древесины

3.6.4Может ли найти применение пластификация древесины карбамидом для производства заготовок массивных лыж при гнутье…

Ответ: Да

3.6.5Отличительная особенность технологии химикомеханического модифицирования…

Ответ: простота

3.6.6На рисунке распределения карбамида в древесине после пропитки, кривая 1 означает…

Ответ: распределение карбамида после пропитки с одного торца

Вопросы для самоконтроля:

1.В чем сущность химико-механического модифицирования древесины (ХММД)?

2.По чему этот способ называют совмещенным?

3.Какой стабилизатор используется при ХММД?

4.В чем сущность термической стабилизации древесины карбамидом?

5.Какие пластификаторы относятся к 1, 2 и 3-му классу?

6.Почему длительность способа получения «Дестама» в 2 раза меньше, чем для «Лигнамона»?

7.Какие деформации присутствуют при сжатии бруска с одновременной сушкой без прессформ?

8.От каких технологических факторов зависит модуль прессования Еп?

9.Каковы зависимости ɛ от τ и σ от τ?

28

3.7 Новые способы модифицирования древесины. Физикомеханические свойства модифицированной древесины

При изучении этого раздела следует уяснить, в чем разница между традиционными способами модифицирования древесины и новыми, среди которых обратить внимание на следующие:

а) способ уменьшения плотности древесины; б) способ пропитки древесины суспензиями;

в) способ безпрессового уплотнения древесины; г) способ получения древесины с плотностью о древесинного вещества (трехстороннее прессование); д) прессование древесины вдоль волокон;

е) изменение цвета и текстуры древесины.

При изучении трехстороннего прессования древесины можно воспользоваться новыми данными, которые приведены ниже:

Разработана оригинальная технология модифицирования древесины малоценных мягких лиственных пород (береза, бук, клен) способом трехстороннего прессования с обработкой ультразвуком, жидким азотом и импульсным магнитным полем, позволяющая получать новый конструкционный материал с высокими физико-механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами.

Новый материал является конкурентоспособным и может заменить собой классические конструкционные материалы для подшипников скольжения изготавливаемых из черных и цветных металлов, пластиков, пластмасс, в частности м, таких как бронза, баббит, текстолит и др.

Из модифицированной древесины марки «Древсталь», в зависимости от назначения, возможен выпуск нескольких видов бруса:

Д0 – прессованная древесина; Д1 – антифрикционная прессованная древесина;

Д2 – металлизированная прессованная древесина; Д3 – антифрикционная металлизированная прессованная древесина.

Производимый древесный брус служит необходимым материалом для изготовления:

-подшипников прокатных станов;

-ползунов лесопильных рам;

-опорных подшипников тракторов и экскаваторов;

29

-направляющих узлов трения штампов;

-подпятников погружных насосов;

-подшипников транспортеров и другого транспортного оборудования. Подшипники скольжения из модифицированной древесины по износо-

стойкости превосходят подшипники из чугуна, бронзы, пластмасс, особенно при работе в агрессивных средах.

Одна тонна Древстали заменяет 10 т бронзы, 8 т чугуна, 3-4 т пласт-

масс.

Технология изготовления.

Сырье в виде березового бруса сечением 92х92 мм длиной 700 мм влажностью 25-30%, сушится в СВЧ-конвективных камерах до влажности 2- 4% при температуре 100-120 0С.

Высушенные заготовки помещают в кассету коробчатого сечения и горизонтальным гидроцилиндром усилием 100 тс. снабженным пульсатором, запрессовывают в пресс-форму последовательного двухосного сжатия с клиновидным приемником. При этом в начале заготовка проходит через ультразвуковую установку, где обрабатываются участками по 100 мм ультразвуковым полем напряженностью 25 Вт/см2, одновременно подпрессовывается вдоль волокон на 5-8% действием пульсирующей нагрузки 10-20 МПа, после чего уплотняется, проходя клиновидный приемник на 29% в радиальном направлении и окончательно в тангенциальном направлении на 29% на гидравлическом прессе усилием 630 тс до плотности 1200-1250 кг/м3 участками по 100 мм. Температура заготовки при прессовании 90-95 0С. Спрессованный участок замораживается жидким азотом до температуры -33 С, после чего заготовка передвигается на 100 мм.

Далее спрессованный участок обрабатывается импульсным магнитным полем сериями от N=1500 до N=3000 симметричных треугольных импульсов с длительностью 10 мкс, амплитудой В0=0,3 Тл и частотой следования 10 мс

втечение 30-60 сек., где происходит фиксация форм и размеров с дополнительным упрочнением бруса на уровне нано-микроструктур.

Готовые бруски размером 54х54х680 мм обследуются дефектоскопом и выборочно проверяется твердость. Соответствующие ТУ бруски марки Д0 упаковываются в полиэтиленовую пленку, герметизируются, упаковываются

вжесткую тару.