Изучено влияние расхода фенолкарданолформальдегидной смолы и содержания в ней карданола на физико-механические свойства плит OSB.The influence of consumption of the phenol-cardanol-formaldehyde resin and of cardanol containing in it on physical and mechanical properties of OSB has been studied

Баулина, Н. С.

Глухих, В. В.

Шишлов, О. Ф.

Щукин, В. E.

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University

   320  может являться эффективным способом повышения твердости древесно-полимерных композитов.   Библиографический список  1. Клѐсов А.А. Древесно-полимерные композиты / А.А. Клѐсов // СПб: Научные основы и технологии, 2010. 736 с. 2. Глухих В.В. Получение и применение изделий из древесно-полимерных композитов с термопластичными полимерными матрицами: учеб.пособие / В.В. Глухих, Н.М. Мухин, А.Е. Шкуро, В.Г. Бурындин // Екатеринбург: УГЛТУ. 2014. 85 с. 3. Мухин Н.М. Определение реологических и физико-механических свойств полимерных материалов: метод. указ. / Н.М. Мухин, В.Г. Бурын-дин // Екатеринбург: УГЛТУ. 2011. 29 с.   УДК 674.815 В.E. Щукин, Н.С. Баулина, О.Ф. Шишлов (V.E. Shchukin, N.S. Baulina, O.F. Shishlov) ОАО «Уралхимпласт», Нижний Тагил (JSC «Uralchimplast», Nizny Tagil) В.В. Глухих (V.V. Gluckhih) УГЛТУ, Екатеринбург (USFEU, Ekaterinburg)  ИССЛЕДОВАНИЕ  ВЛИЯНИЯ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ  ФАКТОРОВ НА  СВОЙСТВА  ПЛИТ  OSB (INFLUENCE  OF  TECHNOLOGICAL  FACTORS   ON  THE OSB PROPERTIES)  Изучено влияние расхода фенолкарданолформальдегидной смолы и со-держания в ней карданола на физико-механические свойства плит OSB. The influence of consumption of the phenol-cardanol-formaldehyde resin and of cardanol containing in it on physical and mechanical properties of OSB has been studied.  Плиты с крупноразмерной ориентированной стружкой OSB (ОСП) яв-ляются современной альтернативой применению в строительстве обрезных досок, фанеры 1-2-го сортов и традиционных древесностружечных плит (ДСтП). Электронный архив УГЛТУ   321  Проведѐнные совместные исследования ПАО «Уралхимпласт» и     УГЛТУ показали эффективность использования фенолкарданолформальде-гидных связующих для производства нетоксичных ДСтП с повышенной во-достойкостью [1]. Целью данной работы являлось определение зависимости свойств трѐхслойных плит ОСП от расхода фенолкарданолформальдегидной смо-лы и содержания в ней карданола. Для достижения данной цели был про-ведѐн трѐхуровневый полный двухфакторный эксперимент по плану Коно (план Ко-2). Планы Коно обладают хорошими статистическими характери-стиками и экономны по числу экспериментов [2]. Выбор входных факторов и областей их изменения был основан на ре-зультатах проведѐнных исследований при получении и анализе свойств ДСтП. Области изменения входных факторов представлены в таблице.  Области изменения входных факторов в эксперименте   За выходные параметры были взяты следующие свойства плит ОСП: ζ –прочность при изгибе по главной оси плиты, МПа; S2 – разбухание в воде по толщине за 2 ч; отн. %; S24– разбухание в воде по толщине за 24 ч; отн. %; W2 – водопоглощение за 2 ч; мас. %; W24 – водопоглощение за 24 ч; мас. %. Для получения экспериментально-статистических моделей свойств плит ОСП был проведѐн регрессионный анализ полученных результатов эксперимента. Экспериментально-статистические модели свойств плиты ОСП (ŷ) представлялись в виде следующего регрессионного полинома вто-рой степени: ŷ = b0 + b1Z1 +b2Z2 + b12Z1Z2 + b11Z12 + b22Z22, где b0 – свободный член (постоянная регрессии);  b1, b2, b12, b11, b22 – коэффициенты, учитывающие соответственно ли-нейное, парное и нелинейное влияние входных факторов;  Z1, Z2 – натуральные значения входных факторов. Для полученных результатов эксперимента был проведѐн классиче-ский регрессионный анализ с использованием программы MS Excel и с до-Входные факторы Натуральные значения входных факторов (Zi) при их следующих нормализованных значениях (хi) хi = -l хi = 0 хi = +1 Расход смолы (Z1), мас. % абсолютно сухой смолы от абсолютно сухой стружки 12 14 16 Степень замещения фенола на карданол в фенол-карданолформальдегидной смоле (Z2), мас. % 0 7,5 15 Электронный архив УГЛТУ   322  верительной вероятностью не менее 0,95. Были получены следующие адекватные уравнения регрессии со значимыми регрессион-ными коэффи-циентами [3]:  ζ = 5,36Z1 - 5,00Z2 + 0,3479Z1Z2 - 0,2786Z12 (R2 = 0,988); S2 = 314,14 - 45,18Z1 + 7,05Z2 - 0,6318Z1Z2 + 1,7600Z12 +  0,1493Z22  (R2 = 0,982); S24 = 388,21 - 56,18Z1 + 8,21Z2 - 0,6967Z1Z2 + 2,1708Z12 + 0,1347Z22   (R2 = 0,973); W2 = 15,98Z1 - 0,7070Z12 (R2 = 0,993); W24 = 19,08Z1 - 0,8292Z12 (R2 = 0,996). Полученные уравнения регрессии показывают, что в исследованной области факторного пространства наблюдаются адекватные двухфактор-ные (ζ, S2, S24) и однофакторные (W2, W24) зависимости влияния технологи-ческих факторов на свойства плиты ОСП. Для поиска оптимальных значений технологических факторов, обес-печивающих получение водостойких ОСП с показателями свойств, соот-ветствующих современным российским и европейским требованиям, в ка-честве целевой функции было взято уравнение регрессии разбухания плит в воде за 24 ч. В программе MS Excel, используя процедуру «Поиск реше-ния» [4], был проведѐн поиск минимума целевой функции для нелинейных за-дач методом ОПГ при следующих ограничениях и граничных условиях: проч-ность при изгибе – не менее 20 МПа, расход смолы – от 12 до 16 мас. %, сте-пень замещения фенола на карданол в смоле – от 0 до 15 мас. %. Результаты расчѐтов показали, что при условии выполнения ограни-чений минимальное значение разбухания ОСП в воде за 24 ч достигается при следующих условиях: расход смолы – 13,7 мас. %, степень замещения фенола на карданол в смоле – 4,9 мас. %. При найденных оптимальных значениях технологических факторов по традиционной методике были получены лабораторные образцы плит ОСП. Значения ожидаемых по уравнениям регрессии и полученных средних ариф-метических значений фактических результатов показывают удовлетвори-тельное соответствие между расчѐтными и фактическими значениями пока-зателей свойств плит ОСП и их соответствие нормам ГОСТ 56309-2014.  Библиографический список  1. Шишлов О.Ф. Получение и свойства древесных композитов с но-выми карданолсодержащими адгезивами: дис. ... докт. техн. наук: 05.21.03 и 05.21.05: защищена 26.03.2015: утв. 27.01.2016 / О.Ф. Шишлов. Екате-ринбург. 2015. 385 с. Электронный архив УГЛТУ   323  2. Пен Р.З. Планирование эксперимента в Statgraphics: учеб. пособие по дисциплинам "Планирование и организация эксперимента" и "Основы науч. исслед." / Р.З. Пен. Изд. 2-е, доп. Красноярск: Красноярский писа-тель: СибГТУ. 2012. 270 с. 3. Вадзинский Р. Статистические вычисления в среде Excel / Р. Вад-зинский. СПб.: Питер. 2008. 608 с. 4. Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0 / Б.Я. Курицкий. СПб.: BHV. Санкт-Петербург. 1997. 384 с.       Электронный архив УГЛТУ

Influence of technological factors on the OSB properties

https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/6376/1/konf-10-2017-106.pdf

Influence of technological factors on the OSB properties

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University