Изучено влияние на физико-механические свойства плит OSB продолжительности горячего прессования и содержания отвердителя в связующем на основе фенолкарданолформальдегидной смолы.The influence of hot pressing duration and a hardener concentration in the binder based phenol-cardanol-formaldehyde resin on the physical and mechanical properties of OSB was studied

Баулина, Н. С.

Глухих, В. В.

Старикова, А. В.

Шишлов, О. Ф.

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University

   312  УДК 674.815 А.В. Старикова, В.В. Глухих (A.V. Starikova, V.V. Gluckhih) УГЛТУ, Екатеринбург (USFEU, Ekaterinburg) Н.С. Баулина, О.Ф. Шишлов (N.S. Baulina, O.F. Shishlov) ОАО «Уралхимпласт», Нижний Тагил (JSC «Uralchimplast», Nizny Tagil)  ИССЛЕДОВАНИЕ  ВЛИЯНИЯ  ОТВЕРДИТЕЛЯ  ФЕНОЛЬНЫХ СВЯЗУЮЩИХ  НА  СВОЙСТВА  ПЛИТ  OSB (INFLUENCE  OF  HARDENER  FOR  PHENOLIC  RESINS   ON  THE  OSB  PROPERTIES)  Изучено влияние на физико-механические свойства плит OSB про-должительности горячего прессования и содержания отвердителя в свя-зующем на основе фенолкарданолформальдегидной смолы. The influence of hot pressing duration and a hardener concentration in the binder based phenol-cardanol-formaldehyde resin on the physical and mechani-cal properties of OSB was studied.  Плиты из ориентированной древесной стружки OSB (ОСП) являются одним из видов древесностружечных плит, но, в отличие от других видов, имеют высокие прочностные характеристики и повышенную влагостой-кость. Основные области использования этих плит - строительство, отдел-ка и изготовление мебели. Фенолформальдегидные смолы по сравнению с другими олигомерами, используемыми для производства плит OСП (кар-бамидомеламиноформальдегидными, полиизоцианатными смолами), име-ют более низкие скорости отверждения, что негативно сказывается на про-изводительности технологических линий. Целью данной работы является определение зависимости свойств плит трѐхслойной OСП от содержания пропиленкарбоната (отвердителя) в связующем на основе фенолкарданолформальдегидной смолы и продол-жительности горячего прессования. Для достижения данной цели был про-ведѐн трѐхуровневый полный двухфакторный эксперимент по плану Коно (план Ко-2) [1]. Выбор входных факторов и областей их изменения основан на прове-дѐнных нами исследованиях и литературных данных. Области изменения входных факторов представлены в таблице.  Электронный архив УГЛТУ   313  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 [2]. Были получены следующие уравнения регрессии с максимальной довери-тельной вероятностью Р: ζ = 3,0×Z2 (P=0,999), W2 = 9,0×Z2 + 7,2×Z12 - 0,3548×Z22 (P=0,999), S2 = 3,3×Z2 - 0,1537×Z22 (P=0,999), W24 = 11,8 ×Z2 + 7,8×Z12 - 0,4770×Z22 (P=0,999), S24 = 4,8×Z2 - 0,2547×Z22 (P=0,999). Полученные уравнения регрессии с высокой вероятностью позволяют оценить влияние факторов на свойства плит OСП и найти их оптимальные значения для получения плит с необходимыми свойствами. Так, например, по полученному уравнению регрессии для ζ прочность плит OСП при из-гибе вдоль главной оси не зависит от содержания отвердителя в связую-Входные факторы Натуральные значения входных факто-ров (Zi) при их следующих нормализо-ванных значениях (хi) хi = -l хi = 0 хi = +1 Содержание пропиленкарбоната в  связующем (Z1), мас. % от абсолютно  сухой смолы СФЖ-3024К 0 0,5 1 Общая продолжительность горячего  прессования (Z2), мин 9 11 13 Электронный архив УГЛТУ   314  щем, но есть пропорциональная линейная зависимость этого показателя от продолжительности горячего прессования плит. По уравнениям регрессии для S2 и S24 разбухание плит OСП в воде также не зависит от содержания отвердителя в связующем и зависит только от продолжительности горяче-го прессования плит. В отличие от предыдущих показателей, по уравнени-ям регрессии водопоглощение зависит от двух входных факторов. Наилучшие значения водопоглощения за 2 ч достигаются при минималь-ной продолжительности горячего прессования и содержании отвердителя   0 - 0,1 %, аналогичные значения получены при измерении водопоглощения плит за 24 ч. По найденным уравнениям регрессии был проведѐн поиск оптималь-ных значений технологических факторов получения плит в программе MS Excel, используя процедуру «Поиск решения» [3] при следующих условиях. В качестве целевой функции для оптимизации было выбрано уравнение ре-грессии для разбухания по толщине образцов за 24 ч (S24). Осуществлялся поиск минимального значения целевой функции при следующем ограниче-нии – прочность при изгибе вдоль главной оси плиты должна быть не менее 20 МПа. Результаты расчѐтов показали, что при условии выполнения огра-ничений минимальное значение разбухания ОСП в воде за 24 ч достигается при следующих условиях: продолжительность горячего прессования плит OСП 13 мин; содержание пропиленкарбоната в связующем 0 %.  Библиографический список  1. 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. 2. Вадзинский Р. Статистические вычисления в среде Excel / Р. Вад-зинский. СПб.: Питер. 2008. 608 с. 3. 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 hardener for phenolic resins on the OSB properties

https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/6373/1/konf-10-2017-103.pdf

Influence of hardener for phenolic resins on the OSB properties

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of the Ural State Forest Engineering University