Systems. Methods. Technologies 3(35) 2017

Системы Методы Технологии . Ю . И . Цой и др . Изучение энергетических … 2017 № 3 (35) с . 113-119 115 60 %. Учитывая , что пористость березы по объему со - ставляет 61 % [2], можно предположить , что практиче - ски все поры , ячейки и каналы древесины заполнены акриловым латексом . Таким образом , модифицирован - ный материал можно рассматривать как единое моно - литное тело , имеющее в своей основе макромолекулы как « чистой » древесины , так и акрилового латекса . Модифицированный материал по своим физико - механическим и химическим свойствам значительно отличается от натуральной древесины , значит , физиче - ское состояние поверхностного слоя ДПМ ( такие энер - гетические характеристики , как свободная поверхност - ная энергия или поверхностное натяжение ) также будет отличаться от натурального материала . Исследование энергетических характеристик раз - личных марок клеев в зависимости от времени вы - держки с момента введения отвердителя , проведенное по методу П . А . Ребиндера , показало , что наибольшей величиной поверхностного натяжения (69–71 мДж / м 2 ) обладает карбамидоформальдегидный клей КФ - Ж . Ве - личина свободной поверхностной энергии фенолофор - мальдегидного клея на основе смолы СФЖ -3016 равна 40–50 мДж / м 2 . Изменение поверхностного натяжения клеев в зависимости от времени выдержки в случае карбамидоформальдегидного клея выражено менее яр - ко , чем у фенолоформальдегидных . Изменение вязкости клеев от времени выдержки с момента введения отвердителя отражает аналогичную картину . В случае фенолоформальдегидных клеев про - цесс нарастания вязкости во времени протекает более интенсивно в связи с более высокой скоростью процес - сов структурирования , протекающих в клее , испарения органического легколетучего растворителя и т . д . в от - личие от водорастворимых карбамидоформальдегид - ных . Все это приводит к росту величины поверхност - ного натяжения и ухудшению смачивающей способно - сти клея . Анализ данных табл . 2 показывает , что смачиваю - щая способность ( критерий смачивающей способности — косинус краевого угла ) карбамидоформальдегидно - го клея в зависимости от времени выдержки клея меня - ется очень незначительно , что находит свое отражение в постоянстве поверхностного натяжения и вязкости клея . Таблица 2 Смачиваемость древесины различными клеями Клей Порода древесины Со s Θ клея после приготовления клея через 0,5 ч 1,0 ч 1,5 ч КФ - Ж СФЖ -3016 Модифицированная древесина березы 0,4698 – 0,2286 0,4923 – 0,2478 0,4881 – 0,4833 КФ - Ж СФЖ -3016 Натуральная береза 0,5209 – 0,5202 0,5696 – 0,5643 0,4968 – 0,8220 КФ - Ж СФЖ -3016 Натуральная сосна 0,3522 – 0,5011 0,3730 – 0,6188 0,4038 – 0,6501 Угол смачивания фенолоформальдегидных клеев находится в пределах 180°> Θ >90°. Смачивающая спо - собность этих клеев с течением времени ухудшается . При исследовании смачиваемости поверхности склеи - ваемого материала в зависимости от вида древесины и клея установлено , что карбамидоформальдегидный клей КФ - Ж лучше смачивает поверхность натуральной древесины березы (Cos Θ = 0,5209), чем модифициро - ванного ДПМ (Cos Θ = 0,4698). Эта картина сохраняет - ся и с увеличением времени выдержки после приготов - ления клея . Фенолоформальдегидный клей на основе смолы СФЖ -3016 в отличие от карбамидоформальдегидного лучше смачивает поверхность древеснополимерного ма - териала ( Со s Θ = –0,2286), чем натуральной березы ( Со s Θ = –0,5202). Установленная смачивающая способность этих клеев также не изменяется с течением времени . При сравнении натуральной березы и сосны видно , что критерий смачивания карбамидоформальдегидным клеем поверхности березовой древесины выше , чем в случае сосны ( Со s Θ = 0,5209 для березы и 0,3522 для сосны при определении Со s Θ через 0,5 ч после приго - товления клея ). В случае использования фенолоформальдегидных клеев наблюдается обратная картина : поверхность дре - весины сосны лучше смачивается клеем на основе смо - лы СФЖ -3016, чем древесина березы ( см . табл . 2). Эти зависимости можно объяснить , по - видимому , физико - химической природой исследуемых клеев и древесины . При изучении смачивающей способности фенолофор - мальдегидных клеев следует иметь в виду , что эти клеи на органическом растворителе , имеющем большое хи - мическое сродство к хвойным экстрактивным вещест - вам , которых больше содержится у сосны . Поэтому и наблюдается лучшая смачиваемость хвойной древеси - ны сосны фенолоформальдегидными клеями по срав - нению с карбамидоформальдегидными клеями , где растворителем является вода . Установленная смачиваемость натуральной древе - сины и ДПМ согласовывается с данными по прочности клеевого соединения на отрыв . В наших исследованиях было установлено , что наибольшую прочность клеево - го соединения на отрыв при склеивании модифициро - ванного материала обеспечивают спиртовой феноло - формальдегидный клей СФЖ -3016. Прочность клеево - го соединения на отрыв в этом случае составила 0,5–0,7 МПа , а при склеивании карбамидоформальдегидным клеем КФ - Ж — 0,3–0,4 МПа ( табл . 3). Можно проследить определенную корреляцию также и между значениями адгезионной прочности и критиче - ским поверхностным натяжением смачивания . Как следу - ет из термодинамических концепций [5-20], для достиже - ния высокой адгезии необходимо выполнение условия : σ субст . > σ адг . (1)