Systems. Methods. Technologies 3(35) 2017

Systems Methods Technologies. Yu.I. Tsoi et al. The study of energy …2017 № 3 (35) p. 113-119 116 Таблица 3 Прочность клеевого соединения на отрыв модифицированной древесины Режим склеивания Клей СФЖ -3016 Клей КФ - Ж Давление склеивания – 0,6 МПа Температура склеивания – 60 о С Продолжительность склеивания – 60 мин – 90 мин 0,5 МПа 0,7 МПа 0,3 МПа 0,4 МПа Исходя из значений критического поверхностного натяжения смачивания полимеров σк = (44–50) мДж / м 2 для древесины , а для акрилата σк = 39 мДж / м 2 , можно предположить , что модифицированный древеснополи - мерный материал будет обладать поверхностным на - тяжением , более близким к σк акрилата . Если рассмат - ривать неравенство σ субст . > σ адг . применительно к на - шему случаю ( при условии , что σ к = σ т ), то , сравнивая значения σ т ( древесины и акрилата ) со значениями σ адгезива ( σ адг . = (40–50) мДж / м 2 для СФЖ -3016 и σ адг . = (69–71) мДж / м 2 для КФ - Ж ), можно установить , что из - менение адгезионной прочности происходит согласно этому неравенству . Прочность клеевого соединения возрастает по мере приближения значений σ субст . = σ клея друг к другу и возникновения благодаря этому условий для выполнения вышеуказанного неравенства . Таким образом , учитывая все многообразие процес - сов , имеющих место при склеивании , факторов , влияющих на прочность клеевого соединения , можно сказать , что в данном случае установлена определенная зависимость адгезионной прочности склеивания от та - ких энергетических характеристик клеев , как поверх - ностное натяжение и смачивающая способность . Любое физико - химическое взаимодействие , проис - ходящее под действием тепла в химических соедине - ниях или между отдельными фазами в многокомпо - нентных системах , всегда сопровождается изменением внутреннего теплосодержания системы . Исследование наблюдаемых тепловых эффектов ( экзо - и эндоэффек - ты ) позволяет глубже рассмотреть процессы структу - рирования , химического взаимодействия между адге - зивом и субстратом , точно установить характеристиче - ские температуры начала и окончания того или иного процесса , являющиеся ценным материалом при разра - ботке оптимального режима склеивания . С этой целью были проведены исследования тепло - вых эффектов , имеющих место при склеивании нату - ральной и модифицированной древесины фенолофор - мальдегидными и карбамидоформальдегидными клея - ми . Результаты этих исследований представлены на рис . 1–4. На рис . 1 представлены термомеханические кривые натуральной древесины ( сосна ) с клеем на основе смо - лы СФЖ -3016. Качественную оценку кривых проводи - ли на основании кривых ДТА и ДТГ . В данном случае можно отметить , что первый пик кривой ДТГ указывает на какой - то процесс , происхо - дящий с уменьшением веса . Это уменьшение веса , как видно , начинается при 30 ° С , достигает максимальной скорости при 70–75 ° С и заканчивается примерно при 125 ° С . На кривой ДТА в указанном температурном диапазоне также наблюдается пик подобной формы , на основании чего можно сделать вывод , что данный про - цесс является эндотермическим . В этом интервале тем - ператур , очевидно , из системы удаляются вода , орга - нический растворитель клея и другие легколетучие ор - ганические компоненты , а также происходит дальней - ший процесс поликонденсации смолы . Все эти процес - сы протекают с уменьшением веса и поглощением теп - ла , что и находит свое отражение на кривой ДТА . Как показывает анализ термомеханических кривых натуральной сосны с карбамидоформальдегидным кле - ем КФ - Ж ( рис . 2), ход кривых ДТА и ДТГ аналогичен случаю с фенолоформальдегидным клеем СФЖ -3016, что можно объяснить сходством протекающих в систе - ме физико - химических процессов : оба вида клея изго - товлены из смол поликонденсационного типа , в обоих случаях име - ют место реакции конденсации , структурирования и образования адгезионных связей между адгезивом и субстратом . Эндотермический максимум в этом случае наблюдается при 100 ° С в отличие от фенолоформаль - дегидного клея , где этот процесс поглощения тепла достигает своего максимального значения при нагрева - нии системы до 80 ° С . Различие в температурных пиках данных процессов , очевидно , связано с природой растворителя , исполь - зуемого в этих клеях : для удаления воды , растворителя карбамидоформальдегидного клея , необходима более высокая температура , чем для ацетона или этилового спирта — растворителя фенолоформальдегидного клея . Следует отметить еще и то , что в этом случае про - цесс деструкции древесины начинается при 160 ° С и обусловлен тем , что на процесс распада влияют форма - лин и соляная кислота , образующиеся при термообра - ботке клея и гидролизе хлористого аммония . Действие этих реагентов на пиролиз древесины выражено гораз - до слабее в силу их химических свойств и наличия во - ды - растворителя , поэтому процесс распада и начинает - ся при более высокой температуре .