Systems. Methods. Technologies 4(36) 2017

Systems Methods Technologies. G.P. Plotnikova et al. Development of the adhesive …2017 № 4 (36) p. 169-175 170 the use of glued massive wood: CLT-panels, BSP, X-lam, glued wall beam. Glued wooden structures must comply with the requirements of GOST 20850-2014 " Wooden glued bearing structures ", based on the standard EN 14080: 2005. Sufficient heat and frost resistance of the glued panels is provided by glues of polycondensation and polymerization types: C3, D3, C4, D4 to EN 204. According to GOST 20850-2014 and EN 14080: 2005, a polymer-isocyanate (EPI) emulsion, resorcinol-formaldehyde adhesives (RF ), melamine-urea- formaldehyde adhesives (MUF, MF), polyurethane adhesives (PUR) are allowed in construction. In Russia, polyurethane PUR- adhesives can’t be used in the production of glued wooden structures, even in low-rise housing construction, and in Europe EPI emul- sion is not allowed for production. Resorcinol-formaldehyde glutinous systems are used today in very rare cases, since they form a glue line of black color, resistant to chemical aggressive compounds. Thus, to provide a colorless glue seam, it is possible to use PUR- adhesives, MUF, MF-adhesives, but they are quite expensive. Polyvinyl acetates (PVA), like urea-formaldehyde glues (UF), are rela- tively inexpensive public adhesives, but due to the need to provide a certain class of structural responsibility, they can’t be used in glued wooden construction products. The prohibition is explained by the nature of the chemical compound created by them and their inability to carry a prolonged static load. Therefore, it is timely to search for modifiers for inexpensive adhesive compositions that will be able to provide the necessary indices of strength properties of glue joints and, most importantly, heat, water and frost resistance. Keywords: lamellae; glues; modification; durability; heat resistance; frost resistance; water resistance. Введение Исследования посвящены решению актуальной на - учной задачи повышения эффективности технологии склеивания массивной древесины для деревянного до - мостроения в условиях Сибири путем сокращения стоимости клееных деревянных конструкций без сни - жения прочностных характеристик композиций . С целью обеспечения требований по тепло -, морозо - и водостойкости в качестве модификатора клеевого состава был предложен отход — пропитанный кисло - той твердый остаток гидролиза древесины , гидролиз - ный лигнин . Содержание этого отхода на полигонах исчисляется сегодня уже миллионами тонн ( в Красно - ярском крае и Иркутской области насчитывается по - рядка 4 млн т гидролизного лигнина ). Под лигнин за - нимаются большие земельные участки , загрязняются воздух и территории , прилегающие к свалкам , при дли - тельном хранении лигнин самовозгорается . Все это наносит серьезный экологический и экономический ущерб окружающему миру . Технический гидролизный лигнин представляет со - бой аморфное порошкообразное вещество с плотно - стью 1,25–1,45 г / см 3 , от светло - кремового до темно - коричневого цвета , со специфическим запахом , моле - кулярная масса 5 000 – 10 000, размеры частиц лигнина — от нескольких миллиметров до микронов ( и мень - ше ). При повышенных давлении и температуре , осо - бенно во влажном состоянии , лигнин проявляет пла - стические свойства . Обладая свойствами фенола и ре - зорцина , лигнин способен модифицировать клеи , улучшая их химическую и атмосферостойкость [1–2]. Лигнин склонен к реакциям сшивания цепей , кото - рые принято называть реакциями « конденсации », при - чем эти реакции могут идти как в кислой , так и в щелоч - ной среде . Реакции конденсации сопровождаются обра - зованием новых углерод - углеродных связей , что приво - дит к увеличению молекулярной массы и значительному изменению его химического строения . В составе лигни - на содержатся метоксильные (– ОСН 3 ), гидроксильные (– ОН ) как фенольные , так и алифатические ( спиртовые ) группы , карбонильные ( С = О ) и хинонные группы , обра - зующиеся при окислении , карбоксильные группы (– СООН ), при этом лигнин достаточно инертен . В связи с вышеизложенным , поиск « активаторов » лигнина также представляется актуальной и значимой задачей . Целью исследований является совершенствование технологии склеивания массивной древесины для дере - вянного домостроения в условиях Сибири путем со - кращения стоимости клееных деревянных конструкций без снижения качества композиций , осуществляемое за счет модификации клеев . Вопросам склеивания посвящен ряд исследований таких ученых , как Г . С . Варанкина , В . Н . Волынский , В . И . Азаров , В . Е . Цветков . Вовлечение отходов в про - изводство рассматривалось в различных источниках [3–9], создание двухкомпонентных систем представле - но в работах [10–15]. Методика исследования . В качестве метода полу - чения описания процесса изготовления клееных дере - вянных конструкций ( КДК ) принят активный экспери - мент . Функцией отклика такой модели являются режим изготовления КДК и основные показатели свойств . Выходные величины были обозначены качествен - ными показателями готовой продукции : 1 Y — предел прочности КДК при скалывании по клеевому слою ( τ ), МПа , ГОСТ 15613.1; 2 Y — морозостойкость КДК , % , ГОСТ 18446; 3 Y — теплостойкость КДК , % , ГОСТ 18446; 4 Y — расслаивание КДК (P), % , ГОСТ 27812-2005. Были апробированы различные способы « актива - ции » гидролизного лигнина : для мочевино - формальдегидного клея : – поливинилацетатной эмульсией ( ПВА ); – раствором мочевины 40 %; для поливинилацетатной эмульсии ( ПВА ): – токами сверхвысокой частоты ; – термической активацией при t = 100 0 C; – раствором мочевины 40 %. Основной характеристикой качества клеевого соединения , которая должна постоянно фиксироваться в ходе производственого контроля , является прочность соединения при скалывании по клеевому слою . На рис . 1 представлены гистограмма зависимости скалывания по клеевому слою ламелей массивной древесины и показателей тепло - и морозостойкости от вида модификатора .