Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Системы Методы Технологии. Н.С. Баулина и др. Получение и свойства … 2018 № 1 (37) с. 100-104 101 the properties of phenol-formaldehyde resins, traditionally used for the production of wood boards. In the article, as an exploratory study, the influence of two technological factors (the consumption of resin and the degree of substitution of synthetic phenol on carda- nol) on the properties of OSB slabs was assessed. For this purpose, a complete two-factor three-level experiment was performed on the Kono compositional plan. A regression analysis of the experimental results showed that, with a confidence level of 0.95, the substitution of synthetic phenol for cardanol to 15 wt. % does not affect the properties of these plates. The resulting phenol-сardanol-formaldehyde resins can be recommended for pilot testing in the production of OSB boards. Keywords : OSB; phenolcardanolformaldehyde resins; production; properties. Введение Для производства различных древесных компози- ционных материалов (древесностружечных и древес- новолокнистых плит, фанеры, древесно-слоистых пла- стиков) широко используют в качестве термореактив- ных полимерных связующих водорастворимые резоль- ные фенолформальдегидные смолы (ФФС). Постоян- ный рост цен на синтетический фенол, пропорциональ- ный ценам на нефть, приводит к необходимости сни- жения себестоимости производства ФФС и поиску аль- тернативных для них адгезивов [1]. Одним из направлений снижения себестоимости ФФС является частичная или полная замена при синте- зе смол синтетического фенола на вещества из возоб- новляемых растительных ресурсов — лигнины [1–7], танин [1, 2], пиролизные масла [1, 8–11] и др. Так, в работах А.А. Варфоломеева, А.Д. Синегибской, А.Ф. Гоготова установлено [5, 6], что замена при син- тезе ФФС фенола на лигнинсодержащие вещества до 40 % не приводит к ухудшению качества смол и позво- ляет получать фанеру с высоким показателем прочно- сти при скалывании, но только в сухом состоянии. Г.П. Плотникова, Н.П. Плотников, Е.А. Кузьминых [7] показали возможность использования гидролизного лигнина в качестве модификатора фенолформальде- гидной смолы для производства клееной фанеры. Адгезивы на основе жидких резольных фенолфор- мальдегидных смол в большом объеме применяют при получении древесных плит ориентированной структуры из крупноразмерных древесных частиц (OSB, ОСП) [12]. С целью снижения себестоимости производства ФФС, используемых в производстве плит OSB, про- водятся исследования по изучению влияния на свой- ства плит химического состава этих смол и различных технологических факторов. Одним из направлений таких исследований является замена при синтезе ФФС синтетического фенола на вещества из возобновляе- мых ресурсов (лигнин [3, 4], танин [1], соя [1]), кар- бамид [13]). Установлено, что введение карданола в состав ре- зольных фенолформальдегидных смол приводит к за- метному улучшению свойств фанеры, древесно- слоистых пластиков, древесностружечных [14] и дре- весноволокнистых плит [15]. Карданол получают в процессе термического де- карбоксилирования анакардиновой кислоты, являю- щейся главным компонентом жидкости скорлупы оре- хов кешью [16]. Карданол представляет собой метаза- мещенный алкилфенол с С 15 ненасыщенным углеводо- родным радикалом с количеством двойных связей от одной до трех [17]. Объем его ежегодного мирового производства составляет более 450 тыс. т при меньшей цене по сравнению с синтетическим фенолом. В данной работе была исследована возможность по- лучения плит OSB с использованием в качестве термо- реактивного связующего резольных водорастворимых фенолформальдегидных смол, изготовленных с частич- ной заменой синтетического фенола на карданол. Экспериментальная часть. В научно-исследо- вательском центре ПАО «Уралхимпласт» были изго- товлены лабораторные образцы фенолкарданолфор- мальдегидных смол с заменой 0; 7,5; 15 мас. % фенола на карданол при мольном соотношении фенолы (фенол + карданол): формальдегид 1:2,33 (марки смол соответ- ственно СФЖ-OSB, СФЖ-OSB 7,5К и СФЖ-OSB 15К). Синтез смол вели в соответствии с действующим на ПАО «Уралхимпласт» технологическим регламентом № 071294, до достижения вязкости по вискозиметру ВЗ-246 30-35 с при 20 °С. Свойства полученных образ- цов смол представлены в табл. 1. Таблица 1 Свойства фенолформальдегидных смол Наименование показателя Результаты испытаний смол, марка СФЖ-OSB СФЖ-OSB 7,5К СФЖ-OSB 15К Условная вязкость по ВЗ-246, с 31 32 35 Массовая доля нелетучих веществ, % 44,5 44,4 44,5 Массовая доля щелочи, % 5,54 5,57 5,64 Массовая доля свободного фенола, % 0,05 0 0 Массовая доля свободного формальдегида, % 0,05 0 0