Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Systems Methods Technologies. V.G. Buryndin et al. The influence of temperature …2018 № 1 (37) p. 121-125 122 остатков, гидролизного лигнина) в герметизированном пространстве (в закрытых пресс-формах). Проблема устранения низких показателей пластич- но-вязкостных свойств пресс-композиции ДП-БС без использования химических реагентов может быть ре- шена с помощью предварительной биологической трансформации и частичной деструкции измельченной древесины — ее биоактивации [3]. Основной целью данной работы являлось прогнози- рование возможных сроков эксплуатации изделий на основе древесного пластика без добавления связующе- го (ДП-БС), биоактивированного иловой смесью (ДП- БС (ИС)) и модифицированного гидролизным лигни- ном (ДП-БС (ИС+ГЛ)) в отапливаемых помещениях по результатам теплового старения. Методика исследования. Для прогноза долговечно- сти полимерных материалов широко применяют метод ускоренного теплового старения, когда по скорости изменения свойств материала при повышенной темпе- ратуре определяют экстраполяцией изменение тех же свойств материала при нормальной температуре. Ме- тод ускоренного теплового старения применим и для древесных пластиков, в частности древесностружечных плит, состоящих из 85–90 % древесных частиц и 10– 15 % синтетического связующего [4]. Для проведения испытаний были изготовлены об- разцы-диски ДП-БС (ИС+ГЛ) и ДП-БС (ИС) диаметром 90 мм и толщиной 2 мм методом горячего прессования в закрытых пресс-формах согласно технологическому режиму, представленному в табл. 1. Таблица 1 Режим прессования образцов-дисков Параметр Показатель Давление прессования, МПа 40 Температура прессования, °С 180 Масса пресс-материала, г 18 Время прессования, мин 10 Время охлаждения под давлением, мин 10 Время кондиционирования, ч 24 В качестве пресс-сырья использовались древесные отходы на основе соснового опила. Для биологической активации пресс-сырья применялись активный ил в виде иловой смеси и гидролизный лигнин, активиро- ванный методом кавитации. Влажность пресс-матери ала составила 12 % [3]. После кондиционирования образцы-диски выдер- живались в термошкафу при температуре 50 °С в тече- ние 50, 100, 150, 200 и 400 ч. По истечении указанных промежутков времени об- разцы-диски кондиционировались при комнатной тем- пературе, и определялись следующие физико-механи ческие показатели: плотность, прочность при изгибе, модуль упругости при изгибе, твердость по Бринеллю, водопоглощение, разбухание и ударная вязкость [5–9]. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Установлено, что введение в состав пресс-компози ции гидролизного лигнина приводит к повышению прочности при изгибе образцов ДП-БС (ИС+ГЛ) в пер- вые часы термообработки (до 150 ч) с 7,1 до 10,6 МПа за счет завершения процесса формирования пластика. В процессе пьезотермической обработки древесины из нее удаляются летучие и выделяются, в частности, органические кислоты. Согласно работам [10–12], в ДП-БС возможна поликонденсация компонентов дре- весины (лигнина) по предполагаемой схеме (рис. 1). Рис. 1. Схема поликонденсации лигнина Известно, что реакция поликонденсации лигнина протекает как в кислой, так и в щелочной средах, при- чем в сильнокислой среде конденсация фрагментов лигнина может приводить к образованию очень проч- ной трехмерной сетки, что обуславливает возрастание прочности при изгибе. рН водной вытяжки сосновых опилок составляет 4,7–4,8, и это способствует протека- нию вышеуказанных процессов. При первых 150 ч термообработки наблюдается увеличение физико-механических свойств пластика. При дальнейшей выдержке ДП-БС (более 150 ч) на- блюдается снижение прочности при изгибе до 9 МПа, а также снижение твердости с 22,8 до 21,8 МПа, которое обусловлено частичной деструкцией фрагментов гид- ролизного лигнина и других компонентов древесины. При экспозиции образцов ДП-БС (ИС) до 150 ч на- блюдается увеличение показателя водопоглощения (до 70,8 %), которое обусловлено удалением летучих ком- понентов из капилляров древесных частиц (см. табл. 2). После 150 ч обработки происходит резкое снижение данного показателя до первоначальных значений об- разцов, которые не прошли термообработку. OH CH C C OCH 3 OR OR OH CHOH C C OCH 3 + OH CHOH C C OCH 3 +H - H 2 O OR OR OH CH C C OCH 3 - H - H OR OH CHOH C C OCH 3 OCH 3 C C C OH OR OR OR OCH 3 C C C OH OCH 3 C C CHOH OH