Послойный динамический модуль сдвига в поперечном сечении древесностружечной плиты.C.143-156

УДК

674.8:674.049.2:542.973

DOI:

10.37482/0536-1036-2022-5-143-156

Аннотация

Результаты работы направлены на формирование представлений об особен ностях молекулярной подвижности компонентов наружных и внутренних слоев матери ала древесностружечной плиты в диапазоне температур от комнатной до 275…300 ºС, а также на выявление факта недоотверждения связующего во внутренних слоях. Приве дены данные о температурных зависимостях динамического модуля сдвига наружных и внутренних слоев материала древесностружечной плиты, полученные методом дина мического механического анализа на крутильном маятнике. Обнаружены значительные отличия в характере зависимостей для образцов, взятых на разном удалении от поверх ностных слоев. Для материала наружных слоев характерна типичная тенденция непре рывного неравномерно-последовательного уменьшения динамического модуля сдвига с ростом температуры, свойственная большинству полимерных и композитных материа лов. Во внутренних слоях при температуре 140±5 ºС выявлено кратковременное скачко образное увеличение динамического модуля сдвига относительно соседних участков, не характерное для материалов, находящихся в стабильном состоянии. Кроме того, имеет место тенденция уменьшения динамического модуля сдвига материала древесностружеч ной плиты при комнатной температуре с удалением от наружных слоев, обусловленная неоднородным фракционным составом и различиями в характере процессов химиче ской сшивки при горячем прессовании. Высказано предположение, что обнаруженное аномальное увеличение динамического модуля сдвига во внутренних слоях материала при температуре 140±5 ºС является признаком протекания процесса доотверждения свя зующего непосредственно в условиях его нагрева при измерении динамического моду ля сдвига методом динамического механического анализа. Сделан вывод, для образца древесностружечной плиты характерно максимальное отверждение термореактивного связующего в слоях, отстоящих от обеих поверхностей до 4,5…5,0 мм. Во внутренних слоях, отстоящих от поверхностей на расстояние более 5,5 мм, происходит частичное не доотверждение связующего. Таким образом, показано, что метод динамического механи ческого анализа может быть использован в качестве инструментального средства контро ля за наличием во внутренних слоях материала древесностружечной плиты компонентов термореактивного связующего, недоотвержденных в процессе горячего прессования, что поможет получить материал с более стабильными характеристиками.
Благодарности: Исследование выполнено в рамках реализации Программы поддерж ки научно-педагогических работников ФГБОУ ВО «Алтайский государственный уни верситет», проект «Применение методов цифровой обработки для интерпретации экс периментальных данных о структуре и свойствах древесины и древесных композитных материалов».

Сведения об авторах

Ю.Г. Скурыдин¹*, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AAE-1212-2019,ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1852-2152
Е.М. Скурыдина², канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AAB-4572-2021,ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1707-8846
¹Алтайский государственный университет, просп. Ленина, д. 61, г. Барнаул, Россия, 656049; skur@rambler.ru
²Алтайский государственный педагогический университет, ул. Молодежная, д. 55, г. Барнаул, Россия, 656031; skudem@rambler.ru

Ключевые слова

древесностружечная плита, динамический механический анализ, ди намический модуль сдвига, древесина, термореактивная смола, отверждение связую щего, композитный материал

Для цитирования

Скурыдин Ю.Г., Скурыдина Е.М. Послойный динамический мо дуль сдвига в поперечном сечении древесностружечной плиты // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 143–156. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-143-156

Литература

1. Беушева О.С., Скурыдина Е.М., Чемерис М.М., Мусько Н.П., Скурыдин Ю.Г. Влияние условий прессования на свойства плитных материалов, изготовленных из гидротермически обработанной древесины лиственницы // Изв. вузов. Строительство. 2006. № 5(569). С. 48–50.Beusheva O.S., Skurydina E.M., Chemeris M.M., Musko N.P., Skurydin Yu.G. The Influence of Pressing Condition on Properties of Plate Materials Made of Hydrothermally Treated Larch Wood. News of higher educational institutions. Construction, 2006, no. 5(569),pp. 48–50. (In Russ.).
2. Васильев В.В., Хоссейни С.З. Современные требования к древесным плитам для отделки // Древесные плиты: теория и практика: XX Междунар. науч.-практ. конф. / под ред. А.А. Леоновича. СПб.: Политехн. ун-т, 2017. С. 62–71.Vasiliev V.V., Hosseini S.Z. Modern Requirements for Wood-Based Panels for Finishing. Wood-Based Panels: Theory and Practice. Proceedings of the XX International Scientific and Practical Conference. Ed. by A.A. Leonovich. Saint Petersburg, Polytechnic University Publ., 2017, pp. 62–71. (In Russ.).
3. Волкова С.Н., Сивак Е.Е., Панкратьева О.В., Леванов Г.В., Боев Н.В., Конотопченко О.А. Контроль качества строительных материалов из отходов лесной промышленности // Регион. вестн. 2021. № 3(59). С. 33–36.Volkova S.N., Sivak E.E., Pankrat’yeva O.V., Levanov G.V., Boyev N.V., Konotopchenko O.A. Quality Control of Building Materials from Forest Industry Waste. Regional’nyy vestnik, 2021, no. 3(59), pp. 33–36. (In Russ.).
4. Древесные плиты: теория и практика: XX Междунар. науч.-практ. конф. / под ред. А.А. Леоновича. СПб.: Политехн. ун-т, 2017. 122 с.Wood-Based Panels: Theory and Practice. Proceedings of the XX International Scientific and Practical Conference. Ed. by A.A. Leonovich. Saint Petersburg, SPbSTU Publ., 2017. 122 p. (In Russ.).
5. Ерыхов Б.П. Неразрушающие методы исследования целлюлозно-бумажных и древесных материалов. М.: Лесн. пром-сть, 1987. 228 с.Erykhov B.P. Non-Destructive Methods of Examination of Pulp and Paper and Wood Based Materials. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1987. 228 p. (In Russ.).
6. Кархова С.А. Анализ состояния производства и торговли листовыми древесными материалами в мире // Baikal Research Journal. 2018. Т. 9, № 2.Karkhova S.A. State Analysis for Production and Trade of Boards and Plywood in the World. Baikal Research Journal, 2018, vol. 9, no. 2, art. 6. (In Russ.). https://doi. org/10.17150/2411-6262.2017.9(2).6
7. Отлев И.А. Интенсификация производства древесностружечных плит. М.: Лесн. пром-сть, 1989. 192 с.Otlev I.A. Intensification of Particle Board Production. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1989. 192 p. (In Russ.).
8. Патент 2619359 C1 РФ, МПК G01N 25/00 (2006.01). Способ определения не завершенности процесса отверждения термореактивного связующего древесностру жечной плиты: № 2016102862: заявл. 28.01.2016: опубл: 15.05.2017 / Ю.Г. Скурыдин, Е.М. Скурыдина.Skurydin Yu.G., Skurydina E.M. Method of Determination of the Noncompletion of the Process of the Thermoreactive Binder Curing of a Particle Board. Patent RF, no. RU 2 619 359 C1, 2017. (In Russ.).
9. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров. М.: Химия, 1973. 295 c.Perepechko I.I. Acoustic Research Methods for Studying Polymers. Moscow, Khimiya Publ., 1973. 295 p. (In Russ.).
10. Сафин Р.Г., Степанов В.В., Хайруллина Э.Р., Гайнуллина А.А., Степанова Т.О. Современные строительные композиционные материалы на основе древесных отхо дов // Вестн. Казан. технол. ун-та. 2014. Т. 17, № 20. С. 123–128.Safin R.G., Stepanov V.V., Khairullina E.R., Gainullina A.A., Stepanova T.O. Modern Construction Composite Materials Based on Wood Waste. Bulletin of the Technological University, 2014, vol. 17, no. 20, pp. 123–128. (In Russ.).
11. Скурыдин Ю.Г. Строение и свойства композиционных материалов, полученных из отходов древесины после взрывного гидролиза: дис. … канд. техн. наук. Барнаул, 2000. 147 с.Skurydin Yu.G. Structure and Properties of Composite Materials Obtained from Wood Wastes after Explosive Hydrolysis: Cand. Eng. Sci. Diss. Barnaul, 2000. 147 p. (In Russ.).
12. Скурыдина Е.М. Разработка технологии композиционных материалов на основе древесины и полимерных наполнителей: дис. … канд. техн. наук. Барнаул, 2006. 170 с.Skuridina E.M. Development of the Technology of Composite Materials Based on Wood and Polymer Fillers: Cand. Eng. Sci. Diss. Barnaul, 2006. 170 p. (In Russ.).
13. Старцев О.В., Салин Б.Н., Скурыдин Ю.Г. Баротермический гидролиз древесины в присутствии минеральных кислот // Докл. АН. 2000. Т. 370, № 5. С. 638–641.Startsev O.V., Salin B.N., Skurydin Yu.G. Barothermal Hydrolysis of Wood in Presence of Mineral Acids. Doklady Akademii Nauk, 2000, vol. 370, no. 5, pp. 638–641. (In Russ.).
14. Чубинский А.Н., Варанкина Г.С., Русаков Д.С. Технология древесных плит. СПб.: СПбГЛТУ, 2019. 37 с.Chubinsky A.N., Varankina G.S., Rusakov D.S. Technology of Wood-Based Panels.Saint Petersburg, SPbFTU Publ., 2019. 37 p. (In Russ.).
15. Шахзадян Э.А., Квачев Ю.П., Папков В.С. Температурные переходы в древесине и ее компонентах // Высокомолекулярные соединения. 1992. Т. (А) 34, № 9. С. 3–14.Shakhzadyan E.A., Kvachev Yu.P., Papkov V.S. Temperature Transitions in Wood and Its Components. Polymer Science. Series A, 1992, vol. 34, no. 9, pp. 3–14. (In Russ.).
16. Fengel D., Wegener G. Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions. Berlin, De Gruyter, 1983. 613 p. https://doi.org/10.1515/9783110839654
17. Müller U., Pretschuh C., Mitter R., Knappe S. Dielectric Analysis as a Cure Monitoring System for UF Particle Boards. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2016, vol. 73, pp. 45–50. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2016.07.016
18. Oktay S., Kızılcan N., Bengu B. Oxidized Cornstarch – Urea Wood Adhesive for Interior Particleboard Production. International Journal of Adhesion and Adhesives, 2021, vol. 110, art. 102947. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2021.102947
19. Singh N., Rana A., Badhotiya G.K. Raw Material Particle Terminologies for Development of Engineered Wood. Materials Today: Proceedings, 2021, vol. 46, part 10,pp. 11243–11246. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.616
20. Skurydin Yu.G., Skuridina E.M. Physical and Mechanical Characteristics of the Thermal-Wood Composition from Hydrolyzed Birch Wood. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, vol. 316, art. 012066. https://doi.org/10.1088/1755- 1315/316/1/012066
21. Skurydin Yu.G., Skurydina E.M. Digital Differential Spectrometry in the Assessment of the Structural Characteristics of Wood and Wooden Composite Materials. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, vol. 806, art. 012030. https://doi. org/10.1088/1755-1315/806/1/012030
22. Startsev O.V., Salin B.N., Skuridin Y.G., Utemesov R.M., Nasonov A.D. Physical Properties and Molecular Mobility of the New Wood Composite Plastic “Thermobalite”. Wood Science and Technology, 1999, vol. 33, iss. 1, pp. 73–83. https://doi.org/10.1007/ s002260050100
23. Uemura Silva V., Nascimento M.F., Resende Oliveira P., Panzera T.H., Rezende M.O., Silva D.A.L., Borges de Moura Aquino V., Rocco Lahr F.A., Christoforo A.L. Circular vs. Linear Economy of Building Materials: A Case Study for Particleboards Made of Recycled Wood and Biopolymer vs. Conventional Particleboards. Construction and Building Materials, 2021, vol. 285, art. 122906. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122906