Защитная обработка древесины смолой на основе фракции С9, модифицированной отходами полиметилметакрилата

УДК

DOI:

Аннотация

Рост промышленного потенциала сопровождается образованием и накоплением отходов и побочных продуктов, которые могут служить ценным исходным сырьем как для органического синтеза, так и в процессах получения различных полимерных составов для выпуска композиционных материалов различного назначения и др. Важной и актуальной задачей является повышение эксплуатационных свойств изделий, произведенных из вторичных материалов. Одним из таких перспективных направлений является модификация вторичных материалов. Разработка новых технологий приведет к расширению ассортимента выпускаемой продукции и позволит решить целый ряд проблем в области охраны окружающей среды. В предлагаемой работе рассмотрена возможность модификации нефтеполимерной смолы на основе фракции С₉ вторичным полиметилметакрилатом. Процесс модификации контролировали отбором проб из реактора и химическим анализом по изменению бромного и кислотного чисел. Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что наилучшим образом процесс модификации протекает при содержании в нефтеполимерной смоле полиметилметакрилата (агента модификации) в количестве 5 % масс., продолжительности процесса 6 ч и температуре 210 °С. В этом случае кислотное число достигает максимального значения, бромное число уменьшается. С помощью метода планирования эксперимента по схеме греко-латинского квадрата четвертого порядка подобраны условия использования полученного продукта в качестве пропиточного состава для защиты материалов, изготовленных из древесины. Для пропитки использовали ксилольный раствор модифицированной нефтеполимерной смолы с массовой долей 51,3 %. Результаты указывают на то, что применение модифицированных нефтеполимерных смол для пропитки древесины малоценных пород может повысить не только водостойкость изделий, но и улучшить ряд других показателей. Защитная обработка древесных материалов модифицированной нефтеполимерной смолой позволяет эффективно защитить древесину от неблагоприятных воздействий, продлить срок службы изделий на ее основе. 

Сведения об авторах

© Н.С. Никулина¹, преп.

Г.Ю. Вострикова², канд. хим. наук, ст. преп.

А.И. Дмитренков³, канд. техн. наук, доц.

О.Н. Филимонова⁴, д-р техн. наук, доц.

С.С. Никулин⁴ , д-р техн. наук, проф.

¹Воронежский институт ГПС МЧС России, ул. Краснознаменная, 231, г. Воронеж, Россия, 394036; e-mail: nad.nikulina2013@yandex.ru

²Воронежский государственный архитектурно-строительный университет,

ул. 20-летия Октября, 84, г. Воронеж, Россия, 394006; e-mail: vostr76-08@live.ru

³Воронежская государственная лесотехническая академия, ул. Тимирязева, 8,

г. Воронеж, Россия, 394087; e-mail: chem@vglta.vrn.ru

⁴Воронежский государственный университет инженерных технологий,

пр. Революции, 19, г. Воронеж, Россия, 394036; e-mail: olga270757@rambler.ru;

e-mail: Nikulin_sergey48@mail.ru

Ключевые слова

Литература

1. Грачев Ю.П., Плаксин Ю.М. Математические методы планирования эксперимента. М.: ДеЛиПринт, 2005. 296 с.

2. Дмитренков А.И., Никулина Н.С., Филимонова О.Н., Вострикова Г.Ю., Никулин С.С. Влияние модифицированной нефтеполимерной смолы на свойства древесноволокнистых плит // Науч. вестн. ВГАСУ. Серия «Физико-химические проблемы строительного материаловедения и высокие технологии». 2011. Вып. 3-4. С. 52–55.

3. Дмитренков А.И., Филимонова О.Н., Вострикова Г.Ю., Никулин С.С. Модификация нефтеполимерной смолы из фракции С₉ отходами бутадиен-стирольного каучука и ее применение для защитной обработки ДВП // Лесн. журн. 2013. № 4.
С. 97–105. (Изв. высш. учеб. заведений).

4. Дмитренков А.И., Филимонова О.Н., Никулина Н.С., Вострикова Г.Ю., Никулин С.С. Применение модифицированной нефтеполимерной смолы для улучшения свойств древесины и изделий на ее основе // Науч. вестн. ВГАСУ. 2013. Вып. 6.
С. 39–44.

5. Никулин С.С., Шеин В.С., Злотский С.С., Черкашин М.И., Рахманкулов Д.Л. Отходы и побочные продукты нефтехимических производств – сырье для органического синтеза. М.: Химия, 1989. 240 с.

Ссылка на английскую версию:

Protective Processing of Wood on the Basis of C₉ Fraction Modified

by Polymethyl Methacrylate Waste

N.S. Nikulina¹, Lecturer

G.Yu.Vostrikova², Candidate of Chemistry, Teaching Assistant

A.I. Dmitrenkov³, Candidate of Engineering, Associate Professor

O.N. Filimonova⁴, Doctor of Engineering, Associate Professor

S.S. Nikulin⁴, Doctor of Engineering, Professor

¹Voronezh Institute of the State Fire Department of Emercom of Russia, Krasnoznamyonnaya str., 231, Voronezh, 394036, Russia; е-mail: nad.nikulina2013@yandex.ru

²Voronezh State Architectural and Construction University, 20 years of October str., 84, Voronezh, 394006, Russia; е-mail: vostr76-08@live.ru

³Voronezh State Academy of Forestry and Technologies, Timirjazeva str., 8, Voronezh, 394087, Russia; е-mail: chem@vglta.vrn.ru

⁴Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution ave., 19, Voronezh, 394036, Russia; е-mail: olga270757@rambler.ru, e-mail: Nikulin_sergey48@mail.ru

Industrial growth potential is accompanied by formation and accumulation of waste and by-products which can serve as a valuable raw material for the organic synthesis, and for the various polymer compositions which can be used in the composite materials of various purposes. The important and actual task is to improve the performance properties of the products produced from the recycled materials. One of such perspective directions is their modification. The development of new technologies will expand the range of the products and solve a number of problems in the field of environmental protection. In the present paper we consider the possibility of modifying the polymeric petroleum resin (PPR) based on C₉ fraction by the secondary polymethyl methacrylate (PMMA). The modification process was monitored by taking samples from the reactor and chemical analysis of changing of bromine and acid number. Analyzing the results, it can be concluded that the process of modification proceeds in the best way with the PMMA content as modifying agent 5,0 % mass in PPR, the process duration for 6 hours and a temperature of 210 ⁰C. In this case, the acid number reaches a maximum, bromine number is reduced. By the method of the experiment planning according to the Greco-Latin square of the fourth order scheme we defined the conditions of use of this product as the impregnating composition to protect materials made from wood. We used xylene solution of modified PPR with a mass fraction of 51,3 % as an impregnation. The results indicate that the use of modified polymeric petroleum resins as an impregnation of the low value wood species can increase water resistance of products and improve a number of other indicators. Protective treatment of wood materials by modified PPR can effectively protect wood from the negative impacts and extend the service life.

Keywords: modification, polymethyl methacrylate, fraction C_9, Greco-Latin square of the fourth order scheme, impregnation , waterproof , polymeric petroleum resins.

REFERENCES

1. Grachev Y.P., Plaksin Y.M. Matematicheskie metody planirovanija jeksperimenta [Mathematical Methods of Experiment Planning]. Moscow, 2005. 296 p.

2. Dmitrenkov A.I., Nikulina N.S., Filimonova O.N., Vostrikova G.Y., Nikulin S.S. Vlijanie modificirovannoj neftepolimernoj smoly na svojstva drevesnovoloknistyh plit [Effect of Modified Polymeric Petroleum Resin at Fibreboards Properties]. Nauchn. vestn. VGASU, 2011, no. 3-4, pp. 52 -55.

3. Dmitrenkov A.I., Filimonova O.N., Vostrikova G.Y., Nikulin S.S. Modifikacija neftepolimernoj smoly iz frakcii S9 othodami butadien-stirol'nogo kauchuka i ejo primenenie dlja zashhitnoj obrabotki DVP [Modification of Polymeric Petroleum Resin C₉ fraction by Styrene-Butadiene Rubber Waste and Its Application for Protective Treatment of Fibreboards]. Izvestiya vuzov. Lesnoy zhurnal, 2013, no. 4, pp. 97-105.

4. Dmitrenkov A.I., Filimonova O.N., Nikulina N.S., Vostrikova G.Y., Nikulin S.S. Primenenie modificirovannoj neftepolimernoj smoly dlja uluchshenija svojstv drevesiny i izdelij na ejo osnove [Usage of Modified Polymeric Petroleum Resin for the Improvement of Properties of Wood and Wood Products]. Nauchn. vestn. VGASU, 2013, no. 6, pp. 39-44.

5. Nikulin S.S., Shein V.S., Zlotskiy S.S., Cherkashin M.I., Rahmankulov D.L. Othody i pobochnye produkty neftehimicheskih proizvodstv – syr'e dlja organicheskogo sinteza [Waste and By-Products of Petrochemical Production – Raw Materials for the Organic Synthesis]. Moscow, 1989. 240 p.