Нефтеполимерная смола на основе фракции C9 – модификатор древесноволокнистых плит

УДК

DOI:

Аннотация

Отходы и побочные продукты, образующиеся и накапливающиеся на предприятиях нефтехимического профиля, являются многочисленными и разнообразными как в качественном, так и в количественном отношении. Решение проблемы переработки и использования этих отходов неразрывно связано с защитой окружающей среды от загрязнений, комплексным использованием сырья и материалов. Это способствует увеличению производительности технологических процессов, более полному и экономичному использованию химического сырья. Многочисленные отходы нефтехимических производств, к которым относятся и предприятия, производящие синтетические каучуки, содержат большое количество соединений, обладающих различной реакционной активностью. Эти соединения могут служить ценным исходным сырьем как для органического синтеза, так и для получения полимерных материалов, которые могут быть использованы в производстве лакокрасочных материалов, композитов различного назначения, пропиточных составов и др. В статье описывается возможность использования нефтеполимерной смолы на основе фракции С9 для защитной обработки древесноволокнистых плит. Исследования проводили с использованием метода планирования эксперимента по схеме греко-латинского квадрата четвертого порядка. Экспериментальные результаты обрабатывали с использованием вычисли- тельных средств, в результате чего были получены уравнения регрессии, описывающие влияние основных технологических параметров процесса на свойства образцов плит. Результаты указывают на то, что пропитка плит нефтеполимерной смолой позволяет улучшить водоотталкивающие свойства плитных материалов и повысить их прочность при изгибе. Наилучшие результаты достигнуты у плит, пропитанных при температуре 80 оС и термообработанных при 170 оС в течение 5 ч. Таким образом, обработка древесноволокнистых плит модифицированной нефтеполимерной смолой позволяет эффективно защитить их от неблагоприятных воздействий и продлить срок службы изделий на их основе.

Сведения об авторах

Н.С. Никулина1, канд. техн. наук, преп. 

Г.Ю. Вострикова2, канд. хим. наук, доц. 

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. Краснознамѐнная, д. 231, г. Воронеж, Россия, 394036; e-mail: nad.nikulina2013@yandex.ru

2Воронежский государственный архитектурно-строительный университет,

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

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

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

4Воронежский государственный университет инженерных технологий, просп. Рево- люции, д. 19,  г. Воронеж, Россия, 394036; e-mail: olga270757@rambler.ru,

Ключевые слова

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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

2. Дмитренков А.И., Филимонова О.Н., Вострикова Г.Ю., Никулин С.С. Моди- фикация 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).

3. Никулин С.С., Дмитренков А.И., Бутенко Т.Р., Сидоров С.Л., Шаповалова Н.Н., Хохлова О.А. Сополимеры на основе кубовых остатков ректификации стирола в про- изводстве древесноволокнистых плит // Лесн. журн. 1996. № 3. С. 82–86. (Изв. высш. учеб. заведений).

4. Никулин С.С., Дмитренков А.И., Сидоров С.Л., Шаповалова Н.Н., Хохлова О.А. Использование низкомолекулярных сополимеров из отходов производства синтетиче- ских каучуков для пропитки древесноволокнистых плит // Лесн. журн. 1996.

№ 3. С. 86–89. (Изв высш. учеб. заведений).

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

6. Черная А.Н., Никулин С.С. Модификация нефтеполимерной смолы из фрак- ции С9  вторичным пенополистиролом и ее применение для защитной обработки дре- весины // Хим. пром-сть сегодня. 2009. № 4. С. 28–33.

7. Ali Sami, Muthana Mohammed, Ahmad Dhary. Synthesis of сarbon nanofibers from decomposition of liquid organic waste from chemical and petrochemical industries //

Energy Procedia. 2015. Vol. 74. P. 4–14.

8. Olakanmi Eyitayo Olatunde, Moses J. Strydom. Critical materials and processing challenges affecting the interface and functional performance of wood polymer composites // Materials Chemistry and Physics. 2016. Vol. 171. P. 290–302.

Ссылка на английскую версию:

UDC 674.02+674.048.5

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.5.167

C9 Polymeric Petroleum Resin is a Fibreboard Modifier

N.S. Nikulina1, Candidate of Engineering Sciences

G.Yu. Vostrikova2, Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor A.I. Dmitrenkov3, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor O.N. Filimonova4, Doctor of Engineering Sciences, Associate Professor S.S. Nikulin4, Doctor of Engineering Sciences, Professor

1 Voronezh Institute of State Firefighting Service of the Ministry of the Russian Federation

for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, Krasnoznamennaya ul., 231, Voronezh, 394052, Russian Federation;

e-mail: nad.nikulina2013@yandex.ru

2 Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering, 20-letiya Oktyabrya str., 84, Voronezh, 394006, Russian Federation; e-mail: vostr76-08@live.ru

For citation: Nikulina N.S., Vostrikova G.Yu., Dmitrenkov A.I., Filimonova O.N., Nikulin S.S. C9 Polymeric Petroleum Resin is a Fibreboard Modifier. Lesnoy zhurnal, 2016, no. 5, pp. 167–174. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.5.167

3 Voronezh State Academy of Forestry Engineering, Timiryazev str., 8, Voronezh, 394087, Russian Federation; e-mail: chem@vglta.vrn.ru

4 Voronezh State University of Engineering Technology, Revolyutsii str., 19, Voronezh,

394036, Russian Federation; e-mail: olga270757@rambler.ru, Nikulin_sergey48@mail.ru

Waste and by-products formed and accumulated at the enterprises of the petrochemical industry are numerous and various in qualitative and quantitative terms. A problem solution of processing and use of this waste is inextricably linked with the protection of the environ- ment from pollution, the integrated use of raw materials. This helps to increase the produc- tivity of technological processes, a more complete and efficient use of chemical raw materi- als. Numerous wastes of petrochemical industries, which include the companies producing synthetic rubbers, contain a large number of compounds with different reaction activity. These compounds can serve as a valuable raw material for organic synthesis, and obtain polymeric materials that can be used in the manufacture of paints, composites for various purposes, impregnating compositions, etc. The paper describes the possibility of using pol- ymeric petroleum resin based on C9 fraction for the protective treatment of fibreboards. The research is carried out using the experimental design technique according to the Graeco- Latin square design of order 4. The experimental results are processed using the computing means. As a result the regression equations are derived which describe the influence of the basic technological process parameters on the properties of the fibreboard samples. The im- pregnated fiberboard by petroleum resin can improve water-repellent properties and flexural strength. The best results of fiberboards have been achieved at the temperature of impregna- tion of 80 °C, the temperature of heat treatment of 170 °C and duration of heat treatment for

5 hours. The treatment of fibreboards by modified polymeric petroleum resin can effectively protect them from the adverse effects, extend the service life of the products.

Keywords: industrial waste, C9 hydrocarbon fraction, polymeric petroleum resin, Graeco- Latin square design of order 4, fibreboard.

REFERENCES

1. Grachev Yu.P., Plaksin Yu.M. Matematicheskie metody planirovaniya eksperi- menta [Mathematical Experimental Design Technique]. Moscow, 2005. 296 p.

2. Dmitrenkov A.I., Filimonova O.N., Vostrikova G.Yu., Nikulin S.S. Modifikatsiya neftepolimernoy smoly iz fraktsii С9  otkhodami butadien-stirol'nogo kauchuka i ee prime- nenie dlya zashchitnoy obrabotki DVP [Modification of Polymeric Petroleum Resin Based on C9 Fraction by Styrene-Butadiene Rubber Waste and Its Use for Protective Treatment of Fiberboard]. Lesnoy zhurnal, 2013, no. 4, pp. 97–105.

3. Nikulin S.S., Dmitrenkov A.I., Butenko T.R., Sidorov S.L., Shapovalova N.N., Khokhlova O.A. Sopolimery na osnove kubovykh ostatkov rektifikatsii stirola v proizvo d- stve drevesnovoloknistykh plit [Copolymers Based on Styrene Distillation Bottoms in the Production of Fiber Boards]. Lesnoy zhurnal, 1996, no. 3, pp. 82–86.

4. Nikulin S.S., Dmitrenkov A.I., Sidorov S.L., Shapovalova N.N., Khokhlova O.A. Ispol'zovanie nizkomolekulyarnykh sopolimerov iz otkhodov proizvodstva sinteticheskikh kauchukov dlya propitki drevesnovoloknistykh plit [The Use of Low Molecular Weight Copolymers Based on Industrial Waste of Synthetic Rubber for Fibreboard Impregnation]. Lesnoy zhurnal, 1996, no. 3, pp. 86–89.

5. Nikulin S.S., Shein V.S., Zlotskiy S.S., Cherkashin M.I., Rakhmankulov D.L. Ot- khody i pobochnye produkty neftekhimicheskikh proizvodstv – syr'e dlya organicheskogo sinteza [Waste and By-Products of Petrochemical Production are the Raw Materials for Or- ganic Synthesis]. Moscow, 1989. 240 p.

6. Chernaya A.N., Nikulin S.S. Modifikatsiya neftepolimernoy smoly iz fraktsii С9 vtorichnym penopolistirolom i ee primenenie dlya zashchitnoy obrabotki drevesiny [Modifi- cation of Petroleum Resin Based on C9 Fraction by the Secondary Polystyrene Foam and Its Use for the Protective Treatment of Wood]. Khimicheskaya promyshlennost' segodnya [Chemical Industry Today], 2009, no. 4, pp. 28–33.

7. Ali Sami, Muthana Mohammed, Ahmad Dhary. Synthesis of Сarbon Nanofibers from Decomposition of Liquid Organic Waste from Chemical and Petrochemical Industries. Energy Procedia, 2015, vol. 74, pp. 4–14.

8. Eyitayo Olatunde Olakanmi, Moses J. Strydom. Critical Materials and Processing Challenges Affecting the Interface and Functional Performance of Wood Polymer Compo- sites. Materials Chemistry and Physics, 2016, vol. 171, pp. 290–302.