Властивості фанери з використанням як клею термопластичної плівки

Ключові слова: лущений шпон; поліетилен низької густини (ПЕНГ); карбамідо-формальдегідний клей; товщина; вологість; спресування; щільність; водопоглинання; набрякання; міцність на зріз; межа міцності на статичний згин; модуль пружності.

Анотація

Запропоновано використання термопластичної плівки поліетилену низької густини (ПЕНГ) у виробництві фанери замість класичних синтетичних клеїв, що дає змогу одержувати екологічно чистий матеріал. Здатність термопластичної плівки склеювати шпон оцінювали визначенням міцності фанери на зріз. Крім того, були досліджені й інші фізико-механічні властивості фанери, зокрема вологість, водопоглинання і набрякання за товщиною після витримки у воді впродовж 24 год, межа міцності на статичний згин і модуль пружності. Змінними параметрами у дослідженні були температура пресування 140оС, 160оС, 180оС та витрата термопластичної плівки 130 г/м2, 150 г/м2, 170 г/м2 та 190 г/м2. Для порівняння властивостей фанери, виготовленої з термопластичної плівки, було виготовлено фанеру з використанням карбамідо-формальдегідного клею.

Результати показали, що склеювання листів шпону ПЕНГ позитивно впливає на властивості фанери. Міцність на зріз зразків фанери, склеєних термопластичною плівкою, знаходиться в межах 1,46-1,69 МПа, що перевищує нормативне значення міцності в 1,0 МПа згідно стандарту EN 314-2. Температура пресування помітно впливає на проникнення полімеру у клітини та судини шпону. Механічне блокування, яке спостерігалося за час випробування зразків фанери на зріз, утворюється між неполярною плівкою і полярною деревиною. Крім того, з’ясовано розподіл температури всередині пакета шпону за різної витрати та виду клею. Оптимальними умовами для склеювання листів шпону у виробництві фанери, враховуючи товщину фанери та економічні затрати, є температура пресування 160оС та витрата термопластичної плівки 130 г/м2.

##submission.authorBiographies##

Місце роботи автора

Професор, завідувач кафедри технологій деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу.

Місце роботи автора

Асистент кафедри технологій деревинних композиційних матеріалів, целюлози та паперу.

Посилання

Adhesives awareness guide (2017). American wood council. Available at http://www.woodaware.info
Beaud, F., Niemz, P., & Pizzi, A. (2006). Structure-property relationships in one-component polyurethane adhesives for wood: Sensitivity to low moisture con-tent. Journal of Applied Polymer Science, 101, 4181-4192. https://doi.org/10.1002/app.24334
Bekhta, P., & Sedliačik, J. (2019). Environmentally-Friendly High-Density Polyeth-ylene-Bonded Plywood Panels. Polymers (Basel), 11 (7), 1166, 1-21. https://doi.org/10.3390/polym11071166
Borysiuk, P., Mamiński, M. Ł., Parzuchowski, P., & Zado, A. (2010). Application of polystyrene as binder for veneers bonding – the effect of pressing parameters. European Journal of Wood and Wood Products, 68 (4), 487-489. https://doi.org/10.1007/s00107-010-0418-x
Chang, L., Guo, W., & Tang, Q. (2017). Assessing the tensile shear strength and in-terfacial bonding mechanism of poplar plywood with high-density polyethylene films as adhesive. BioResourees, 12 (1), 571-585. https://doi.org/10.15376/biores.12.1.571-585
Climenhage, D. (2003). Recycled Plastic Lumber. A strategic Assessment of its pro-duction, use and future prospects. Ontario: Environment & Plastics Industry Council
Cui, T., Song, K., & Zhang, S. (2010). Research on utilizing recycled plastic to make environment-friendly plywood. Forestry Studies in China, 2 (4), 218-222. https://doi.org/10.1007 /s 11632-0 1 0-040 1-y
Fang, L., Chang, L., Guo, W., Chen, Y., & Wang, Z. (2012). Manufacture of envi-ronmentally friendly plywood bonded with plastic film. Forest Products Journal, 63 (7/8), 283-288. https://doi.org/10.13073/FPJ-D-12-00062
Fang. L., Chang, L., Guo, W., Ren, Y., & Wang, Z. (2013). Preparation and charac-terization of wood-plastic plywood bonded with high density polyethylene film. European Journal of Wood and Wood Products, 71, 739-746. https://doi.org/10.1007/s00107-013-0733-0
FAO. Global Production and Trade of Forest Products in 2017. Available online: http://www.fao.org/forestry/ statistics/80938/en/ (accessed on 19 January 2019)
Goto, T., Saiki, H., & Onishi, H. (1982). Studies on wood gluing. XIII: Gluability and scanning electron microscopic study of wood-polypropylene bonding. Wood Sci. Technol, 16, 293-303. https://doi.org/10.1007/BF00353157
Gupalo, O. P. (1993). Wood Chemistry. Kyiv: NMKVO. (in Ukrainian).
Haghdan, S., Tannert, T., & Smith, G. (2015). Wettability and impact performance of wood veneer/polyester composites. BioResources, 10 (3), 5633-5654. https://doi.org/10.15376/biores.10.3.5633-5654
Han, K-S., & Lee, H-H. (1997). Adhesion characteristics and anatomic scanning of plywood bonded by high density polyethylene. Journal of the Korean Wood Science and Technology, 25 (3), 16-23 (in Korea).
Hu, Y., Nakao, T., Nakai, T., Gu, J., & Wang, F. (2005). Vibrational properties of wood plastic plywood. Journal of Wood Science, 51 (1), 13-17. https://doi. org/10.1007/s10086-003-0624-9
Kajaks, J., Kalniņš, K., Reihmane, S., & Bernava, A. (2014). Recycled thermoplastic polymer hot melts utilization for birch wood veneer bonding. Progress in Rub-ber, Plastics and Recycling Technology, 30 (2), 87-102 https://doi.org/10.1177/147776061403000202
Liiri, M. (2013). Properties of a new thermoplastic plywood product. School of Chemical Technology Degree Programme of Forest Products Technolo-gy. Master’s thesis for the degree of Master of Science in Technology submitted for inspection, Espoo, 110 p.
Lustosa, ECB, Del Menezzi, CHS, & de Melo, R.R. (2015). Production and proper-ties of a new wood laminated veneer/high-density polyethylene composite board. Materials Research, 18 (5), 994-999. doi: http://dx.doi.org/10.1590/1516-1439.010615
The basic industrial products manufacture (2000–2018). Express issue. State Statis-tics Service of Ukraine. Available at http://www.ukrstat.gov.ua (in Ukrainian).
Matsi, M., Rohumaa, A., Piirlaid, M., Hughes, M., & Meier, P. (2010). Assessing the potential of furan polymer-based resin development in bonded veneer processing factors on adhesive bond strength. Proceedings of the 6th meeting of the Nordic-Baltic Network In Wood Material Science And Engineering (WSE). Tallinn: Estonia
Piirlaid, M., Rohumaa, A., Matsi, M., Hughes, M., & Meier, P. (2010). Effect of birch veneer processing factors on adhesive bond strength development. Proceedings of the 6th meeting of the Nordic-Baltic Network In Wood Material Science And Engineering (WSE). Tallinn: Estonia
Smith, M.J., Dai, H., & Ramani, K. (2002). Wood–thermoplastic adhesive interface–method of characterization and results. International Journal of Adhesion & Ad-hesives, 22 (3), 197-204. https://doi.org/10.1016/S0143-7496(01)00055-0
Song, W., Wenbang, W., Congrong, R., & Shuangbao, Z. (2016). Developing and evaluating composites based on plantation eucalyptus rotary-cut veneer and high-density polyethylene film as novel building materials. BioResources, 11 (2), 3318-3331. https://doi.org/10.15376/biores.11.2.3318-3331
Song, W., Wenbang, W., Xuefei, L., & Shuangbao, Z. (2017). Utilization of polypro-pylene film as an adhesive to prepare formaldehyde-free, weather-resistant ply-wood-like composites: Process optimization, performance evaluation, and inter-face modification. BioResources, 12 (1), 228-254. https://doi.org/ 10.15376/biores.12.1.228-254
Sorensen, R., & Ky, L. (1933). Dry film gluing in plywood manufacture. The Ameri-can Society of Mechanical Engineers, 37-48.
Suberliak O. V. & Bashtannik P. I. (2006). The polymeric and composite materials processing technology. Kyiv: ISDO (in Ukrainian).
World Health Organization. (2004). IARC classifies formaldehyde as carcinogenic to humans. International Agency for Research on Cancer. Available at www.iarc.fr/ENG/Press-Releases/archives/pr153a
Yorur, H. (2016). Utilization of waste polyethylene and its effects on physical and mechanical properties of oriented strand board. BioResources, 11 (1), 2483-2491. https://doi.org/10.15376/biores.11.1.2483-2491
Zike, S., & Kalnins, K. (2011). Enhanced impact absorption properties of plywood. Civil Engineering’ 11 3rd International Scientific Conference Proceedings, Vol. 3, 125-130. Jelgava, Latvia: University of Agriculture
TU U 33.2-30291682-002 (2004). The “Microtech” Micrometers. Technical сondi-tions of the private research and production enterprise company “Mikroteh”: Kharkiv, Ukraine (in Russian).
GOST 15139 (1969). Plastics. Density determination methods (mass density); The state standard of the USSR: Moscow, Russia (in Russian).
GOST 21553 (1976). Plastics. Plastics. Melting temperature determination methods; An International standard: Moscow, Russia (in Russian).
EN 323 (1993). Wood-Based Panels-Determination of Density; European Committee for Standardization: Brussels, Belgium
EN 310 (1993). Wood-Based Panels-Determination of Modulus of Elasticity in Bend-ing and of Bending Strength; European Committee for Standardization: Brussels, Belgium
EN 314-1 (2004). Plywood-Bonding Quality-Part 1: Test Methods; European Com-mittee for Standardization: Brussels, Belgium
EN 314-2 (1993). Plywood-Bonding Quality-Part 2: Requirements; European Com-mittee for Standardization: Brussels, Belgium
EN 317 (1993). Particleboards and Fibreboards. Determination of Swelling in Thick-ness after Immersion in Water; European Committee for Standardization: Brus-sels, Belgium
EN 315 (2000). Plywood. Tolerances for Dimensions; European Committee for Standardization: Brussels, Belgium
Опубліковано
2019-12-26
Розділ
РЕСУРСООЩАДНІ ТА ЕКОЛОГОБЕЗПЕЧНІ ТЕХНОЛОГІЇ ДЕРЕВООБРОБКИ