Механічні властивості фанери, склеєної термопластичною плівкою первинного поліетилену низької густини
Ключові слова:
лущений шпон; деревина різних порід; полімери; плівка ПЕНГ; міцність на зріз; міцність на згин; модуль пружності.
Анотація
Термопластичні плівки – один із перспективних видів клейових матеріалів для виготовлення нетоксичної фанери. У цій роботі запропоновано використання первинної термопластичної плівки поліетилену низької густини (ПЕНГ) для виготовлення фанери. Основним завданням дослідження було з’ясувати механічні властивості фанери, склеєної зі шпону різних порід деревини плівкою ПЕНГ різної товщини. Для кращого розуміння процесу склеювання листів лущеного шпону термопластичною плівкою було використано деревину різних порід – тополі, берези, граба та бука, а також різні товщини плівки – 50, 80, 100 і 150 мкм. Для порівняння виготовляли фанеру, склеєну карбамідоформальдегідним клеєм.
Результати дослідження продемонстрували, що зразки фанери з використанням шпону деревини усіх досліджуваних порід, склеєних плівкою ПЕНГ, володіють задовільними механічними властивостями: міцністю на зріз, міцністю на згин та модулем пружності. Встановлено, що така фанера, за значеннями міцності на зріз, має досить високі показники, які перевищують рекомендоване значення міцності 1,0 МПа згідно стандарту EN 314-2. З’ясовано, що порода деревини шпону більшою мірою впливає на механічні властивості фанери, тоді як товщина плівки ПЕНГ впливає меншою мірою. Фанера з тополевого шпону мала найнижчі значення міцності на згин та модуля пружності, крім міцності на зріз, яка була на тому ж рівні, що і для березової та грабової фанери. Зразки букової фанери мали найкращі механічні властивості.
На загал, результати дослідження підтвердили доцільність заміни рідкого термореактивного карбамідоформальдегідного клею на термопластичну плівку ПЕНГ для виготовлення малотоксичної фанери, яку можна застосовувати у виробництві меблів (особливо – дитячих) та оформленні інтер’єру і екстер’єру.
Посилання
Бехта, П. А., Кусняк, І. І. (2019). Властивості фанери з використанням як клею термопластичної плівки. Наукові праці Лісівничої академії наук України, 19, 209-222 [Bekhta, P. A., & Kusniak, І. I. (2019). The properties of plywood with thermoplastic film using as glue. Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine, 19, 209-222. https://doi.org/10.15421/411943] (in Ukraini-an)
Кусняк, І. І. (2020). Ефективність виробництва фанери склеєної термопластич-ною плівкою. Науковий вісник НЛТУ України, 30(2), 88-92 [Kusniak, І. I. (2020). Efficiency of the glued plywood production with thermoplastic film. Scientific Bulletin of UNFU, 30(2), 88-92. https://doi.org/10.36930/40300216] (in Ukrainian)
Bekhta, P., Chernetskyi, O., Kusniak, I., Bekhta, N., & Bryn, O. (2022). Selected Properties of Plywood Bonded with Low-DensityPolyethylene Film from Different Wood Species. Polymers, 14(51), 1-13. https://doi.org/10.3390/polym14010051
Bekhta, P., Pizzi, A., Kusniak, I., Bekhta, N., Chernetskyi, O., & Nuryawan, A. A. (2022). Comparative Study of Several Properties of Plywood Bonded with Virgin and Recycled LDPE Films. Materials, 15, 4942, 1-15. https://doi.org/10.3390/ma15144942
Bekhta, P., & Sedliačik, J. (2019). Environmentally-Friendly High-Density Polyethylene-Bonded Plywood Panels. Polymers (Basel), 11(7), 1166, 1-21. https://doi. org/10.3390/polym11071166
Bekhta, P., Müller, M., & Hunko, I. (2020). Properties of Thermoplastic-Bonded Plywood: Effects of the Wood Species and Types of the Thermoplastic Films. Polymers, 12(11), 2582, 1-19. https://doi.org/10.3390/polym12112582
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
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
EN 310 (1993). Wood-Based Panels–Determination of Modulus of Elasticity in Bending and of Bending Strength. [Рublished 1993-15-04]. Official publishing house. Brussels: European Committee for Standardization
EN 314-1 (2004). Plywood–Bonding Quality–Part 1: Test Methods. [Рublished 2006-01-16]. Official publishing house. Brussels: European Committee for Standardization
EN 314-2 (1993). Plywood–Bonding Quality–Part 2: Requirements. [Рublished 1993-15-04]. Official publishing house. Brussels: European Committee for Standardization
Fang, L., Chang, L., Guo, W., Chen, Y., & Wang, Z. (2012). Manufacture of environmentally 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 characterization 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 (2021). Yearbook of Forest Products 2019. Retrieved from https://www.fao.org/3/cb3795m/cb3795m.pdf
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
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. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/264102161_Adhesion_Characteristics_and_Anatomic_Scanning_of_Plywood_Bonded_by_High_Density_Polyethylene
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
Huang, J., & Li, K. (2008). A new soy flour-based adhesive for making interior type II plywood. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 85, 63-70. https://doi.org/10.1007/s11746-007-1162-1
Kajaks, J., Kalniņš, K., Reihmane, S., & Bernava, A. (2014). Recycled thermoplastic polymer hot melts utilization for birch wood veneer bonding. Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology, 30(2), 87-102. https://doi.org/10.1177/147776061403000
Kajaks, J., Reihmane, S., Grinbergs, U., & Kalninš, K. (2012). Use of innovative environmentally friendly adhesives for wood veneer bonding. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 61(3), 207-211. https://doi.org/10.3176/proc.2012.3.10
Kishi, H., Fujita, A., Miyazaki, H., Matsuda, S., & Murakami, A. (2006). Synthesis of wood-based epoxy resins and their mechanical and adhesive properties. Journal of Applied Polymer Science, 102(3), 2285-2292. https://doi.org/10.1002/app.24433
Liu, Y.J., & Li, K. (2007). Development and characterization of adhesives from soy protein for bonding wood. International Journal of Adhesion & Adhesives, 27(1), 59-67. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2005.12.004
Lustosa, ECB, Del Menezzi, CHS, de Melo, R. R. (2015). Production and properties of a new wood laminated veneer/high-density polyethylene composite board. Materials Research, 18(5), 994-999. http://dx.doi.org/10.1590/1516-1439.010615
Mittal, M., & Sharma, C. B. (1992). Studies on lignin-based adhesives for plywood panels. Polymer International, 29(l), 7-8. https://doi.org/10.1002/pi.4990290103
Smith, M. J., Dai, H., & Ramani, K. (2002). Wood-thermoplastic adhesive interface-method of characterization and results. International Journal of Adhesion & Adhesives, 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: 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: 10.15376/biores.12.1.228-254
Sowunmi, S., Ebewele, R. O., Conner, A. H., & River, B. H. (1996). Fortified man-grove tannin- based plywood adhesive. Journal of Applied Polymer Science, 62, 577-584. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19961017)62:33.3.CO;2-X
Tohmura, S. I., Li, G. Y., & Qin, T. F. (2005). Preparation and characterization of wood polyalcohol-based isocyanate adhesives. Journal of Applied Polymer Sci-ence, 98, 791-795. https://doi. org/10.1002/прим.22072
Umemura, K., Takahashi, A., & Kawal, S. (1999). Durability of isocyanate resin ad-hesives for wood. II. Effect of the addition of several polyols on the thermal properties. Journal of Applied Polymer Science, 74(7), 1807-1814. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19991114)74:7<1807::AID-APP24>3.0.CO;2-0
World Health Organization (2004). IARC classifies formaldehyde as carcinogenic to humans. International Agency for Research on Cancer. Retrieved from www.iarc.fr/ENG/Press-Releases/archives/pr153a
Кусняк, І. І. (2020). Ефективність виробництва фанери склеєної термопластич-ною плівкою. Науковий вісник НЛТУ України, 30(2), 88-92 [Kusniak, І. I. (2020). Efficiency of the glued plywood production with thermoplastic film. Scientific Bulletin of UNFU, 30(2), 88-92. https://doi.org/10.36930/40300216] (in Ukrainian)
Bekhta, P., Chernetskyi, O., Kusniak, I., Bekhta, N., & Bryn, O. (2022). Selected Properties of Plywood Bonded with Low-DensityPolyethylene Film from Different Wood Species. Polymers, 14(51), 1-13. https://doi.org/10.3390/polym14010051
Bekhta, P., Pizzi, A., Kusniak, I., Bekhta, N., Chernetskyi, O., & Nuryawan, A. A. (2022). Comparative Study of Several Properties of Plywood Bonded with Virgin and Recycled LDPE Films. Materials, 15, 4942, 1-15. https://doi.org/10.3390/ma15144942
Bekhta, P., & Sedliačik, J. (2019). Environmentally-Friendly High-Density Polyethylene-Bonded Plywood Panels. Polymers (Basel), 11(7), 1166, 1-21. https://doi. org/10.3390/polym11071166
Bekhta, P., Müller, M., & Hunko, I. (2020). Properties of Thermoplastic-Bonded Plywood: Effects of the Wood Species and Types of the Thermoplastic Films. Polymers, 12(11), 2582, 1-19. https://doi.org/10.3390/polym12112582
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
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
EN 310 (1993). Wood-Based Panels–Determination of Modulus of Elasticity in Bending and of Bending Strength. [Рublished 1993-15-04]. Official publishing house. Brussels: European Committee for Standardization
EN 314-1 (2004). Plywood–Bonding Quality–Part 1: Test Methods. [Рublished 2006-01-16]. Official publishing house. Brussels: European Committee for Standardization
EN 314-2 (1993). Plywood–Bonding Quality–Part 2: Requirements. [Рublished 1993-15-04]. Official publishing house. Brussels: European Committee for Standardization
Fang, L., Chang, L., Guo, W., Chen, Y., & Wang, Z. (2012). Manufacture of environmentally 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 characterization 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 (2021). Yearbook of Forest Products 2019. Retrieved from https://www.fao.org/3/cb3795m/cb3795m.pdf
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
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. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/264102161_Adhesion_Characteristics_and_Anatomic_Scanning_of_Plywood_Bonded_by_High_Density_Polyethylene
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
Huang, J., & Li, K. (2008). A new soy flour-based adhesive for making interior type II plywood. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 85, 63-70. https://doi.org/10.1007/s11746-007-1162-1
Kajaks, J., Kalniņš, K., Reihmane, S., & Bernava, A. (2014). Recycled thermoplastic polymer hot melts utilization for birch wood veneer bonding. Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology, 30(2), 87-102. https://doi.org/10.1177/147776061403000
Kajaks, J., Reihmane, S., Grinbergs, U., & Kalninš, K. (2012). Use of innovative environmentally friendly adhesives for wood veneer bonding. Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, 61(3), 207-211. https://doi.org/10.3176/proc.2012.3.10
Kishi, H., Fujita, A., Miyazaki, H., Matsuda, S., & Murakami, A. (2006). Synthesis of wood-based epoxy resins and their mechanical and adhesive properties. Journal of Applied Polymer Science, 102(3), 2285-2292. https://doi.org/10.1002/app.24433
Liu, Y.J., & Li, K. (2007). Development and characterization of adhesives from soy protein for bonding wood. International Journal of Adhesion & Adhesives, 27(1), 59-67. https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2005.12.004
Lustosa, ECB, Del Menezzi, CHS, de Melo, R. R. (2015). Production and properties of a new wood laminated veneer/high-density polyethylene composite board. Materials Research, 18(5), 994-999. http://dx.doi.org/10.1590/1516-1439.010615
Mittal, M., & Sharma, C. B. (1992). Studies on lignin-based adhesives for plywood panels. Polymer International, 29(l), 7-8. https://doi.org/10.1002/pi.4990290103
Smith, M. J., Dai, H., & Ramani, K. (2002). Wood-thermoplastic adhesive interface-method of characterization and results. International Journal of Adhesion & Adhesives, 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: 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: 10.15376/biores.12.1.228-254
Sowunmi, S., Ebewele, R. O., Conner, A. H., & River, B. H. (1996). Fortified man-grove tannin- based plywood adhesive. Journal of Applied Polymer Science, 62, 577-584. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19961017)62:33.3.CO;2-X
Tohmura, S. I., Li, G. Y., & Qin, T. F. (2005). Preparation and characterization of wood polyalcohol-based isocyanate adhesives. Journal of Applied Polymer Sci-ence, 98, 791-795. https://doi. org/10.1002/прим.22072
Umemura, K., Takahashi, A., & Kawal, S. (1999). Durability of isocyanate resin ad-hesives for wood. II. Effect of the addition of several polyols on the thermal properties. Journal of Applied Polymer Science, 74(7), 1807-1814. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19991114)74:7<1807::AID-APP24>3.0.CO;2-0
World Health Organization (2004). IARC classifies formaldehyde as carcinogenic to humans. International Agency for Research on Cancer. Retrieved from www.iarc.fr/ENG/Press-Releases/archives/pr153a
Опубліковано
2022-12-29
Як цитувати
Bekhta, P., Kusniak, I., Chernetskyi, O., & Bekhta, N. (2022). Механічні властивості фанери, склеєної термопластичною плівкою первинного поліетилену низької густини. Наукові праці Лісівничої академії наук України, (24), 176-184. https://doi.org/10.15421/412216
Розділ
ДЕРЕВООБРОБНІ ТЕХНОЛОГІЇ ТА ЛІСОВА ІНЖЕНЕРІЯ
