Технологія виготовлення виробів з деревини

Махагон – ядерна листяна порода з вузькою білою заболонню. Ядро бурувате або коричнево-червоне. Річні шари слабо помітні. Деревина махагон відрізняється високими механічними властивостями, майже не коробиться і не розтріскується, добре полірується. Застосовується для виготовлення високоякісних меблів, внутрішньої обробки пасажирських вагонів, пароплавних кают.

Бакаут – вічнозелене дерево, що виростає в тропічній зоні. Бакаут – ядерна листяна порода з вузькою жовтувато-білою заболонню, що різко відрізняється від зеленувато-чорного ядра. Кільця приросту (ці кільця не є річними шарами) майже непомітні. Деревина бакаута дуже щільна, тверда, дуже важка, із запахом ванілі. Вона важко піддається обробці, важко розколюється. У деревині бакаута міститься до 26% смоли і близько 3% слизистих речовин, які з водою дають емульсію і тим самим зменшують тертя. Деревина бакаута застосовується для виготовлення деталей машин, від яких вимагається твердість і високий опір стиранню.

Палісандр – ядерна порода з вузькою ясно-жовтою заболонню з сіруватим відтінком і пурпурно-коричневим або шоколадно-бурим ядром з чорними і темно-коричневими смугами. Річні шари помітні слабо. Серцевинні промені вузькі, погано помітні. Деревина дуже важка, мало усихає, добре полірується. Застосовують її для виготовлення піаніно, художніх меблів, набірного паркету.

 

РОЗДІЛ 2

ДОСЛІДЖЕННЯ ОСНОВНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ДЕРЕВОСТРУЖКОВИХ ПЛИТ

 

 

2.1. Визначення фізичних властивостей деревостружкових плит

 

Деревостружкові плити (ДСП) з'явилися в 1900 році як дослідні зразки. З 30-х років стали серійним продуктом. Вони складаються у більшій частині теж з дерева – із дрібної і дуже дрібної стружки, яка при додаванні до неї штучної смоли (в якості сполучного компонента) при високій температурі і сильному тиску пресується в плиту. Стружка реагує на вологість повітря не так сильно, як волокна в натуральній деревині. Тому деревостружкові плити – дуже стійкий матеріал. Завдяки такій якості вони підходять, перш за все, для виготовлення меблів і вбудованих деталей великої площі. Правда, за однієї умови: щоб вологість повітря не перевищувала "можливостей" плити.

Деревостружкові плити (ДСП) – це плитний пиломатеріал, виготовлений шляхом гарячого пресування частинок деревини (деревної стружки) і сполучної речовини.

Властивості деревини та ДСП, які визначаються без порушення цілісності матеріалу (зважуванням, висушуванням, вимірюванням, зовнішнім оглядом і т. п.), називаються фізичними. Ці властивості деревина проявляє без зміни свого хімічного складу і будови.

Деревостружкові плити виготовляють з деревини різними методами і для різних цілей.

Цим пояснюється велика різноманітність плит. Найчастіше їх класифікують за такими основними ознаками.

Мал.2.1. Сировина для деревостружкових плит

За способом пресування: плити плоского та екструзійного пресування. У плитах плоского пресування деревні частинки розташовані паралельно площині. Такі плити мають однакову міцність у всіх на-правліннях площині. У плитах екструзійного пресування (отриманих методом витискування) деревні частинки розташовані перпендикулярно площині. Ці плити мають дуже низьку міцність при вигині вздовж площини і дещо вищу поперек плити. Тому для збільшення міцності при вигині такі плити підлягають обов'язковій облицюванні з обох сторін лущеним шпоном.

За конструкцією: одношарові, тришарові, п'ятишарові і багатошарові.

Одношарові плити мають однакові розміри деревних частинок і однакову кількість сполучного по всій товщині. Вони можуть бути суцільними і з внутрішніми каналами вздовж плити (багатопустотні деревостружкові).

У тришарових плитах обидва зовнішніх шару виготовляють з більш тонких (або найдрібніших) деревних частинок і з великою кількістю сполучного в порівнянні з внутрішнім шаром. В даний час в Республіці Білорусь та за кордоном тришарові плити займають найбільшу питому вагу.

П'яти шарова плита складається з одного внутрішнього і двох однакових симетрично розташованих проміжних і зовнішніх шарів, що відрізняються один від одного розмірами деревних частинок і змістом пов'язує. У зовнішніх шарах використовують дрібні деревні частинки і пил, в проміжну – дрібні деревні частки невеликих розмірів і у внутрішньому – деревні частинки з найбільшими допускаються розмірами, тобто найбільш грубою стружку.

У багатошарових плитах розмір деревних частинок поступово розтане від поверхні до середини, а зміст сполучного відповідно зменшується. Однак на відміну від тришарових або п'ятишарових, в яких є яскраво виражена межа між шарами, в багатошарових плитах такої межі немає.

Щільність деревостружкових плит. За щільністю: плити малої щільності (до 500кг/м3), середньої щільності (500 – 650 кг/м3), високої щільності (650 – 850 кг/м3). Більшість плит виготовляють щільністю 650 – 750 кг/м3.

По виду деревних часток для формування зовнішніх шарів: плити з зовнішніми шарами зі спеціальною тонкою різаною стружки і плити з мілкоструктурною поверхнею. Перші мають більш високу міцність на статичний вигин і низький клас (5–6-й) шорсткості. Такі плити застосовують без облицювання або облицьовують шпоном, наприклад в меблевому виробництві. По друге для формування зовнішніх шарів використовують найдрібніші, деревні частинки і пил. Такі плити характеризуються більш низькою міцністю на статичний вигин (приблизно на 10–20%), але зате високою якістю поверхні (шорсткість не нижче 7-го класу); вони придатні для облицювання сучасними прогресивними полімерними матеріалами.

Вологість деревостружкових плит. За гідрофобності (водостійкості): плити підвищеної і середньої (звичайної) водостійкості. Плити підвищеної водостійкості виготовляють із застосуванням фенолоформальдегідних або меламіноформальдегідних смол, а також мочевіноформальдегідних смол з додаванням гідрофобних речовин. Плити середньої (звичайної) водостійкості виготовляють із застосуванням мочевіноформальдегидних смол. Міцність таких плит знижується в 3 – 4 рази під дією холодної води, а під дією гарячої (60 ° С і вище) міцність плит різко знижується, а потім вони руйнуються.

По виду обробки поверхні: не облицьовані і фанеровані. Плити облицьовують шпоном, декоративним паперово-шаруватим пластиком, паперово-смоляної плівкою на основі термореактивних і термопластичних смол, покриваності лакофарбовими матеріалами (імітаційна друк), іноді металом та ін.

По виду (природі) використовуваного єднального. Тому ознакою розрізняють плити на органічних і неорганічних зв'язуючих. При виготовленні плит на органічних сполучних використовують смоли, які вводять в стружкову масу у вигляді водних розчинів, рідше – в порошкоподібному (сухому) вигляді. При виготовленні плит на неорганічних сполучних використовують цемент, каустичний магнезит та ін. На основі неорганічних сполучних виготовляють в основному плити будівельного призначення, що відрізняються високою водо-, біо-і вогнестійкістю.

З метою надання ДСП більш декоративного вигляду використовується велика кількість різних облицювальних матеріалів. Є кілька технологій покриття ДСП:

1. Облицювання паперово-смоляними плівками

Під паперово-смоляною плівкою мається на увазі декоративний папір, який просочений полімерною смолою.

2. Облицювання ДСП паперово-шаруватими пластиками

Шаруваті пластики – це полімерні матеріали, які містять паралельно розташовані шари наповнювача. Наповнювачем може бути тканина, шпон, папір та інші матеріали.

3. Облицювання полімерними плівками

Цей процес аналогічний облицюванню декоративними пластиками за винятком того, що для отримання декоративного покриття використовують термопластичну полімерну плівку, яку пресують на ДСП з попередньо нанесеним на неї шаром клею.

4. Облицювання натуральним шпоном

Це один із найдавніших способів обробки поверхні плит. Натуральний шпон приклеюють на плиту-основу у спеціальних пресах. Перевагою цього способу є можливість використання плит з не дуже високою якістю поверхні. ДСП, облицьовану шпоном, обов’язково покривають захисним покриттям – лаком, якість якого, здебільшого, визначає його споживчі характеристики.

Властивості ДСП в основному залежать від об'ємної маси, форми і розмірів деревних частинок, кількості і якості сполучного, конструкції та ін. ДСП характеризуються наступними показниками:

1. вологість 8%;

2. водопоглинення 12–88%;

3. коефіцієнт теплопровідності 0,07–0,25 Вт / (м-К)[0,06–0,22 ккал/ (м-ч-°С)];

4. питома теплоємність 1,7–1,9 кДж / (кг-К)[0,4–0,45 ккал/ (кг-°С)];

5. розбухання (за 24 год.) по товщині 5–30%;

6. межа міцності при розтягуванні перпендикулярно пласті плити 0,25–0,4 Мн / кв.м (2,5–4 кг / кв.см).

Отже, під час вивчення фахової літератури ми дізналися про фізичні властивості деревостружкових плит (вологість, теплопровідність, щільність)

 

 

2.2. Визначення хімічних властивостей деревостружкових плит

 

Хімічними властивостями називаються ті особливості деревини та ДСП, які зв’язані з її хімічним складом.

Хімічний склад деревини та деревостружкових плит.  Головна маса деревини  і деревостружкових плит складається з органічних речовин, до складу яких входять елементи: вуглець С, кисень О, водень Н і азот N. А деревині із цих органічних речовин найбільше є вуглецю і кисню. Основними органічними речовинами деревини  та деревостружкових плит є целюлоза, лігнін і геміцелюлоза. З цих речовин складається клітинна оболонка. Інші сполуки (дубильні речовини, смоли та ін.) містяться в порожнинах клітин.

 Целюлоза є основною  речовиною клітинних оболонок  деревини: в деревині її міститься  близько 50%. Целюлоза – дуже стійка  речовина; вона не розчиняється  у воді, спирті, ефірі, ацетоні та  інших розчинниках. Якщо діяти  на целюлозу сумішшю азотної  і сірчаної кислот, то утвориться  так звана нітро целюлоза, з якої виготовляють колодій, нітроцелюлозі лаки, штучний шовк і піроксилін.

Геміцелюлози за своїм хімічним складом близькі до целюлози, але вони менш стійкі і розчиняються в лугах та кислотах.

Лігнін – це складна органічна речовина. В порівнянні з целюлозою лігнін менш стійкий; він добре розчиняється в гарячих лугах.

Дубильні речовини, або таніди, є в деревині багатьох порід. Серед наших лісових порід найбільше таніду міститься в деревині дуба і їстівного каштана. Дубильні речовини розчиняються у воді і спирті; вони здатні дубити сирі шкури. Добувають дубильні речовини з деревини, кори і листя за допомогою спеціальних апаратів.

Смоли – липкі речовини різного складу, які на повітрі стають твердими. Серед різних смол, що містяться в деревині, найбільше значення має живиця, яку добувають з деревини хвойних порід, переважно із сосни.

Живиця – це густа, липка, прозора рідина. Головні складові частини живиці такі: терпентинне масло, або скипидар, і каніфоль.

Скипидар – безколірна рідина з сильним запахом; застосовують його в медицині і у виробництві лаків.

Каніфоль – тверда, крихка, напівпрозора маса бурого кольору; застосовують її в паперовому виробництві для проклеювання папер, у виробництві лаків, мила та ін.

Отже, в ході роботи були визначенні основні хімічні властивості ДСП, а саме ті хімічні речовини які входять до складу ДСП.

 

 

2.3. Визначення механічних властивостей деревостружкових плит

 

Властивості деревостружкових плит чинити опір таким, що діє на нього зовнішнім механічним силам (навантаженням) називаються механічними.

Мал.2.2. Деревостружкові плити

Міцність деревини. Методи визначення міцності деревини. Міцність деревини визначається на невеликих її зразках в лабораторіях, обладнаних спеціальними машинами й приладами.

Міцність деревостружкових плит при поперечному стисненні в 5–10 разів менша міцності при стисненні подовжньому. Так, як більша частина ДСП виготовляється з сосни, то міцність сосни на стиснення тангентальне складає 17%, радіальне – 9% від міцності на стиснення уздовж волокон, а у берези відповідно 17 і 13%. Міцність деревини на розтягування упоперек волокон незначна. У хвойних порід вона складає від 2 до 5, у листя – від 8 до 22,5 % міцності на розтягування уздовж волокон. Міцність на розтягування в радіальному напрямі завжди більша (до двох разів) в порівнянні з міцністю на розтягування в тангентальному напрямі. Це пояснюється деякою витягнутістю кліток серцевинних променів в радіальному напрямі, які чинять розтягуванню опір, подібний до опору подовжніх волокон.

Межа міцності плит щільністю 650–720 кг / куб. м при статичному вигині складає 40–50 МПа в поздовжньому напрямку і 20–25 МПа в поперечному напрямку. Для порівняння: березова фанера загального призначення має межу міцності при статичному вигині 55–60 МПа.

Деревостружкові плити не дуже добре тримає шурупи, особливо при повторному вкручуванню. Гірше, у порівнянні з деревом, гнеться. Тому, для виробництва деяких конструкцій ДСП не підходить.

Крихкість – властивість ДСП під дією механічних сил руйнуватися раптово без значної зміни своєї форми.

Показником крихкості ДСП є опір його ударному вигину, яке визначається на особливій машині – маятниковому копрі.

Отже, до механічних властивостей ДСП належить міцність та крихкість плити.