Возрастное ограничение 18+
Ученые Пермского политеха разработали новый клей на основе полиэтилена для производства фанеры
Фанера – популярный строительный материал, который используется для наружных и внутренних работ в элементах конструкций и производстве мебели. В процессе ее изготовления используется клей на основе токсичных формальдегидных смол. Специалисты России, Финляндии, Китая, Белоруссии и других стран занимаются разработкой клеящего состава на основе самого крупнотоннажного полимерного материала – полиэтилена. Ученые Пермского политеха нашли способ его использования, который позволяет получать фанеру более экологичным способом, сохранив прочностные свойства по склеиванию древесного шпона в соответствии с нормативно-технической документацией на такую продукцию.
На изобретение выдан патент №2828198. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Для изготовления фанеры на более чем восьмидесяти предприятиях России используют клей с токсичной формальдегидной составляющей. Это требует обязательного контроля произведенного продукта на содержание альдегида, поскольку стопроцентной поликонденсации клея, т. е. образования полимеров, при производстве изделий не бывает.
Для использования полиэтилена в качестве клея его нужно модифицировать, поскольку у него нет активных групп, которые позволяют создавать хорошие адгезионные (клейкие) связи с природными полимерами древесины. Однако введение модификаторов требует дополнительного технологического оборудования, а сами они обладают токсичностью – например, малеиновый ангидрит вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, горла и носа.
Ученые Пермского политеха предложили способ изготовления фанеры, который позволяет при использовании полиэтилена в качестве клея максимально реализовать возможности перекисного модификатора. Это нужно для создания прочных связей между полиэтиленом и природными полимерами в древесине. Разработанный метод позволяет «подшивать» полиэтилен, т. е. изменять его молекулярную структуру и свойства. При этом сокращается технологический процесс изготовления изделий.
– Древесина содержит природные полимеры, которые могут образовывать достаточно прочную адгезионную связь на химическом уровне с некоторыми синтетическими полимерами. Чтобы отнести полиэтилен к таким материалам, ему необходимо создать совместимость с целлюлозой или лигнином древесины. Для этого нужно подобрать модификатор, который выполнит такую работу, – комментирует Вячеслав Палкин, аспирант кафедры строительного инжиниринга и материаловедения ПНИПУ.
– Мы предлагаем использовать в качестве модификатора перекись с температурой разложения выше температуры плавления полимера. Ее наносят на поверхность полиэтиленовой пленки и тем самым создают пленочный клей. Горячее прессование пакета из слоев шпона и такого клея приводит поэтапно к плавлению полимера, прививке к нему природного и, при необходимости, к созданию определенной степени сшивки его макромолекул, – объясняет Игорь Кочуров, доцент кафедры строительного инжиниринга и материаловедения ПНИПУ, кандидат технических наук.
Адгезионная прочность взаимодействия клея с древесиной шпона определялась в соответствии с ГОСТ 9624-2009. Предел прочности при скалывании выполнялся на образцах, которые прошли влажностную и температурно-влажностную обработку по режимам, указанным в соответствующей нормативно-технической документации. Результаты испытаний показали соответствие адгезионной прочности требованиям стандартов.
Подход ученых Пермского политеха делает композиционный состав пленочного клея и фанеры экологичнее. Применение такой технологии изготовления фанеры – это перспективное направление получения слоеных конструктивных элементов.
На изобретение выдан патент №2828198. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Для изготовления фанеры на более чем восьмидесяти предприятиях России используют клей с токсичной формальдегидной составляющей. Это требует обязательного контроля произведенного продукта на содержание альдегида, поскольку стопроцентной поликонденсации клея, т. е. образования полимеров, при производстве изделий не бывает.
Для использования полиэтилена в качестве клея его нужно модифицировать, поскольку у него нет активных групп, которые позволяют создавать хорошие адгезионные (клейкие) связи с природными полимерами древесины. Однако введение модификаторов требует дополнительного технологического оборудования, а сами они обладают токсичностью – например, малеиновый ангидрит вызывает раздражение слизистых оболочек глаз, горла и носа.
Ученые Пермского политеха предложили способ изготовления фанеры, который позволяет при использовании полиэтилена в качестве клея максимально реализовать возможности перекисного модификатора. Это нужно для создания прочных связей между полиэтиленом и природными полимерами в древесине. Разработанный метод позволяет «подшивать» полиэтилен, т. е. изменять его молекулярную структуру и свойства. При этом сокращается технологический процесс изготовления изделий.
– Древесина содержит природные полимеры, которые могут образовывать достаточно прочную адгезионную связь на химическом уровне с некоторыми синтетическими полимерами. Чтобы отнести полиэтилен к таким материалам, ему необходимо создать совместимость с целлюлозой или лигнином древесины. Для этого нужно подобрать модификатор, который выполнит такую работу, – комментирует Вячеслав Палкин, аспирант кафедры строительного инжиниринга и материаловедения ПНИПУ.
– Мы предлагаем использовать в качестве модификатора перекись с температурой разложения выше температуры плавления полимера. Ее наносят на поверхность полиэтиленовой пленки и тем самым создают пленочный клей. Горячее прессование пакета из слоев шпона и такого клея приводит поэтапно к плавлению полимера, прививке к нему природного и, при необходимости, к созданию определенной степени сшивки его макромолекул, – объясняет Игорь Кочуров, доцент кафедры строительного инжиниринга и материаловедения ПНИПУ, кандидат технических наук.
Адгезионная прочность взаимодействия клея с древесиной шпона определялась в соответствии с ГОСТ 9624-2009. Предел прочности при скалывании выполнялся на образцах, которые прошли влажностную и температурно-влажностную обработку по режимам, указанным в соответствующей нормативно-технической документации. Результаты испытаний показали соответствие адгезионной прочности требованиям стандартов.
Подход ученых Пермского политеха делает композиционный состав пленочного клея и фанеры экологичнее. Применение такой технологии изготовления фанеры – это перспективное направление получения слоеных конструктивных элементов.
Получать доступ к эксклюзивным и не только новостям Вечерних ведомостей быстрее можно, подписавшись на нас в сервисах «Яндекс.Новости» и «Google Новости».
Поддержать редакцию
Ученые выяснили, что за сезон на Урале можно вырастить два урожая технической конопли
01 ноября 2024
01 ноября 2024
Платформа «Авито Авто» создала свой журнал
30 октября 2024
30 октября 2024