Drewniana forma z tworzywa sztucznego. Jak zrobić płynny plastik własnymi rękami? Technologia produkcji i obszar zastosowania produktu. Czy da się to zrobić samemu?

Pomysł na biznes na organizację produkcji na małą skalę wyrobów z różnych materiałów do formowania wtryskowego w domu. Dzięki innowacyjnym technologiom dzisiaj przy produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych można obejść się bez drogich automatycznych maszyn termoplastycznych. Co więcej, możesz skonfigurować miniprodukcję na małą skalę bezpośrednio na swoim komputerze. Ten pomysł na biznes można rozpatrywać w dwóch kierunkach:

Jako główna działalność polegająca na wytwarzaniu gotowych wyrobów i form poprzez odlewanie z: cieczy:
- plastikowy;
- silikon;
- poliuretan;
- przezroczyste żywice i inne materiały.
Produkcja form jako efektywne uzupełnienie innych rodzajów działalności w okolicy:
- budowa;
- przemysł spożywczy;
- robienie mydła

W pierwszym i drugim przypadku casting w domu nie wymaga dużych inwestycji finansowych. Już teraz możesz łatwo rozpocząć działalność związaną z formowaniem wtryskowym.

Produkcja z wykorzystaniem płynnych tworzyw sztucznych

Proces produkcyjny odbywa się przy użyciu płynnych tworzyw sztucznych i form silikonowych. Teraz możliwe jest wytwarzanie wyrobów z tworzyw sztucznych w małych partiach w domu:

pamiątki;
zabawki;
biżuteria kostiumowa;
części zamienne do automatycznego tuningu;
części zamienne do różnych urządzeń mechanicznych;
buty;
dania

Istnieją komponenty do produkcji części z cienkościennego tworzywa sztucznego, które mogą znacznie rozszerzyć gamę produktów i wyprodukować części o dowolnej złożoności. Przykładowo zmieszanie dwóch składników marki Axson FASTCAST F32 od francuskiego producenta pozwala uzyskać superpłynny plastik, który wnika w najmniejsze fałdy reliefu kształtu modelu. Ponadto jest nieszkodliwy dla dzieci i nie ma zapachu.

Przedprodukcja

Aby zorganizować produkcję, potrzebujesz najpierw przykładowego modelu. Za jego pomocą należy najpierw wykonać formę ze specjalnych komponentów silikonowych lub poliuretanowych. Dzięki doświadczeniu i jakości materiałów można nauczyć się usuwania pleśni z modeli na tak wysokim poziomie, że na produktach (o ile zajdzie taka potrzeba) będą nawet widoczne odciski palców. Oznacza to, że kopia będzie na poziomie tożsamości, którego nie można odróżnić gołym okiem. Wyrobom z tworzyw sztucznych można podawać złożone związki z dowolną ulgą. Jeśli nie ma gotowego modelu do próbki, ale potrzebujesz stworzyć unikalne produkty, możesz zamówić je u właścicieli drukarki 3D. Nawiasem mówiąc, odlewanie znacznie przewyższa wydajność druku 3D z tworzywa sztucznego.

Gdy produkt jest gotowy, można go ozdobić przy użyciu powiązanych produktów zawierających płynne tworzywa sztuczne:

farby do efektów artystycznych;
podkłady;
klej.

Oczywiście w niektórych przypadkach nie można obejść się bez kreatywności i konieczne będzie ręczne malowanie produktów, co może mieć wpływ na wydajność. Ale tworzenie każdego biznesu jest niewątpliwie procesem twórczym. W końcu zarządzanie finansami jest sztuką.

Wykonujemy produkt z płynnego plastiku

Technologia tworzenia idealnego małego reliefu podczas wykonywania go w formie silikonowej własnymi rękami. Najpierw musisz przygotować wszystkie komponenty i materiały. Będziemy potrzebować:

Silikonowa platyna.
Płynny plastik Axson FASTCAST F18 (kolor biały, ma konsystencję wody, jest bezwonny!).
Szkarłatny barwnik do silikonu.
Lakier poliuretanowy.
Waga.
Strzykawka.
Miłośnik plików.

Przykładowy model mocujemy bezpiecznie do spodu szalunku, tworząc formę, za pomocą neutralnej plasteliny woskowej (aby uniknąć wyciekania silikonu). Malujemy silikon, z którego się okaże gotowa forma w kolorze szkarłatnym, tak aby jakość wymieszania składników płynu, białego do koloru plastiku była wyraźnie widoczna na formie. Pomocna rada: aby kształt był idealny, należy najpierw pokryć przykładowy model silikonem za pomocą szerokiego pędzla. W ten sposób ostrożnie wypełnij wszystkie wgłębienia reliefu masą. Dopiero potem należy całkowicie wypełnić formularz. Cały szalunek wypełniamy silikonem. Pozostaw na 7-8 godzin, aby utrwalić strukturę formy. Najtrudniejsza część już za nami.

Gratulacje!!! Teraz masz gotową formę do wielokrotnego wykonywania kopii przykładowego modelu. Przed rozpoczęciem odlewania upewnij się, że forma jest całkowicie sucha, aby uniknąć pęcherzyków. Następnie bardzo dokładnie mieszamy plastikowe elementy w stosunku wagowym 1:1 (w tym celu lepiej jest użyć elektronicznej wagi aptecznej lub laboratoryjnej). Czas wiązania wynosi 7 minut, ale pełne wiązanie zajmie kolejne 20 minut. Plastik ten jest neutralny w stosunku do silikonu i nie przykleja się do niego. Jednak po wielokrotnym użyciu związków z biegiem czasu możesz potrzebować środka antyadhezyjnego o właściwościach ochronnych EaseRelease. Po upływie wymaganego czasu wyjmujemy gotowy produkt, który kopiujemy dokładnie według wzoru.

Formy poliuretanowe dla budownictwa

Oprócz wyrobów z tworzyw sztucznych można wytwarzać formy wtryskowe. Stosowanie form wtryskowych w budownictwie jest obecnie bardzo popularne. Istnieje możliwość produkcji mieszanek do produkcji materiałów budowlanych. Są trwałe i nie wymagają podczas produkcji stosowania specjalnych środków smarnych. W końcu beton jest całkowicie neutralny w stosunku do poliuretanu. Przykładowo, ciekłe mieszanki poliuretanowe umożliwiają wykonanie form do napełniania:

Beton przedmioty dekoracyjne(płytki, ogrodzenia itp.);
elementy tynkarskie wyposażenia wnętrz (tralki, sztukaterie itp.);
płynny plastik przy tworzeniu szerokiej gamy produktów (pamiątki, zabawki, figurki itp.).

Formy silikonowe do wyrobów cukierniczych i mydlarskich

Zastosowanie technologii odlewania formowego w przemyśle spożywczym jest dość oczywiste. Nowe innowacyjne rozwiązania w dziedzinie chemii oferują dziś płyny: tworzywa sztuczne, silikony, masy silikonowe, które spełniają wszelkie normy zdrowotne i posiadają odpowiednie certyfikaty. Z takich bezpiecznych komponentów można wykonać formy dla przemysłu spożywczego. Na przykład do produkcji:

czekolada;
karmel;
izomalt;
lód;
mastyksy.

Mieszanki cieszą się również dużym zainteresowaniem wśród producentów mydeł. Zawsze potrzebują nowych, oryginalnych form, aby stworzyć nadające się do sprzedaży pamiątki z mydła. Znalezienie klienta, który chce, aby jego produkty miały niepowtarzalny kształt, wcale nie jest trudne.

Szanse na pomysł na mały biznes

Ten pomysł na biznes ułatwia tworzenie popularnych produktów własnymi rękami. Gotowe prace można sprzedać za pośrednictwem sklepu internetowego. Istnieje również możliwość świadczenia usług lub sprzedaży gotowych mieszanek innym producentom z innych branż. Najważniejsze jest to, że przy tych wszystkich szerokich możliwościach domowego biznesu koszt komponentów jest więcej niż przystępny. Gama komponentów jest szeroka i pozwala na dobór materiałów niezbędnych do tworzenia form lub ich wypełniania. Wystarczy tylko przykładowy model, z którego zostanie usunięta forma. Ten pomysł na biznes jest bardzo atrakcyjny dla domowego biznesu. Nie wymaga dużych kosztów, pozwala wyprodukować przydatne towary i urzeka kreatywnym procesem produkcyjnym.

Ekologia konsumpcji Nauka i technologia: Ludzie nauczyli się przekształcać odpady powstałe w wyniku przetwarzania surowców naturalnych w produkty posiadające właściwości lepsze od tych materiałów. Z artykułu dowiecie się o zupełnie nowym materiale – kompozycie drewno-polimer, czyli WPC.

Ostatnie 40 lat rozwoju przemysłu można śmiało nazwać „erą materiałów łączonych”. Nowoczesne urządzenia i technologie pozwalają łączyć pozornie nieprzystające do siebie rzeczy: drewno, beton, plastik, papier, metal. Wszystkie są mieszane, rozproszone, stapiane w jednym celu – uzyskania nowego produktu, który łączy w sobie najlepsze właściwości kilku materiałów wyjściowych. Tak więc, wśród innych nowości widzieliśmy „płynne drewno”.

Co to jest „płynne drzewo”

Pod względem technicznym jest to wytłaczany kompozyt drewno-polimer (WPC). Oznacza to, że element drewniany jest konserwowany za pomocą tworzywa sztucznego. W takim połączeniu materiał nabiera najlepszych właściwości:

Z drewna - wytrzymałość na ściskanie, odporność na uderzenia, elastyczność. Jednocześnie składnik drzewny jest praktycznie dowolny – wykorzystuje się wszelkie odpady zmielone na mąkę.
Z tworzywa sztucznego - odporność na korozję, elastyczność, precyzja wykonania. Polimer otacza cząstki drewna i eliminuje główną wadę drewna - niszczące reakcje z wodą. Polimer w tej technologii to w 90% tworzywo sztuczne pochodzące z recyklingu, czyli odpady pochodzące z recyklingu.

Procesłatwe do zrozumienia, ale dość trudne do wykonania. Polimer (tworzywo sztuczne) miesza się w określonej proporcji z mączką drzewną i podgrzewa aż do stopienia. Następnie jest formowany w wytłaczarce, na rolkach lub w formach i chłodzony. Na różnych etapach do masy dodaje się około 10 różnych dodatków - plastyfikatory, katalizatory, utwardzacze i inne. Wszystkie szczegóły produkcyjne - rodzaj drewna i marka tworzywa, proporcje mieszanki, dodatki, warunki temperaturowe co do zasady stanowią tajemnicę handlową. Wiadomo, że wszystkie składniki można kupić na wolnym rynku, a do mąki drzewnej wybiera się głównie bambus, modrzew i inne trwałe gatunki średniej kategorii cenowej.

Do produkcji WPC tworzone są specjalne wieloetapowe linie produkcyjne. Składają się z wielu urządzeń i kontrolerów. Niestety zmontowanie takiej maszyny własnymi rękami w garażu nie będzie możliwe. Ale możesz kupić gotową linię produkcyjną.

Produkty firmy WPC

Obecnie asortyment produktów jest niekompletny, ponieważ materiał jest stosunkowo nowy, a jego właściwości nie zostały w pełni zbadane. Można jednak już teraz wymienić kilka najpopularniejszych stanowisk.

Deska tarasowa lub taras

Stanowi obecnie aż 70% wszystkich poszukiwanych produktów WPC. Bardzo dostarczone linie produkcyjne koncentruje się na produkcji właśnie takiej deski, gdyż jest to obecnie jedyna alternatywa dla drewna. Deska składa się z ramy obwodowej, wewnętrznych żeber usztywniających oraz posiada system mocowania na pióro i wpust. Dostępne różne kolory.

Zalety w stosunku do tradycyjnych materiałów: Płyty WPC odróżniają się od drewna ciągłym malowaniem i lepszymi właściwościami fizycznymi (wytrzymałość, elastyczność, dokładność obróbki). Wiele rodzajów płyt WPC produkowanych jest w wersji dwustronnej - z reliefami z litego drewna i żebrowanym wycięciem.

Deska tarasowa WPC na wideo

Panele elewacyjne lub deski

Przez ogólnie mówiąc, można je ze sobą skorelować siding winylowy- zasada montażu i konstrukcja panelu są bardzo podobne. Ale panel WPC jest znacznie grubszy i sztywniejszy, a co za tym idzie, ma większą wagę i lepsze właściwości fizyczne.

Zalety w stosunku do tradycyjnego materiału: mocniejsza i trwalsza elewacja, wnęki w panelach i grube ściany lepiej zatrzymują ciepło i pochłaniają hałas.

Ogrodzenia, balustrady, balustrady, balustrady

Małe formy architektury wykonane z „płynnego drewna” dla dekoracyjne wykończenie na zewnątrz i krajobraz. mieć dobrze nośność i nadają się do intensywnego użytkowania (w zatłoczonych miejscach).

Zwyczajowo wytwarzano takie produkty z drewna (krótkotrwale i wymagające konserwacji) lub betonu (ciężkiego, zimnego i nie zawsze niezawodnego). Formy z kompozytu drewna są wykonane z prefabrykatów, a wszystkie części są projektowane z wyprzedzeniem. Na miejscu pozostaje już jedynie zmontować je za pomocą szlifierki i śrubokręta. Takie ogrodzenie nie wymaga mocnego fundamentu ani ciągłego malowania. Jeśli sekcja lub element konstrukcyjny ulegnie uszkodzeniu, można go łatwo wymienić, dokonując dodatkowej wymaganej liczby części.

Ogólną zaletą jest absolutna odporność na zużycie atmosferyczne (wilgoć, mróz, przegrzanie na słońcu), owady, grzyby i ścieranie.

Powszechną wadą są stosunkowo duże wahania podczas ogrzewania i chłodzenia. Pęcznienie desek tarasowych WPC może wynosić do 6 mm na 1 m (przy stopniowym nagrzewaniu do +40°C).

Ceny paneli elewacyjnych z „płynnego drewna”

Nazwa	Producent	Charakterystyka	Cena 1 m 2, m3. mi.
Bezpiecznik Duo FPS-22	Belgia	2800x220x22 mm, PCV	35
„MultiPlast”	Rosja	3000x166x18 mm, PE	20
RINDEK	Rosja	3400x190x28 mm, PCV	22
Domek wielopoziomowy	Chiny	2900x185x18 mm, PE	17
Okładzina CM	Szwecja	2200x150x11 mm, PCV	28
ITP (Intechplast)	Rosja	3000x250x22 mm, PCV	26
DORTMAX	Rosja	4000x142x16 mm, PE	18

Jak wybrać deskę tarasową WPC

Każdy rodzaj „płynnego drewna” wytwarzany jest z mąki drzewnej, której skład nie jest tak ważny. Ale skład dodawanego do niego polimeru może mieć kluczowe znaczenie:

Polimer na bazie polietylenu. Łatwiejsze i tańsze w produkcji. Zawiera więcej trociny, dzięki czemu jest tańszy niż analogi. Wrażliwy na promieniowanie UV (bez dodatków).
Polimer na bazie PCV. Większa odporność na zmiany temperatury, promieniowanie ultrafioletowe, większe bezpieczeństwo przeciwpożarowe. 2 razy trwalsza w porównaniu do innych związków.

W zależności od rodzaju profilu deski tarasowe dzielą się na dwa typy:

Pełny. Wytrzymuje znaczne obciążenia udarowe. Świetnie sprawdza się w miejscach o dużym natężeniu ruchu - letnich kawiarniach i werandach, pokładach statków, nasypach i pomostach.
Dziurawy. Są lekkie. Nadaje się na tarasy domów prywatnych.

Ze względu na rodzaj połączenia płyty WPC dzielą się na:

Szew. Montowane są z odstępem 3–5 mm i zapewniają dobre odprowadzanie wody. Zapinane na metalowe lub plastikowe klamry.
Bezszwowy. Tworzą ciągłą, trwałą powierzchnię dzięki wzajemnej przyczepności. Mocowanie za pomocą wkrętów samogwintujących, nie wymaga zacisków. Nadaje się do letnich obszarów kawiarni - drobne rzeczy, obcasy itp. nie dostają się do szczelin.

Według rodzaju powłoki antypoślizgowej lub obróbki:

Traktowane pędzlami („szczotkowanie” z angielskiego pędzla - pędzel, pędzel). Powierzchnia utworzona za pomocą metalowej szczotki (sztuczne starzenie).
Błyszczący. Powierzchnię traktuje się płótnem ściernym.
Tłoczone. Z reguły wykonywane są w konstrukcji drewnianej. Ma dobry dekoracyjny wygląd, ale w obszarach, po których się chodzi, wzór zaciera się i staje się to zauważalne.
Współwytłaczanie. Warstwa wierzchnia wykonana jest z kompozycji o wysokiej wytrzymałości i jest strukturowana podczas wytłaczania samej płyty.
Współwytłaczanie z głębokim tłoczeniem (od angielskiego embossing – embossing). Tłoczenie na wierzchniej warstwie imituje cenne gatunki drewna.

Na co zwrócić uwagę, niezależnie od rodzaju deski, którą wybierzesz:

Wysokość żeber. Od tego zależy wytrzymałość deski.
Liczba usztywnień. Wpływa na wytrzymałość na zginanie – im więcej, tym większa wytrzymałość.
Grubość ścianki. Cienkie ścianki (2–3 mm) słabo wytrzymują obciążenia udarowe.
Szerokość deski. Im szersza płyta lub panel, tym szybszy i łatwiejszy montaż oraz mniej mocowań będzie potrzebnych.

Wideo - jak wybrać deskę tarasową WPC

Całkowicie uczciwe jest przyjęcie tych wskazówek w odniesieniu do paneli elewacyjnych i innych produktów WPC do okładzin elewacyjnych.

Przemysł zapewnia przeciętnemu człowiekowi możliwość dokonania wyboru - wykorzystania nowego, naturalnego materiału, który jest używany zasoby naturalne(drewno, kamień) lub korzystaj z produktów pochodzących z recyklingu. Dzisiaj ludzie nauczyli się przekształcać odpady powstałe w wyniku przetwarzania materiałów naturalnych w produkty o właściwościach lepszych od tych materiałów. Jednak wybór pozostaje w gestii danej osoby – albo pozbyć się odpadów, kupując WPC, albo tworzyć ich coraz więcej, preferując naturalne materiały. opublikowany

UKD 674.812

V.G. Dediukhin, V.G. Buryndin, N.M. Mukhin, A.V. Artemow

WYTWARZANIE WYROBÓW POPRZEZ WPRASOWANIE W ZAMKNIĘTYCH FORMACH Z FENOPLASTÓW BEZ DODATKU SPOIWÓW

Wyniki studiów właściwości technologiczne prasowanie kompozycji z cząstek drewna bez dodatku spoiw oraz właściwości fizyko-mechaniczne tworzyw sztucznych z tych kompozycji; Badano wpływ niskocząsteczkowych modyfikatorów (organicznych i nieorganicznych) oraz wody na proces tworzenia tworzyw sztucznych.

Słowa kluczowe: drewno plastikowe, mocznik, płynność Raschiga, pył szlifierski, sklejka.

Zasoby drewna w Rosji szacuje się na 80 miliardów m3. Stopień jego wykorzystania wynosi 65...70%, a jedynie 15...17% przetwarza się metodami chemicznymi i chemiczno-mechanicznymi (poziom światowy to 50...70%). W zakładach hydrolizy gromadzi się rocznie 1,5 miliona ton ligniny hydrolitycznej w przeliczeniu na suchą masę.

Jednym z racjonalnych kierunków efektywnego wykorzystania odpadów z obróbki drewna jest produkcja materiałów prasowych (mas do prasowania drewna) na bazie ich żywic fenolowych i mocznikowo-formaldehydowych. Jednakże wprowadzenie do tych kompozycji 11 do 35% syntetycznych środków wiążących zwiększa koszt płyt i czyni je niebezpiecznymi dla środowiska.

Dlatego dużym zainteresowaniem cieszą się tworzywa drzewne otrzymywane bez dodatku spoiw. Surowcem wyjściowym mogą być nie tylko drobne cząstki drewna, ale także hydrolizowana lignina i pozostałości roślinne roślin jednorocznych (ognisko lnu i konopi, łodygi bawełny, słoma itp.). W pracy A.N. Minin nazwał ten materiał piezotermoplastycznym.

W USFTU trwają prace nad uzyskaniem materiałów z drewna i innych odpadów roślinnych bez dodatku spoiw: od 1961 r. w formach otwartych (między podgrzewanymi płasko-równoległymi płytami) - lignowęglowodanowe tworzywa drzewne, od 1996 r. w formach zamkniętych - tworzywa drzewne bez spoiwa ( DP-BS).

Technologia wytwarzania płyt i wyrobów z tworzyw drzewnych bez spoiwa nie jest powszechnie stosowana ze względu na długi cykl prasowania, gdyż tworzywo jest chłodzone w formie pod ciśnieniem (niska wydajność urządzeń i oprzyrządowania oraz duże zużycie ciepła). Zaproponowaliśmy technologię prasowania wyrobów opartą na wykorzystaniu form zewnętrznych oraz powietrza jako ciepła i chłodziwa. Jednocześnie wydajność wzrasta 5 lub więcej razy w porównaniu z tradycyjną technologią dla takich materiałów prasowych, a zużycie ciepła jest znacznie zmniejszone.

Jedną z wad kompozycji do tłoczenia drewna bez dodatku spoiw jest ich niska płynność. Na przykład płynność DP-BS z odpadów drzewnych (frakcja 0 ... 2 mm) metodą prasowania próbki płaskiego krążka przy wilgotności 10% wynosi 78 mm, a przy 20% -95 mm; płynność Raschiga tej kompozycji prasowej przy wilgotności 10% wynosi 9 mm, a przy 20% - 29 mm.

Tanim surowcem do produkcji DP-BS jest pył szlifierski powstający przy produkcji sklejki (TTTP-F) i płyt wiórowych (ShP-DStP). Tak więc przy wielkości produkcji płyt wiórowych wynoszącej 100 tys. m3/rok ilość wyprodukowanej płyty wiórowej ShP wynosi 7,5 tys. ton. W pracy wykazano, że ShP-DStP może być stosowany do produkcji fenoplastu gatunku 03-010-02, który spełnia wymagania GOST 5689-86 (patrz tabela).

Skład i właściwości fenoli na bazie mączki drzewnej i ShP-DStP

Wskaźnik Wartość wskaźnika dla wypełniacza

Mączka drzewna ShP-DStP

Mieszanina, %:

żywica fenolowo-formaldehydowa 42,8 37,5

szpachlówka do drewna 42,6 42,0

metenamina 6,5 7,0

mumia 4.4 -

wapno (wodorotlenek magnezu) 0,9 0,7

stearyna 0,7 0,6

kaolin - 4,4

nigrozyna 1,1 -

Właściwości:

wytrzymałość na zginanie, MPa 69 66...69

udarność, kJ/cm2 5,9 5,9...7,0

wytrzymałość dielektryczna, kV/cm 14,0 16.7.17.2

Zależność właściwości materiału prasującego na bazie ShP-F bez dodatku spoiwa od wilgotności (przy wilgotności 13% przeprowadzono modyfikację mocznikiem): a - wytrzymałość na ścinanie; b - moduł sprężystości przy zginaniu; c - płynność według Raschiga; g - płynność na dysku

Celem badań jest opracowanie receptury DP-BS na bazie ShP-F oraz znalezienie optymalnych sposobów prasowania produktów o właściwościach zbliżonych do fenoplastu 03-010-02.

Pod względem płynności DP-BS na bazie ShP-F jest znacznie gorszy od tworzyw fenolowych, dlatego można z niego wytwarzać produkty o prostych konfiguracjach. Na rysunku przedstawiono płynność materiału według Raschiga i na krążku w zależności od jego wilgotności.

Wiadomo, że modyfikacja drewna amoniakiem znacznie zwiększa jego plastyczność. Optymalna ilość amoniaku wynosi 5%. Proponuje się wykorzystanie mocznika jako źródła amoniaku, który rozkłada się w napiętych warunkach:

1ЧН2 - С - 1ЧН2 + Н20 -> 2Шз + С02. O

Ilość tam amoniaku i tam dwutlenku węgla powstającego podczas rozkładu karbamidu można obliczyć korzystając ze wzorów

tam = tk /1,765; holownik = 0,733 tk.

Naszym zdaniem bardziej właściwe jest zastosowanie mocznika, gdyż wynikający z tego dwutlenek węgla tworzy lekko kwaśne środowisko, które sprzyja polikondensacji ligniny i łatwo hydrolizowanej części celulozy – hemiceluloz. Zbiega się to z opinią autorów prac.

W procesie produkcji tworzyw drzewnych bez dodatku spoiwa, woda jest niezbędna jako plastyfikator drewna i odczynnik chemiczny biorący udział w reakcjach ze składnikami drewna.

Według , dla przepływu procesy chemiczne występująca podczas formowania tworzywa sztucznego z cząstek sosny pod ciśnieniem 2,5 MPa, początkowa wilgotność drewna powinna wynosić 7…9%. Przy stosowaniu twardego drewna (osika, olcha) początkowa wilgotność powinna być nieco wyższa - 10 ... 12%. Aby drewno uzyskało plastyczność, wilgotność zależna od rodzaju drewna i ciśnienia prasowania musi być jeszcze większa.

Ponadto, jeśli jako modyfikator stosuje się mocznik, do jego rozkładu wymagana jest dodatkowa woda (patrz diagram powyżej). Ilość wody potrzebnej do reakcji można obliczyć ze wzoru TV = 0,53.

Dlatego przy formowaniu DP-BS na bazie ShP-F z użyciem mocznika jako modyfikatora optymalna zawartość wody powinna wynosić około 13%.

Do modyfikacji składu prasy na bazie ShP-F zastosowano 9% wag. mocznik. Umożliwiło to znaczne zwiększenie właściwości lepkosprężystych materiału prasowego. Na przykład płynność Raschiga, przy zawartości wilgoci w materiale wyjściowym 13% wag., wzrosła 3,5-krotnie, płynność na tarczy - od 75 do 84 mm, moduł sprężystości przy zginaniu - od 263 do 364 MPa , a wyznaczona według niego wytrzymałość na ścinanie spadła z 2,6 do 1,5 MPa

Można zatem wyciągnąć następujące wnioski:

Stosując metodę matematycznego planowania eksperymentu typu Z2, zbadano wpływ wilgotności SHP-F (X\ = 11 ± 5%) i ciśnienia prasowania (X2 = 15 ± 10 MPa) na właściwości DP-BS (prasowanie temperatura 170°C);

Przetwarzając wyniki eksperymentów otrzymano odpowiednie równania regresji w postaci wielomianu drugiego rzędu:

¥,(ayug) = 34,9 + 6,6 X! + 16,9 X2 - 1,4 X? - 4,3 X22 - 3,0 Xx X2;

G2(D:,) = 34,5 - 21,8 X ~ 76,7 X2 + 26,3 X2 - 3,8 X22 + 75,5 X X2.

REFERENCJE

1. Bazarnova N.G. Wpływ mocznika na właściwości prasowanych materiałów z drewna poddanego obróbce hydrotermalnej / N.G. Bazarnova, A.I. Galochkin, V.S. Chłopi // Chemia surowców roślinnych. -1997. - Nr 1. -S. 17-21.

2. Buryndin V.G. Badanie możliwości wykorzystania pyłu szlifierskiego płyt wiórowych do produkcji tworzyw fenolowych / V.G. Buryndin [i in.] // Technologia desek i tworzyw sztucznych: międzyuczelniana. sob. - Jekaterynburg, ULTI, 1994. - s. 82-87.

3. Wigdorowicz A.I. Drewniane materiały kompozytowe w inżynierii mechanicznej (podręcznik) / A.I. Wigdorowicz, G.V. Sagalaev, A.A. Pozdniakow. - M.: Inżynieria mechaniczna, 1991. - 152 s.

4. Dedyukhin V.G. Tworzywa drzewne bez dodatku spoiw (DP-BS): kolekcja. tr., poświęcony 70-leciu Wydziału Inżynierii Środowiska USFTU / V.G. Dediukhin, N.M. Mukhina. - Jekaterynburg, 2000. - s. 200-205.

5. Dediukhin V.G. Badanie płynności masy prasującej do drewna bez dodatku spoiwa / V.G. Dediukhin, N.M. Mukhin // Technologia desek i tworzyw sztucznych: międzyuczelniana. sob. - Jekaterynburg: UGLTA, 1999. - s. 96-101.

6. Dediukhin V.G. Prasowanie płytek licowych z masy prasującej bez dodatku spoiwa / V.G. Dediukhin, L.V. Myasnikova, I.V. Pichugin // Technologia desek i tworzyw sztucznych: międzyuczelniana. sob. - Jekaterynburg: UGLTA, 1997. -S. 94-97.

7. Dediukhin V.G. Tłoczone włókno szklane / V.G. Dediukhin, wicep. Staw-row. - M.: Chemia, 1976. - 272 s.

8. Doronin Yu.G. Materiały do prasowania drewna / Yu.G. Doronin, S.N. Miroshnichenko, I.Ya. Szulepow. - M.: Lesn. przemysł, 1980. - 112 s.

9. Kononov G.V. Chemia drewna i jego główne składniki / G.V. Kononow. - M.: MGUL, 1999. - 247 s.

10. Minin A.N. Technologia piezotermoplastyków / A.N. Minin. - M.: Lesn. przemysł, 1965. - 296 s.

11. Otlev I.A. Podręcznik do produkcji płyt wiórowych / I.A. Otlev [i inni]. - M.: Lesn. przemysł, 1990. - 384 s.

12. Materiały płytowe i wyroby z drewna i innych materiałów zdrewniałych pozostałości roślinne bez dodatku spoiw /wyd. V.N. Petriego. - M.: Lesn. przemysł, 1976. - 360 s.

13. Przygotowanie, właściwości i zastosowanie drewna modyfikowanego - Ryga: Zinatne, 1973. - 138 s.

14. Szczerbakow A.S. Technologia kompozytowa materiały drewniane/JAK. Szczerbakow, I.A. Gamova, L.V. Mielnikowa. - M.: Ekologia, 1992. - 192 s.

V. G. Dedyukhin, V. G. Buryndin, N.M. Mukhin, AV Artyomov Wytwarzanie przedmiotów z fenoplastów poprzez prasowanie w zamkniętych formach prasowych bez dodawania środków wiążących

Przedstawiono wyniki badań właściwości technologicznych kompozycji prasowych wytworzonych z cząstek drewna bez dodatku środków wiążących oraz właściwości fizyko-mechanicznych tworzyw sztucznych z tych kompozycji. Badano wpływ niskocząsteczkowych (organicznych i nieorganicznych) modyfikatorów oraz wody na proces tworzenia tworzyw sztucznych.

Możesz wycinać części i ostrzyć każdą z nich ręcznie, ale ta technika jest bardzo niedoskonała: wymaga dużo wysiłku i nie da się uzyskać dwóch absolutnie identycznych produktów. Dlatego w ten materiał dowiesz się jak wykonać wtrysk tworzyw sztucznych w domu.

Czego możemy potrzebować

Do odlewania plastiku własnymi rękami nie potrzebujemy żadnych specjalnych narzędzi ani materiałów. Model szablonowy, swego rodzaju matrycę, możemy wykonać niemal z wszystkiego – metalu, tektury czy drewna. Ale niezależnie od tego, którą opcję wybierzesz, w każdym razie przed rozpoczęciem pracy należy ją namoczyć specjalnym roztworem. Dotyczy to szczególnie drewna i papieru, ponieważ aktywnie pochłaniają wilgoć i aby zapobiec temu procesowi, należy wypełnić pory, najlepiej płynnym woskiem.

Silikon.

Jeśli zdecydowaliśmy się na tę opcję, to powinniśmy kupić ją o najniższej lepkości – przyczyni się to do lepszego usprawnienia części. Oczywiście wyniki będą dokładniejsze. Na współczesnym rynku istnieje wiele jego odmian i nie ma sensu porównywać ich ze sobą: nie mamy na to ani czasu, ani możliwości. Możemy tylko śmiało powiedzieć, że uszczelniacz samochodowy, najlepiej czerwony, jest idealny do powlekania. Dzięki niemu wylewanie plastiku w domu stanie się dużo prostsze.

Decyzja o materiale odlewniczym

Szczerze mówiąc, materiałów do formowania jest jeszcze więcej niż odmian silikonowych. Wśród nich jest płynny plastik, zwykły gips zmieszany z klejem PVA, a nawet żywica poliestrowa. Substancje do spawanie na zimno, metale niskotopliwe i tak dalej. Ale w naszym przypadku będziemy opierać się na innych cechach substancji odlewniczych:

Czas ich pracy.
Lepkość.

Jeśli chodzi o pierwszy punkt, wskazuje on czas, w którym możemy manipulować materiałem, który jeszcze nie stwardniał. Oczywiście, jeśli produkcja wyrobów z tworzyw sztucznych odbywa się w fabryce, dwie minuty będą więcej niż wystarczające. Cóż, my, którzy robimy to w domu, potrzebujemy przynajmniej pięciu minut. A jeśli tak się stanie, że nie można uzyskać odpowiednich materiałów, można je zastąpić zwykłą żywicą epoksydową. Gdzie tego szukać? W salonach samochodowych lub w sklepach dla fanów modelarstwa lotniczego. Ponadto taką żywicę często można znaleźć w zwykłych sklepach z narzędziami.

Wykonanie wyciętego kształtu

Ten idealnie nadaje się do samodzielnego zalewania plastiku, gdyż można do niego wlać nietypowe rodzaje żywic. Mały trik tej techniki polega na tym, że na etapie wstępnym całą powierzchnię modelu należy pokryć silikonem, a następnie, po całkowitym stwardnieniu materiału, można odciąć matrycę. Następnie wydobywamy jego „wnętrza”, które przydadzą nam się do dalszego odlewania. Aby kształt nam odpowiadał, musimy nałożyć trzymilimetrową warstwę uszczelniacza, po czym po prostu czekamy, aż materiał stwardnieje – zwykle trwa to dwie godziny. Wskazane jest nakładanie go pędzlem. Podczas nakładania pierwszej warstwy musimy starać się wypełnić materiałem wszelkie nierówności czy ubytki, aby później nie utworzyły się pęcherzyki powietrza.

Jak wygląda proces castingu?

Pierwszy krok.

Bierzemy formę odlewniczą i dokładnie ją myjemy – powinna być sucha i czysta. Wszelkie pozostałości materiału pozostałe po zabiegach wstępnych należy usunąć.

Drugi krok.

Jeśli zajdzie taka potrzeba, możemy nieznacznie zmienić kolor naszej kompozycji: w tym celu wystarczy dodać do niej jedną kroplę farby, ale w żadnym wypadku na bazie wody (płynne tworzywa sztuczne osobiście ich nie lubią).

Trzeci krok.

Nie ma potrzeby odgazowywania naszej mieszanki odlewniczej. Można to wytłumaczyć faktem, że formowanie tworzyw sztucznych w domu początkowo zapewnia stosunkowo krótkie „życie”. Jednocześnie, aby usunąć pęcherzyki powietrza z produktów o małych rozmiarach, wystarczy po nalaniu usunąć je własnymi rękami.

Czwarty krok.

Wszystkie potrzebne składniki dokładnie wymieszać i powoli, cienkim strumieniem wlać do formy szablonowej. Należy to robić, aż mieszanina wypełni całą objętość i część kanału odlewniczego. A wkrótce, gdy nastąpi procedura odgazowania, objętość tego materiału znacznie się zmniejszy i stanie się tym, czego potrzebujemy.

I ostatnia rada: aby jakość modelu była wysoka, szablon należy schładzać stopniowo, powoli. Postępuj zgodnie ze wszystkimi instrukcjami, a wszystko się ułoży!

480 rubli. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Rozprawa doktorska - 480 RUR, dostawa 10 minut, całodobowo, siedem dni w tygodniu oraz w święta

Savinowski Andriej Wiktorowicz. Pozyskiwanie tworzyw sztucznych z odpadów drzewnych i roślinnych w formach zamkniętych: rozprawa doktorska... Kandydat nauk technicznych: 05.21.03 / Savinovskikh Andrey Viktorovich [Miejsce obrony: Uralski Państwowy Uniwersytet Leśny] - Jekaterynburg, 2016. - 107 s.

Wstęp

ROZDZIAŁ 1. Przegląd analityczny 6

1.1 Drewniane materiały kompozytowe ze spoiwami syntetycznymi 6

1.2 Lignowęglowodany i piezotermoplasty 11

1.3 Metody modyfikacji cząstek drewna 14

1.4 Kompleks ligniny i lignowęglowodanów 19

1.5 Kawitacja. Przetwarzanie kawitacyjne surowców roślinnych 27

1.6 Bioaktywacja cząstek drewna i roślin za pomocą enzymów.. 33

1.7 Wybór i uzasadnienie kierunku badań 35

ROZDZIAŁ 2. Część metodologiczna 36

2.1 Charakterystyka substancji wyjściowych 36

2.2 Techniki pomiarowe 41

2.3 Przygotowanie bioaktywowanych surowców prasowych 41

2.4 Produkcja próbek DP-BS 41

2.5 Przygotowanie próbki surowców prasowych do tworzyw sztucznych 42

ROZDZIAŁ 3. Otrzymywanie i badanie właściwości tworzyw drzewnych bez spoiwa z zastosowaniem modyfikatorów 43

ROZDZIAŁ 4. Wpływ modyfikacji chemicznej łuski pszenicy na właściwości RP-BS 57

ROZDZIAŁ 5. Przygotowanie i badanie właściwości tworzyw drzewnych bez spoiwa z wykorzystaniem bioaktywowanych surowców prasowych 73

ROZDZIAŁ 6. Technologia wytwarzania DP-BS 89

6.1 Obliczanie wydajności wytłaczarki 89

6.2 Opis procesu produkcyjnego 93

6.3 Oszacowanie kosztu gotowych produktów 95

Wniosek 97

Referencje

Wprowadzenie do pracy

Adekwatność tematu badań. Stale wzrasta wolumen produkcji przetworzonego drewna i surowców roślinnych. Jednocześnie wzrasta ilość różnorodnych odpadów z obróbki drewna (trociny, wióry, lignina) i roślin rolniczych (łuski nasion słomy i zbóż).

W wielu krajach do produkcji drewnianych materiałów kompozytowych wykorzystuje się syntetyczne termoutwardzalne i termoplastyczne spoiwa organiczne i mineralne jako matrycę polimerową oraz rozdrobnione odpady roślinne jako wypełniacze.

Wiadomo, że możliwe jest wytwarzanie drewnianych materiałów kompozytowych metodą płaskiego prasowania na gorąco z odpadów po obróbce drewna bez dodatku syntetycznych spoiw, które nazywane są piezotermoplastykami (PTP), lignowęglowodorowymi tworzywami drzewnymi (LUDP). Należy zauważyć, że wyjściowe kompozycje prasowe mają niską lepkość plastyczną, a powstałe kompozyty mają niskie właściwości fizyczne i mechaniczne, zwłaszcza wodoodporność. A to wymaga znalezienia nowych sposobów aktywacji kompleksu lignino-węglowodanowego.

Dlatego istotne są prace mające na celu wykorzystanie odpadów drzewnych i roślinnych bez użycia syntetycznych spoiw do tworzenia produktów.

Prace wykonano na zlecenie Ministerstwa Oświaty i Nauki Federacji Rosyjskiej, projekt nr 2830 „Pozyskiwanie tworzyw drzewnych z odpadów biomasy drzewnej i roślinnej” na lata 2013-2016.

Cel i zadania pracy. Celem pracy jest otrzymanie tworzyw sztucznych z drewna (DP-BS) i odpadów rolniczych (RP-BS) bez dodatku syntetycznych spoiw o wysokich właściwościach użytkowych.

Aby osiągnąć ten cel, należy rozwiązać następujące zadania:

Badanie procesu powstawania DP-BS i RP-BS na bazie odpadów drzewnych (trociny sosnowe) i roślinnych (łuski pszenicy).

Badanie wpływu modyfikatorów chemicznych i parametrów technologicznych (temperatura, wilgotność) na właściwości fizyko-mechaniczne DP-BS i RP-BS.

Określ racjonalne warunki otrzymywania DP-BS i RP-BS z odpadów drzewnych i roślinnych.

Określenie wpływu bioaktywacji surowców tłoczonych osadem czynnym na stan fizyczny

właściwości współmechaniczne DP-BS.

Stopień opracowania tematu badawczego. Analiza literatury naukowej, technicznej i patentowej wykazała bardzo wiele niski stopień rozwój zagadnień związanych ze wzorami kształtowania się struktury i właściwościami tworzyw drzewnych bez syntetycznego spoiwa.

Nowość naukowa

Prawa kinetyczne procesu powstawania DP-BS i RP-BS (energia aktywacji, współczynnik przedwykładniczy, rząd reakcji) wyznaczono metodą DSC.

Ustalono wpływ modyfikatorów chemicznych (nadtlenek wodoru, urotropina, bezwodnik izometylotetrahydroftalowy, lignina kawitacyjna, lignina hydrolityczna) na szybkość tworzenia się DP-BS i RP-BS.

Otrzymano wzorce kinetyczne produkcji DP-BS z wykorzystaniem bioaktywowanych odpadów drzewnych.

Znaczenie teoretyczne Praca polega na ustaleniu wzorców wpływu szeregu modyfikatorów i wilgotności surowców prasowych pochodzących z drewna i odpadów rolniczych na właściwości fizyko-mechaniczne DP-BS i RP-BS.

Znaczenie praktyczne Praca polega na wykorzystaniu odpadowych surowców odnawialnych i doświadczalnym stwierdzeniu możliwości otrzymania DP-BS i RP-BS o ulepszonych właściwościach fizyko-mechanicznych. Zaproponowano recepturę wytwarzania DP-BS i RP-BS. Produkty wykonane z DP-BS charakteryzują się niską emisją formaldehydu.

Metodologia i metody badawcze. W pracy wykorzystano tradycyjną metodologię badania naukowe I nowoczesne metody badania (różnicowa kalorymetria skaningowa, spektroskopia Fouriera w podczerwieni, PMR 1 N).

Zgłoszony do obrony

Wyniki badań termokinetyki powstawania DP-BS, RP-BS oraz wpływu modyfikatorów i wilgotności na ten proces.

Wzorce kształtowania się właściwości DP-BS i RP-BS w formach zamkniętych pod wpływem temperatury i wilgotności surowców prasujących oraz ich modyfikacji chemicznej.

Stopień wiarygodności wyników badań zapewnia wielokrotne powtarzanie eksperymentów i stosowanie metod statystycznego przetwarzania uzyskanych wyników pomiarów.

Zatwierdzenie pracy. Wyniki prac zostały zgłoszone i omówione podczas VIII Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej „Twórczość Naukowa Młodzieży dla Zespołu Leśnego” (Jekaterynburg, 2012), IX Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej „Twórczość Naukowa Młodzieży dla Zespołu Leśnego” ( Jekaterynburg, 2013), Międzynarodowa Konferencja „Materiały kompozycyjne na bazie drewna i innych wypełniaczy” (Mytishchi, 2014).

Publikacje. Na podstawie materiałów rozprawy opublikowano 12 artykułów, w tym 4 artykuły w publikacjach rekomendowanych przez Wyższą Komisję Atestacyjną.

Zakres pracy

Praca ujęta jest na 107 stronach maszynopisu, zawiera 40 tabel i 51 rycin. Praca składa się ze wstępu, 6 rozdziałów, zakończenia oraz spisu piśmiennictwa, obejmującego 91 odniesień do dzieł krajowych i zagranicznych.

Lignowęglowodany i piezotermoplasty

Lignowęglowodany i piezotermoplasty. Materiały te powstają z trocin lub innych materiałów roślinnych poprzez obróbkę wysokotemperaturową masy prasującej bez stosowania specjalnych spoiw syntetycznych. Proces technologiczny produkcji lignowęglowodanowych tworzyw drzewnych składa się z następujących operacji: przygotowanie, suszenie i dozowanie cząstek drewna; formowanie dywanu, prasowanie na zimno, prasowanie na gorąco i chłodzenie bez zwalniania ciśnienia. Przygotowując masę prasową, cząstki drewna sortuje się, następnie frakcję o uziarnieniu większym niż 0,5 mm poddaje się dalszemu rozdrabnianiu, jakościowe trociny trafiają do suszarni, a następnie do rozrzutarki. Dywan formowany jest na paletach pokrytych warstwą talku lub płynu antyadhezyjnego. Najpierw gotowy dywan podaje się do prasy do prasowania na zimno, co trwa 1,5 minuty pod ciśnieniem 1-1,5 MPa, po czym przesyła się go do prasowania na gorąco pod ciśnieniem 1,5-5 MPa i temperaturze 160-160-. 180 C. Dociskanie desek o grubości 10 mm trwa 40 minut.

Pod wpływem temperatury następuje częściowa hydroliza polisacharydów drewna i powstawanie kwasów organicznych, które są katalizatorami przyczyniającymi się do niszczenia kompleksu lignowęglowodorów. Powstałe produkty aktywne chemicznie (lignina i węglowodany) oddziałują ze sobą podczas prasowania. W rezultacie bardziej gęsty i trwały materiał niż drewno.

Surowce do produkcji lignowęglowodanowych tworzyw drzewnych pozyskiwane są w procesie obróbki drewna iglastego i liściastego. Do produkcji tworzyw sztucznych można wykorzystać oprócz trocin, wiórów maszynowych, pokruszonego drewna, kory zmieszanej z drewnem, rozdrobnionych odpadów wyrębowych i niektórych zdrewniałych odpadów rolniczych. Zanieczyszczenia w surowcach częściowo zgniłego drewna poprawiają właściwości fizyczne i mechaniczne tworzyw lignowęglowodanowych.

W porównaniu do płyty wiórowe tworzywa lignowęglowodanowe posiadają szereg zalet: nie ulegają starzeniu na skutek niszczenia spoiwa organicznego, a ich wskaźniki wytrzymałościowe nie maleją z biegiem czasu; Podczas pracy nie wydzielają się żadne toksyczne substancje do środowiska. Istotnymi wadami produkcji tworzyw lignowęglowodanowych są konieczność stosowania wydajnych urządzeń prasujących oraz czas trwania cyklu prasowania.

Należy zauważyć, że pod wpływem ciśnienia i temperatury rozdrobnione materiały roślinne nabywają zdolność do tworzenia trwałego i twardego materiału o ciemnej barwie, dającego się formować. Materiał ten nazywany jest piezotermoplastycznym (PTP).

Surowcami wyjściowymi, oprócz trocin, może być rozdrobnione drewno iglaste i liściaste, len i konopie opałowe, trzcina, hydrolizowana lignina i odubin.

Istnieje kilka sposobów otrzymywania DTP, które zostały głęboko opracowane i wprowadzone do produkcji, ale nie znalazły dalszego zastosowania ze względu na wysokie koszty energii: 1) jednoetapowa metoda otrzymywania DTP (A.N. Minin. Białoruski Instytut Technologiczny); 2) dwuetapowy sposób wytwarzania tworzyw sztucznych z hydrolizowanych trocin (N.Ya. Solechnik, Leningrad LTA); 3) technologia produkcji lignowęglowodanowych tworzyw drzewnych (LUDP) (VN. Petri, Ural LTI); 4) technologia eksplozji pary (J.A. Gravitis, Instytut Chemii Drewna, Łotewska Akademia Nauk). Piezotermoplasty dzielimy na izolacyjne, półstałe, twarde i supertwarde.

Przy średniej gęstości 700-1100 kg/m3 piezotermiczne tworzywa sztuczne wykonane z trocin brzozowych mają statyczną wytrzymałość na zginanie na poziomie 8-11 MPa. Gdy średnia gęstość wzrasta do 1350-1430 kg/m3, wytrzymałość na rozciąganie podczas zginania statycznego osiąga 25-40 MPa.

Wysokie właściwości fizyczne i mechaniczne piezotermoplastyków pozwalają na ich zastosowanie do produkcji podłóg, drzwi, a także jako materiał wykończeniowy. Rodzaj tworzywa drzewnego to wibrolit, cechy technologiczne polegający na częściowym zmieleniu trocin i drobnych wiórów na młynie wibracyjnym, zmieszaniu drobno rozdrobnionej masy z wodą i uzyskaniu osadu. Z mieszaniny osadu o cząstkach o wielkości 0,5-2 mm w maszynie odlewniczej tworzy się dywan, który jest odwadniany za pomocą pompy próżniowej. Powstałą masę prasową podaje się do prasowania na zimno i na gorąco. Gotowe płyty transportowane są do komory hartowniczej, gdzie poddawane są obróbce cieplnej przez 3-5 godzin w temperaturze 120-160 C, w wyniku czego ich nasiąkliwość wodą zmniejsza się prawie 3-krotnie, a pęcznienie ponad 2 razy.

Wibrolit służy do układania podłoży, montażu ścianek działowych, okładzin paneli ściennych budynki użyteczności publicznej, produkcja mebli w zabudowie i drzwi panelowych.

Od lat 30-tych w ZSRR wielu badaczy zajmowało się produkcją materiałów płytowych metodą piezotermicznej obróbki surowców roślinnych bez użycia tradycyjnych spoiw. Prace prowadzono w następujących kierunkach: 1) tłoczenie trocin naturalnych, nieobrobionych; 2) prasowanie trocin wstępnie autoklawowanych parą wodną (wstępna hydroliza) lub parą z katalizatorem (kwas mineralny); 3) prasowanie trocin poddanych wstępnej obróbce odczynnikami chemicznymi: a) żelatynizacja masy prasowej (chlor, amoniak, kwas siarkowy i inne substancje) w celu jej częściowej hydrolizy i wzbogacenia w substancje o właściwościach wiążących; b) polikondensacja chemiczna masy prasowej z udziałem innych środków chemicznych (furfural, fenol, formaldehyd, aceton, ligniny alkaliczne i hydrolityczne itp.).

Przygotowanie bioaktywowanych surowców prasowych

Minimum endotermiczne odpowiada procesowi hydrolizy ligniny – kompleksu węglowodanowego i łatwo hydrolizowanej części celulozy (polisacharydów).

Maksimum egzotermiczne odpowiada procesom polikondensacji, które determinują proces powstawania DP-BS. Ponieważ proces ten jest katalizowany przez kwasy powstające podczas pirolizy drewna, a także ze względu na obecność kwasów żywicznych zawartych w substancjach ekstrakcyjnych, jest to reakcja n-rzędu z autokatalizą.

Dla odpadów drzewnych z dodatkami modyfikującymi (nadtlenek wodoru, urotropina, IMTHF) maksima pików na krzywych DSC przesunęły się w lewo, co wskazuje, że związki te pełnią rolę katalizatorów powyższych procesów (T1 100-120 0C, T2 180-220 0C), przyspieszając proces hydrolizy polisacharydów drzewnych, a także kompleksu lignina-węglowodany.

Z tabeli 3.2 wynika, że w pierwszym etapie wraz ze wzrostem wilgotności surowca prasowego wzrasta efektywna energia aktywacji (z 66,7 do 147,3 kJ/mol), co świadczy o większym stopniu hydrolitycznego zniszczenia drewna. Stosowanie modyfikatorów prowadzi do zmniejszenia efektywnej energii aktywacji, co świadczy o ich działaniu katalitycznym.

Wartości efektywnej energii aktywacji w drugim etapie procesu dla modyfikowanych surowców prasowych zmieniają się nieznacznie wraz ze wzrostem wilgotności.

Zastosowanie modyfikatorów powoduje zmniejszenie efektywnej energii aktywacji w drugim etapie procesu. Wykazała to analiza równań kinetycznych najlepszy model w pierwszym etapie procesu jest to reakcja n-rzędu, w drugim etapie jest to reakcja n-rzędu z samoprzyspieszeniem: A 1 B 2 C.

Wykorzystując parametry kinetyczne procesu obliczono t50 i t90 (czas potrzebny do osiągnięcia stopnia przereagowania 50 i 90%) dla niemodyfikowanych i modyfikowanych surowców prasowych (tab. 3.3), a także przedstawiono krzywe stopnia przereagowania (rys. 3,4-3,6).

Zależność stopnia konwersji od czasu w różne temperatury(sosna, wilgotność początkowa surowców prasowych - 8%) Rysunek 3.5 - Zależność stopnia konwersji od czasu w różnych temperaturach (sosna, modyfikator - urotropina, wilgotność początkowa surowców prasowych - 12%)

Zależność stopnia przemiany od czasu w różnych temperaturach (sosna, modyfikator - nadtlenek wodoru, wilgotność początkowa surowców prasowych - 12%) Tabela 3.3 - Wartości czasu dla osiągnięcia stopnia konwersji 50% i 90% w różnych temperaturach Lp. Stopień przetworzenia Surowce prasowe o wilgotności 8% Surowce prasowe o wilgotności 12% (modyfikator - 1,8% H2O2, %) Surowce prasowe o wilgotności 12% (modyfikator - 4 % C6H12N4, %)

Zastosowanie nadtlenku wodoru przyspiesza proces w pierwszym etapie ponad 4-krotnie w porównaniu do modyfikacji surowców tłoczonych heksaminą. Podobny schemat obserwuje się na drugim etapie procesu. Na podstawie całkowitego czasu powstawania DP-BS aktywność surowców prasowych można uporządkować w następujący sposób: (surowce prasowe niemodyfikowane) (surowce prasowe modyfikowane urotropiną) (surowce prasowe modyfikowane nadtlenkiem wodoru) . W celu określenia wpływu wilgotności i zawartości modyfikatora w surowcach prasowych na właściwości użytkowe DP-BS przeprowadzono matematyczne planowanie doświadczenia. Przeprowadzono wstępne badania wpływu wilgotności wyjściowych surowców do tłoczenia na właściwości fizyko-mechaniczne DP-BS. Wyniki przedstawiono w tabeli. 3.4. Ustalono, że im wyższa jest początkowa wilgotność surowca prasowego, tym niższe są jego właściwości fizyko-mechaniczne, takie jak wytrzymałość na zginanie, twardość i moduł sprężystości przy zginaniu. Naszym zdaniem wynika to z większego stopnia termohydrolitycznego zniszczenia kompleksu lignowęglowodanowego. Tabela 3.4 – Właściwości fizyczne i mechaniczne DP-BS uzyskane przy różnych poziomach wilgotności materiału prasującego

Zatem właściwości fizyczne i mechaniczne DP-BS zależą od receptury i warunków jego wytwarzania. Zatem dla tworzyw o wysokich właściwościach fizyko-mechanicznych należy stosować następujący skład: zawartość ligniny 3%, zawartość IMTHF 4%, wilgotność początkowa surowców tłoczonych 6% i temperatura prasowania na gorąco 1800C. Do tworzyw sztucznych o małych wartościach nasiąkliwości i pęcznienia należy zastosować następujący skład: zawartość ligniny 68%, zawartość IMTHFA 2%, wilgotność początkowa surowców tłoczonych 17% i temperatura prasowania na gorąco 195 C0.

Wpływ modyfikacji chemicznej łuski pszenicy na właściwości RP-BS

Głębokość termohydrolitycznego zniszczenia ligniny w drewnie i materiałach roślinnych zależy od rodzaju zastosowanego modyfikatora chemicznego.

Z naszych badań formalnej kinetyki produkcji tworzyw sztucznych wynika, że lignina gatunki iglaste(sosna) ma większą reaktywność niż lignina z roślin jednorocznych (łuska pszenicy). Wyniki te są zgodne z wynikami utleniania modelowych związków ligniny z drewna iglastego, twardego i ligniny pochodzenia roślinnego. Analiza literatury wykazała, że teoretyczne badania charakterystyki przemian drewna pod wpływem enzymów pozwoliły opracować biotechnologię tworzyw drzewnych opartą na częściowej biodegradacji kompleksu lignowęglowodorów.

Wiadomo, że biotransformowane cząstki drewna w znaczący sposób zmieniają swoją plastyczność. Również skład gatunkowy surowców drzewnych ma istotny wpływ na właściwości fizyczne i mechaniczne tworzyw sztucznych.

Bioaktywowane przetwarzanie odpadów drzewnych różne typy grzyby i bakterie rozkładające ligno, w naszym przypadku osad czynny, są obiecujące do produkcji surowców do prasy dla DP-BS(Au).

Początkowo badano prawidłowość procesu otrzymywania DP-BS(Au) z odpadów drzewnych przy użyciu osadu czynnego (rysunek 5.1) o różnych okresach bioaktywacji. 0,5 7 dni 14 dni

Badanie procesu powstawania DP-BS(Au) metodą DSC wykazało, że na krzywych w = f(T) występują dwa maksima egzotermiczne (rys. 5.2). Wskazuje to, że proces ten można przedstawić jako dwie równoległe reakcje, odpowiadające bioaktywowanym i nieaktywowanym surowcom prasowym, tj. A 1 B i C 2 D. W tym przypadku reakcje 1 i 2 są reakcjami n-rzędu).

Wyznaczono parametry kinetyczne procesu powstawania DP-BS(Au). Wyniki przedstawiono w tabeli. 5.1. Tabela 5.1 - Parametry kinetyczne procesu tworzenia DP-BS(Au)

W drugim etapie procesu otrzymywania DP-BS(Au) wartości efektywnej energii aktywacji są tego samego rzędu, co dla surowców do tłoczenia drewna (patrz rozdział 3). Wskazuje to, że ten pik egzotermiczny odpowiada niebioaktywowanej masie drzewnej. Wykorzystując parametry kinetyczne procesu obliczono t50 i t90 (czas potrzebny do osiągnięcia stopnia konwersji 50 i 90%) modyfikowanych surowców prasowych (rys. 5.3, 5.4).

Rysunek 5.3 - Wartości czasu przemiany DP-BS(Au) w różnych temperaturach (czas bioaktywacji 7 dni) Rysunek 5.4 - Wartości czasu przemiany DP-BS(Au) w różnych temperaturach (czas bioaktywacji 14 dni) dni)

W celu ustalenia wpływu osadu czynnego i ligniny kawitacyjnej na właściwości fizyczne i mechaniczne DP-BS(Au) opracowano macierz planowania eksperymentu w oparciu o ułamkowe planowanie matematyczne regresji typu 25-1 (patrz tabela 5.2).

Zastosowano następujące niezależne czynniki: Z 1 – zawartość ligniny kawitacyjnej, %, Z 2 – temperatura prasowania na gorąco, C, Z 3 – zużycie osadu czynnego, %, Z 4 – czas ekspozycji (bioaktywacja), dni; Z 5 – wilgotność początkowa surowców prasowych, %.

Przyjęto następujące parametry wyjściowe: gęstość (P, kg/m3), wytrzymałość na zginanie (P, MPa), twardość (T, MPa), nasiąkliwość (B), pęcznienie (L, %), moduł sprężystości przy zginaniu (Ei , MPa ), udarność (A, kJ/m2).

Zgodnie z planem doświadczenia wykonano próbki w postaci krążków i określono ich właściwości fizyko-mechaniczne. Dane eksperymentalne poddano obróbce i otrzymano równanie regresji w postaci liniowego wielomianu I i II stopnia z oceną istotności czynników i adekwatności równań, co przedstawiono w tabelach 5.2-5.4. Tabela 5.2 – Matryca planowania i wyniki eksperymentów (trzypoziomowy pięcioczynnikowy plan matematyczny) a) temperatura prasowania na gorąco i zawartość ligniny kawitacyjnej; b) zużycie mieszaniny osadu i temperatura prasowania; c) wilgotność surowców prasowych i czas trwania bioaktywacji; d) czas trwania bioaktywacji i zawartość ligniny kawitacyjnej.

Ustalono, że gęstość DP-BS(Au) przy wzroście zawartości ligniny kawitacyjnej w surowcu prasowym jest ekstremalna: minimalną gęstość 1250 kg/m3 osiąga się przy zawartości CL wynoszącej 42%. Zależność gęstości DP-BS(Au) od czasu trwania bioaktywacji surowców prasowych jest również ekstremalna i maksymalna wartość osiągana jest po 14 dniach bioaktywacji (Rysunek 5.5c).

Szacowanie kosztów gotowych produktów

Z przeprowadzonych badań produkcji DP-BS, DP-BS(Au) i RP-BS (patrz rozdziały 3,4,5) wynika, że właściwości fizyko-mechaniczne tworzyw sztucznych zależą od składu surowców prasowych, rodzaju modyfikator chemiczny i warunki jego wytwarzania.

W tabeli W tabeli 6.1 przedstawiono właściwości fizyko-mechaniczne tworzyw sztucznych (DP-BS, DP-BS(Au) i RP-BS) otrzymanych w warunkach racjonalnych.

Z analizy uzyskanych wyników (tabela 6.1) wynika, że do wytwarzania wyrobów o wysokich właściwościach fizyko-mechanicznych zaleca się kompozycję prasową o następującym składzie: odpady drzewne (trociny sosnowe), modyfikator – nadtlenek wodoru (zużycie - 1,8%) wilgotność początkowa – 12%.

Aby zwiększyć produktywność, zaproponowano metodę wytłaczania, która umożliwia wytwarzanie wyrobów formowanych.

W rozprawie omówiono produkcję cokołów. Aby spełnić warunki określone podczas prasowania na gorąco w formach zamkniętych, głowica wytłaczająca składa się z dwóch części (część głowicy podgrzewana i część druga - bez ogrzewania). W tym przypadku czas przebywania kompozycji prasującej w nagrzanej części głowicy wytłaczającej wynosi 10 minut.

W celu określenia rocznej wielkości produkcji obliczono wydajność wytłaczarki.

Dla wytłaczarki jednoślimakowej ze zmienną (malejącą) głębokością skrawania kanału spiralnego wydajność objętościową (Q, cm3/min) można obliczyć w następujący sposób:

Tutaj A1, B1, C1 są stałymi odpowiednio przepływu do przodu i dwóch przepływów wstecznych przy zmiennej głębokości skrawania śruby, cm3; Tabela 6.1 – Właściwości fizyko-mechaniczne DP-BS, DP-BS(Au) i RP-BS (tabela zbiorcza) Nr poz. 1245 6 Wskaźnik Wilgotność surowców prasowych,% Modyfikator DP-BS(Au) DP-BS RP -BS 12 % (4%-C6H12N4) 12% (1,8%-H2O2) CL - 3% Zużycie AI-37% Wilgotność - 10% GL - 3% IMTHFFA-4% Wilgotność - 6% GL - 68% IMTHFFA-2 , 5% Wilgotność - 17,9% Wilgotność - 12% GL - 3% Nadtlenek wodoru - 0,06% Wilgotność - 12% GL - 35% Nadtlenek wodoru - 5% Wilgotność - 12%

Wytrzymałość na zginanie, MPa 8 12,8 10,3 9,6 12,0 - 8 9,7 Twardość, MPa 29 29,9 27,7 59 69 20 19 34 Moduł sprężystości przy zginaniu, MPa 1038 2909,9 1038, 6 732,6 2154 1402 1526 1915 Woda absorpcja, % 59,1 148 121,7 43 59 34 143 139 Obrzęk, % 6,0 12 8 3 5,0 1,0 7 7,0 1 K – współczynnik geometryczny kształt głowy, K=0,00165 cm3; n – prędkość obrotowa ślimaka, n=40 obr/min. gdzie t jest podziałką skrawania, cm, przyjmuje się, że t = 0,8D; - liczba przejść tnących ślimaka, =1; e – szerokość grzbietu świdra, cm; e = 0,08D; – współczynnik parametry geometryczneświder:

Współczynniki a, b zależą od wymiarów geometrycznych śruby. Łatwo je obliczyć, jeśli dysponuje się rysunkiem ślimaka, z którego pobierane są następujące wartości: h1 – głębokość spiralnego kanału na początku strefy karmienia, cm; h2 – głębokość kanału spiralnego na początku strefy ściskania, cm; h3 – głębokość spiralnego kanału w strefie dozowania, cm; Jeśli wymiary ślimaków nie są znane (z wyjątkiem D i L, które są znane z marki wytłaczarki), wówczas przyjmuje się h1 = 0,13D. Następnie obliczane są pozostałe parametry: gdzie L jest długością śruby, cm; L0 – długość wkrętu do strefy ściskania, cm; gdzie Ln jest długością części ciśnieniowej ślimaka, cm; Ln=0,5L. gdzie i jest stopniem kompresji materiału; i=2,1. Uzyskane wyniki obliczeń z wykorzystaniem powyższych wzorów pozwalają na obliczenie innych parametrów ślimaka.

Odpady drzewne sortowane są na przesiewaczach wibracyjnych (poz. 1) od dużych cząstek, następnie cząstki drewna przechodzą przez wykrywacz metalu (poz. 3). Frakcja gruba trafia do kruszarki młotkowej (poz. 2), a następnie wraca na sito wibracyjne (poz. 1). Z sita wibracyjnego drobne cząstki podawane są transportem pneumatycznym do cyklonu (poz. 4), a następnie do leja zasypowego (poz. 5), skąd za pomocą przenośnika ślimakowego porcjowanego podawane są do suszarki bębnowej (poz. 6) cząstki drewna suszy się do zawartości wilgoci 6%. Rozdrobnione odpady drzewne trafiają do cyklonu (poz. 7), następnie do kosza na odpady pokruszone na sucho (poz. 8) za pomocą przenośnika ślimakowego, którym podawane są na wagę taśmową (poz. 9).

Roztwór nadtlenku wodoru przygotowuje się w zbiorniku (poz. 10) do mieszania z wodą. Dozowanie nadtlenku wodoru odbywa się za pomocą skali (poz. 11). Dopływ wymaganej ilości wody jest regulowany za pomocą przepływomierza. Stężenie nadtlenku wodoru powinno wynosić 1,8%. Wagi taśmowe dostarczają wymaganą ilość pokruszonych cząstek drewna do mieszalnika ciągłego (poz. 12), do którego wprowadzana jest także pewna ilość roztworu modyfikatora. Składniki dokładnie miesza się w mieszalniku, wilgotność surowców prasujących powinna wynosić 12%.

Następnie surowce prasowe trafiają do lejka dystrybucyjnego (poz. 13), skąd trafiają do leja zasypowego (poz. 14) gotowego surowca prasowego. Bunkier jest głównym magazynem buforowym zapewniającym nieprzerwaną pracę zakładów. Lej zasypowy (poz. 14) wyposażony jest w dozownik ślimakowy (poz. 15), za pomocą którego gotowa kompozycja jest ładowana do leja zasypowego wytłaczarki (poz. 16), za pomocą której gotowa kompozycja jest podawany do głowicy wytłaczającej.

Kanał wytłaczarki (poz. 17) nagrzewa się do temperatury 1800C, czas przebywania w części nagrzanej wynosi 10 minut, w części nieogrzewanej również 10 minut.

Sprasowany produkt (poz. 18) kierowany jest do etapu okrawania, uboju i sortowania, następnie przechodzi do etapu obróbki mechanicznej. Po etapie kontroli gotowe produkty trafiają do magazynu wyrobów gotowych. Rysunek 6.1 Schemat technologiczny wytwarzania wyrobu w postaci cokołu DP-BS z odpadów drzewnych bez dodatku spoiw metodą wytłaczania

Tabela 6.2 przedstawia kalkulację rocznego zapotrzebowania na surowce do produkcji listew przypodłogowych. Rzekomy roczna produktywność linia produkcyjna tego typu produktów to 1 tona. Tabela 6.3 – Obliczanie zapotrzebowania na surowce i materiały Rodzaj surowców Wskaźnik zużycia (1 t), Koszt 1 kg surowców, rub. Wysokość kosztów za 1 tonę produktów, tysiące rubli. Trociny sosnowe 0,945 8 7,56 Woda procesowa 0,048 7 0,33 Nadtlenek wodoru 0,007 80 0,56 Razem: 8,45 Wysokość kosztów zakupu surowców na tonę gotowych produktów produkcyjnych wyniesie 8,456 tys. Rubli. W porównaniu z produkcją tego typu produktu z DPKT, która wyniosła 47,65 tys. Rubli. Zatem produkcja cokołów z DP-BS jest ekonomicznie wykonalna. Przy produkcji 50 t/rok oszczędności na surowcach wyniosą 1,96 mln rubli.

Być może zainteresują Cię poniższe materiały