Производство древесных плит и пластиков
Производство древесных плит, пластиков, фанеры принято относить к химико-механической переработке древесины. Взаимозаменяемость продукции химической, химико-механической и механической переработки древесины характеризуется следующими данными: в среднем в производстве тары 1 т картона заменяет 9 м3 пиломатериалов или же до 15 м3 круглого лесоматериала, в мебельном производстве 1 м3 древесностружечных плит заменяет 4 м3 круглого лесоматериала, а 1 м3 фанеры или твердых древесноволокнистых плит — 5 м3 круглого лесоматериала. Применение картона, древесных плит и фанеры дает также существенную экономию трудовых затрат и денежных средств, что делает их прогрессивными видами лесопро - дукции.
Производство древесноволокнистых плит. Основной технологической операцией в производстве древесноволокнистых плит, так же, как бумаги и картона, является формование ковра на сетке. Щепу, изготовленную из дровяной древесины или различных древесных отходов, размалывают на волокна в дефибраторах или рафинерах. Волокнистую массу проклеивают и подают суспензию волокна в воде на сетку отливной машины. Для проклейки массы используют канифольно-пара - финовую эмульсию, синтетические смолы, талловое масло (предпочтительно окисленное талловое масло из древесины лиственных пород), талловый пек и др.
Для получения мягких (пористых) плит ковер высушивают в роликовой сушильной камере и раскраивают по заданным размерам. Такие плиты применяют в строительстве в качестве термо - и звукоизоляционного материала.
При изготовлении полутвердых (плотностью 400—800 кг/м3), твердых (свыше 850 кг/м3) и сверхтвердых (свыше 950 кг/м3) плит мокрый ковер раскраивают по размерам плит пресса, от - 'жимают воду и прессуют в многоэтажных гидравлических прессах под давлением 2—2,5 МПа между нагретыми до 175— 225 °С плитами пресса. Затем плиты выдерживают 3—4 ч в закалочных камерах при 150—170 °С, обрезают и кондиционируют.
Твердые плиты толщиной 2,5—6 мм применяют в строительстве, мебельном производстве, для изготовления тары и т. д., сверхтвердые плиты — для покрытия полов. Часть твердых плит выпускают с различными лакокрасочными покрытиями и применяют как облицовочный материал. Как и бумагу, древесноволокнистые плиты вырабатывают также сухим способом.
Производство древесностружечных плит. Процесс изготовления древесностружечных плит состоит в прессовании древесных частиц различного размера и формы, смешанных со связующими веществами — преимущественно карбамидоформальдегид - ными (реже фенолформальдегидными) смолами, техническими лигносульфонатами. Наиболее прочные плиты получают из резаной стружки, изготовляемой на стружечных станках из технологической щепы, дровяной древесины и крупных отходов деревообработки, но используют также опилки и другие отходы. Для производства древесностружечных плит предпочитают древесину сосны, ели и тополя. Чаще всего плиты вырабатывают трехслойные, причем наружные слои делают из более мелких частиц с увеличенным количеством связующего вещества.
Изредка применяют способ экструзионного прессования. Проклеенную стружку непрерывно прессуют между двумя нагретыми плитами, расположенными обычно вертикально. Стружка проталкивается движущимся вверх и вниз пуансоном в полость между плитами, уплотняется и склеивается. Снизу со скоростью 0,5—1,2 м/мин непрерывно выводится полотно готовой плиты, которое раскраивают на заданный формат.
Основное применение древесностружечных плит — производство мебели; здесь используют плиты плотностью 650— 750 кг/м3 и толщиной чаще всего 15—16 мм. Часть плит облицовывают синтетическим шпоном (текстурной бумагой, пропитанной синтетическими смолами).
Производство фанеры. Клееную фанеру получают из древесного шпона, толщиной чаще всего 0,3—1,5 мм, изготовленного на лущильных станках из круглых лесоматериалов (чураков) березы, ольхи, сосны, лиственницы и некоторых других пород древесины. Перед лущением чураки подвергают гидротермической обработке путем вымачивания в горячей воде или про - паривания. Шпон раскраивают на заданный формат, высушивают, наносят на него связующее вещество (карбамидоформаль - дегидный, фенолформальдегидный, альбуминоказеиновый клей) и собирают в пакеты. Как правило, в пакете нечетное число листов шпона, обычно от 3 до 9, причем их укладывают с взаимно перпендикулярным направлением волокон в соседних листах. Эти пакеты склеивают в фанеру в многоэтажных гидравлических прессах под давлением 1,5—2 МПа при температуре 120—150 °С. Клееная фанера широко применяется в строительстве, вагоностроении, производстве мебели и тары и других изделий.
Производство древесных пластиков. Путем горячего прессования брусков получают пластифицированную цельную древесину (иногда бруски в процессе прессования склеивают в плиты). Прочность древесины при этом увеличивается примерно пропорционально степени уплотнения. Комбинированное механическое и термическое, иногда также и химическое воз - 40 действие на древесину изменяет ее физическое состояние и химический состав, в результате чего повышается ее пластичность в момент прессования.
Древесно-слоистые пластики (плиты или профильные изделия) получают из тонкого (обычно 0,55 мм) древесного шпона. Шпон пропитывают бакелитовым лаком, собирают в пакеты и прессуют под давлением 15—20 МПа при 140—150 °С. Полученные плиты имеют плотность 1,25—1,3 г/см3 и отличаются высокими физико-механическими и электроизоляционными свойствами.
Из измельченной древесины, проклеенной синтетическими смолами, путем прессования в пресс-формах получают формованные древесные пластики в виде готовых деталей машин.
Древесно-слоистые пластики применяют для изготовления разнообразных подшипников и втулок, особенно для работы в водной и абразивной средах, для получения деталей, служащих диэлектриками и одновременно несущих механические нагрузки, а также зубчатых колес и др.
Защитная обработка древесины. Пропитка (или покрытие) древесины различными химическими веществами для придания ей стойкости против гниения и огня называется защитной обработкой древесины.
Для консервирования древесины, т. е. придания ей длительной стойкости против гниения, разрушения некоторыми насекомыми (точильщиками, усачами, термитами), а также морскими древоточцами применяют ядовитые для этих вредителей консервирующие вещества (антисептики): пентахлорфенолят натрия, кремнефтористый аммоний, каменноугольное креозотовое масло и др.
Чтобы повысить огнестойкость древесины применяют огнезащитные вещества (антипирены), обычно смеси фосфата и сульфата аммония. Антипирены не предохраняют древесину, как и всякое органическое вещество, от постепенного разрушения при пожаре. Однако они придают ей свойство не гореть пламенем, не поддерживать горения и не тлеть. Защитное действие анти - пиренов заключается в том, что они при нагревании плавятся и покрывают древесину защитной пленкой (при ее пропитке фосфатом аммония, бурой, жидким стеклом), либо разлагаются и выделяют негорючие газы, вследствие чего концентрация кислорода около поверхности древесины становится недостаточной для ее горения (различные соли аммония). Поэтому, как только огнезащищенная древесина перестает соприкасаться с пламенем, ее разрушение прекращается.
Антисептики (кроме маслянистых) и антипирены вводятся в древесину в виде водных растворов. Пропитка древесины производится в ваннах или в закрытых пропиточных цилиндрах с применением вакуума и давления. Древесину пропитывают химическими веществами также для повышения ее физико - механических свойств, стабильности формы в условиях переменной влажности, для улучшения электроизоляционных свойств и др. Можно пропитывать древесину различными мономерами, которые затем под действием проникающей радиации или тепла полимеризуются внутри древесины.
Различные способы придания древесине повышенной атмо - сферо-, био - и огнестойкости используются и в производстве некоторых видов древесных плит.