РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ

Влияние обработки модификатором древесного наполнителя на водопоглощение композита

Достоинством композиционных материалов является относительно низкое (если сравнить с древесиной) водопоглощение. Это одно из свойств, по которому ДПК превосходят древесину, что относится непосредственно к размерной стабильности и долговечности материала, но, прежде всего, к стойкости по отношению к микробиологическому разложению.

Поглощение воды в основном имеет место в наружных слоях композиционных материалов, и оно последовательно снижается при продвижении вглубь матрицы.

Поглощение воды ДПК зависит от пористости, количества и фракционного состава древесного наполнителя и доступности внешней воды [75]. Композиты обычно пористые и степень их пористости определяется влажностью сырьевого материала и условиями переработки (в первую очередь локальным перегревом), которые определяют плотность (удельный вес) конечного изделия [76]. Чем больше содержание влаги в исходном сырье, тем выше количество летучих продуктов, образующихся при переработке; чем выше пористость, тем ниже плотность материала и тем выше поглощение воды.

Поры в композиционных материалах обычно открытые и образуют цепи, пронизывающие всю матрицу. Вода проникает внутрь композиционной матрицы очень медленно. В древесине же проникновение воды происходит быстрее. Минеральные наполнители, как правило, не поглощают воду (или поглощают очень незначительно), так что они снижают показатель водопоглощения. Что касается полимера, то чем ниже его содержание, тем выше поглощение воды при том же самом составе, поэтому увеличение содержания полимера в композите ведет к уменьшению поглощения воды [77, 78]. К аналогичному результату ведет и применение аппретирующего вещества. В рамках данного исследования в качестве такого вещества использовался глиоксаль.

Глиоксаль - С2Н202 - диальдегид щавелевой кислоты относится к диальдегидам, веществам содержащим две альдегидные группы [79]. Свойства гли- оксаля близки к свойствам формальдегида, однако, в отличие от формальдегида, глиоксаль не летуч, не токсичен и не канцерогенен.

Для определения степени влияния обработки глиоксалем на водопоглощение были проведены соответствующие испытания по ГОСТ 16483.20-72.

Для испытания применяли серии образцов: 1 - контрольные образцы; 2 - древесина, покрытые одним, 3 - двумя и 4 - тремя слоями глиоксаля, 5 - поли- мер-песчаные образцы, 6 - древесные полимер-песчаные с наполнителем в виде опилок, 7 - бруски из древесины, покрытой пяти миллиметровым слоем ППК и 8 - бруски из древесины, покрытой пятнадцати миллиметровым слоем ППК, 9 - древесные полимер-песчаные с наполнителем в виде стружки (рис. 57-61). Количество образцов в каждой серии - 5 шт.

На рис. 57 представлен график зависимости водопоглощения необработанной древесины сосны, обработанной одним слоем глиоксаля древесины сосны и от времени выдержки в воде. Как видно из графика обработка древесины глиоксалем снизила водопоглощение на 15 %.

Для определения влияния пропитки на водопоглощение были испытаны образцы древесины сосны покрытые одним, двумя и тремя слоями глиоксаля (рис. 58).

Очевидно, что обработка двумя и тремя слоями глиоксаля значительно лучше защищает древесину от водопоглощениячем один слой (на 20 %). Однако разница между двумя и тремя слоями незначительная.

График зависимости водпоглощения необработанной

Рис. 57. График зависимости водпоглощения необработанной

древесины

График зависимости водпоглощения древесины сосны обработанной одним, двумя и тремя слоями глиоксаля от времени

Рис. 58. График зависимости водпоглощения древесины сосны обработанной одним, двумя и тремя слоями глиоксаля от времени

выдержки в воде

График зависимости водпоглощения ППК от времени выдержки в воде

Рис. 59. График зависимости водпоглощения ППК от времени выдержки в воде

График зависимости водпоглощения ДППК от времени

Рис. 60. График зависимости водпоглощения ДППК от времени

выдержки в воде

График зависимости водпоглощенияДППК с наполнителями из сосны, березы и дуба от времени выдержки в воде

Рис. 61. График зависимости водпоглощенияДППК с наполнителями из сосны, березы и дуба от времени выдержки в воде

Как уже было указано ранее данная защита начнет работать только тогда, когда жидкость проникнет внутрь композиции через поры [80-82]. Следовательно, встает вопрос о том, какое водопоглощение имеет сам полимер- песчаный композит (ППК) и насколько эффективноон защищает древесную составляющую. На рис. 59 представлена кривая водопоглощения ППК.

Из графика (рис. 59) видно, что водопоглощение ППК за 20 суток составило 0,7 %. Это однозначно говорит о том, что полимер-песчаный композит может выступать в роле защитного покрытия для древесины.

Далее нами были проведены испытания на водопоглощение образцов 5, 6 и 7:

Из графика (рис. 60) можно сделать вывод о том, что 5 мм слоя ППК недостаточно для полноценной защиты древесины. Отчетливо видно, что покрытие, толщиной 5 мм, практически в 3 раза хуже защищает от влаги, чем то же самое покрытие толщиной 15 мм.

Необходимо отметить высокую степень защиты от влаги опилок и другого мелкодисперсного наполнителя (< 1,5 %). Ранее была рассмотрена только одна порода древесины - сосна. На рис. 50 представлен график зависимости водпог- лощения ДППК с наполнителями из сосны, березы и дуба от выдержки в воде.

Как известно, водопоглощение древесины сосны, березы и дуба существенно различаются [80]. Однако, когда они используются в качестве наполнителя в композиционном материале, эта разница становится незначительной. Это дает возможность использовать любые древесные отходы в ДПК. В табл. 3 приведены усредненные показатели водопоглощения исследуемых образцов.

Таблица 3

Показатели водопоглощения ДППК

№ серии

Описание серий образцов

Водопоглощение, %

1

2

3

1

Контрольная серия

85,75

2

Древесина, покрытая одним слоем глиоксаля

71,5

3

Древесина, покрытая двумя слоями глиоксаля

49,75

4

Древесина, покрытая тремя слоями глиоксаля

48

5

ППК

0,7

6

ДППК с наполнителем в виде опилок

0,99

7

Древесина в виде бруска, покрытая пяти миллиметровым слоем ППК

3,48

8

Древесина в виде бруска, покрытая пятнадцати миллиметровым слоем ППК

1,2

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >