ДРЕВЕСНЫЕ ОТХОДЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЛАСТА

WASTE WOOD IN PRODUCTION OF THERMOINSULATION MATERIAL IN TERMS OF THERMOPLASTIC

Булгар Л.И., магистр техники и технологии, ассистент;

Игнатьева Г.И., к.т.н., доцент; Байгильдеева Е.И., к.т.н., доцент ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический

университет» г. Казань, Россия DOI: 10Л2737/3181

Аннотация: разработана технология рационального использования неликвидных отходов лесного хозяйства, путём организации производства теплоизоляционного материала на основе древесных отходов (опилок) и полимера. Доказана возможность использования материала в качестве теплоизолятора.

Summary: technology developed rational use of forestry waste illiquid by production of thermal insulating material based on wood waste (sawdust) and polymer. Proven ability to use the material as a thermal insulator.

Ключевые слова: древесные отходы, пенополиуретан, древесно-полимерный теплоизоляционный материал

Keywords: waste wood, polyurethane foam, wood-polymer thermal insulation

В настоящее время в лесном комплексе очень велик процент древесных отходов, остающийся невостребованным. Многими частными предприятиями опилки, стружки просто сжигаются, в то время как их можно было бы пустить во вторичное производство. Так наиболее перспективным направлением переработки отходов является изготовление на их основе древеснокомпозиционных материалов, где в качестве связующего используются термореактивные смолы или термопласты.

На кафедре Переработка древесных материалов ФГБОУ ВПО «КНИТУ» разработан и исследуется теплоизоляционный материал, полученный путём смешения в определенных пропорциях древесных отходов (опилок) с компонентами пенополиуретана ППУ (двухкомпонентный термопласт - полиол (А) и полиизоционат (Б)) [1]. Оба эти материала являются наиболее лучшими теплоизоляторами, а, варьируя содержание компонентов, можно достигнуть наилучших свойств у конечного изделия.

Для получения древесно-полимерного теплоизоляционного материала использовались опилки столярного деревообрабатывающего производства хвойных пород размером 4 ± 1 мм. Влажность отходов была доведена до среднего значения 9 — 10 %. Это связано с тем, что при низкой влажности, вода образовывает тонкие пленки малой толщины, из-за чего древесина становится хрупкой и разрушается. А при повышенной влажности происходит затруднение проникновения в частицы отходов связующих и других ингридиентов.

В соответствии с разработанной установкой по получению теплоизоляционного материала на основе древесных опилок и пенополиуретана рис. 1 [2], отходы подвергаются предварительной обработке. Древесные опилки загружают в бункер 1, которые затем через барабанный питатель 3 попадают в автоклав 4 для паровой обработки при температуре, равной 250 °С, в течении 1 - 2 сек. При закрытом барабанном питателе 3 и узле выгрузки 7 осуществляют подачу пара в автоклав 4 путём открытия вентиля для подачи пара 6 парогенератора 5. После обработки паром открывают узел выгрузки опилок 7, клапан 13, затвор 15 и опилки подают в диффузор диффузорно-конфузорного устройства 8. Проходя через диффузор и установленные в нём специальные решетки, опилкам придаётся пористость, чем больше объем пор, тем теплопроводность меньше. А теплоизолятор тем лучше, чем меньше показатель его теплопроводности.

Установка по получению теплоизоляционного материала на основе

Рисунок 1 - Установка по получению теплоизоляционного материала на основе

древесных отходов и ППУ

Теплоизоляционный материал на основе древесных отходов и пенополиуретана был исследован на содержание изоционатов рис. 2 и аминов рис. 3, веществ, которые могут наносить вред здоровью человека. Были построены зависисимости, показывающие, что чистый пенополиуретан, без добавления древесных отходов имеет наибольшее количество вредных летучих веществ.

Зависимость содержания изоцианата в образце теплоизоляционного древесно-наполненного материала

Рисунок 2 - Зависимость содержания изоцианата в образце теплоизоляционного древесно-наполненного материала

Зависимость содержания аминов в образце теплоизоляционного древесно-наполненного материала

Рисунок 3 - Зависимость содержания аминов в образце теплоизоляционного древесно-наполненного материала

В табл. 1 сравниваются прочностные показатели разработанного материала с прочностью чистого пенополиуретана и древеснокомпозиционным материалом на основе термопласта - полиэтиленом. Из неё видно, что наименьшие показатели прочности даёт именно теплоизоляционный материал на основе древесных отходов с содержанием опилок 20-25% и пенополиуретана.

Таблица 1 - Сравнительная таблица прочностных характеристик

Материал

Максимальная

прочность,

МПа

Минимальная прочность, МПа

Теплоизоляционный древеснополимерный материал основе пенополиуретана (сжатие)

0,0962

0,042

Теплоизоляционный древеснополимерный материал основе пенополиуретана (растяжение)

0,4

0,2

Чистый пенополиуретан (сжатие)

Не менее 0,16

Чистый пенополиуретан (растяжение)

Не менее 0,11

ДКМ на основе полиэтилена (сжатие)

7,920

4,516

ДКМ на основе полиэтилена (растяжение)

4,8

3,2

Таким образом, на основе древесных отходов и пенополиуретана получен теплоизоляционный материал следующего состава: полиол - 44,44 - 41,67%, полиизоционат - 35.56 - 33,33%, опилки - 20 - 25%, с теплопроводностью в диапазоне - 0,0213 - 0,0238 Вт/(мК), что соответствует ГОСТ 16381-77 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Классификация и общие требования».

Список литературы

  • 1. Зиатдинова, Д.Ф. Анализ современного состояния производства теплоизоляционных материалов и возможности создания новых материалов на основе отходов деревообработки КНИТУ [Текст] / Д.Ф. Зиатдинова, Р.Г. Сафин, Н.Ф. Тимербаев, Л.И. Левашко // Вестник Казан, технол. ун-та. — 2011.— № 18.-С. 63-68.
  • 2. Левашко, Л.И. Производство пористого теплоизоляционного материала на основе отходов деревообработки и пенополиуретана [Текст] / Л.И. Левашко, Ф.М. Филиппова, Е.И. Байгильдеева // Деревообрабатывающая промышленность. - 2013. - № 1. - С. 15-18.

УДК 691.1

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >