Технология и применение полимеров в деревообработке

Типичными представителями искусственных смол являются мочевино-формальдегидные смолы, которые образуются в результате реакции поликонденсации, протекающей при взаимодействии молекул мочевины и формальдегида. Свойства образующихся смол зависят от условий проведения процесса и, главным образом, от соотношения исходных веществ, рН, температуры, продолжительности конденсации и условий последующей обработки продуктов.
Характерной особенностью карбамидных смол является их термореактивность. Под влиянием высокой температуры или отверждающих средств, а также при одновременном воздействии этих факторов, клеящие мочевино-формальдегидные смолы переходят в необратимое твердое состояние.
Превращение мочевино-формальдегидных смол при определенных условиях в нерастворимые и неплавкие продукты является той основой, на которой базируется их применение в качестве клеящих веществ в деревообрабатывающей и мебельной промышленности.
Карбамидные смолы должны отвечать определенным требованиям, основные из них следующие:
– однородность растворов;
– стабильность состава и консистенции, исключающие возможность расслоения и желатинизации смолы в процессе хранения;
– достаточная вязкость, обеспечивающАЯ равномерное распределение смолы тонким слоем на склеиваемые поверхности и препятствующие глубокому проникновению ее в поры древесины;
– высокая адгезионная способность;
– определенная скорость отверждения в процессе склеивания древесины горячим и холодным способом.
Для характеристики клеящих мочевино-формальдегидных смол определяют рН, вязкость, жизнеспособность, время отверждения, содержание сухих веществ, клеящие свойства и содержание свободного формальдегида.
Карбамидоформальдегидные олигомеры выпускаются в соответствии с ГОСТ 14231-88 «Смолы карбамидоформальдегидные». Различают основные четыре марки карбамидоформальдегидных смол, каждая из которых объединяет группу смол, характеризующихся близкими технологическими показателями. Смолы марки КФ-0 объединяют группу малотоксичных олигомеров, КФ-Б – быстроотверждающихся, КФ-БЖ – быстроотверждающихся при нагревании, но медленно при 200С, КФ-Ж – обладающих высокой жизнеспособностью.
Самые прочные и водостой¬кие клеевые соединения обе¬спечивают фенолформальдегидные смолы (ФФС). Однако в силу ряда отрицательных качеств (токсичности, запа¬ха, темного цвета) их приме¬нение ограничено производ¬ством водостойкой фанеры, несущих клееных деревянных конструкций (балок, арок, столбов), древеснослоистых пластиков и т. п.
Второй обширный класс смол и клеев на их осно¬ве — карбамидоформальдегидные (или карбамидные) смолы (КФ). Высокая адгезионная способность, боль¬шая скорость отверждения, значительная сырьевая база, простота и удобство исполь¬зования предопределили их преимущественное распро¬странение в деревообра¬ботке. Клеевые соединения карбамидных смол бесцветны и не имеют запаха.
Карбамидоформальдегидные смолы — основной вид смол в производстве мебели (облицовывание плитных материа¬лов шпоном, ламинатами и пленками на основе пропи¬танных бумаг, выпуск мебель¬ного щита, изготовление гнутоклееных деталей сложных форм), древесностружечных плит, фанеры. По водостой¬кости клеевые соединения на их основе относят к типу средних. Основное сырье для получения карбамидных смол — мочевина и форма¬лин; смолы образуются при поликонденсации этих двух основных компонентов в при¬сутствии катализаторов. При склеивании большое внима¬ние уделяется состоянию воз¬душной среды у рабочих мест. Наиболее опасно выделение свободного формальдегида: в воздухе производственных помещений не должно быть более 0,5 мг свободного фор¬мальдегида на 1 м3 объема. Эмиссия свободного фор¬мальдегида из готовой продукции регламентируется российскими и европейски¬ми стандартами (МУ 1696-77, EN 717-1. EN 717-2).
Низкий уровень эмиссии формальду в рецептуре. Для сохра¬нения клеящих свойств такие смолы при синтезе усиливают, например, меланином, одна¬ко они имеют небольшой срок хранения. Третий класс смол — это полимеризационные смолы. Полимеры (поливинилацетат, полиметилметакрилат), обладающие адгезионны¬ми свойствами, дают эла-стичные, химически стойкие клеевые соединения, имею¬щие, однако, пониженную теплостойкость. У некоторых размягчение клеевого слоя наступает уже при 40°С, а при 60°С происходит поте¬ря прочности