Строительство. Стройматериалы

Строительные материалы из древесных отходов

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

В зависимости от вида исходного сырья клеевые вещества подразделяются на три группы: животные, растительные и синтетические.

Клеи животного происхождения состоят из белковых соединений, содержащихся в молоке, крови, костях и коже животных. К этой группе относятся глютиновые или коллагеновые клеи (мездровый, костный, рыбий), казеиновые и альбуминовые.

К клеям растительного происхождения относятся растительные смолы, крахмальные клеи и клеи из белка семян чины, сои, клещевины, вики, люпина.

Синтетические клеи изготовляют на основе реакций полимеризации или конденсации органических соединений. К этим клеям относятся фенолформальдегидные, мочевино-формальдегид-ные (карбамидные), мел а мино-форм альдегидные, поливинилаце-татные и полиамидные.

Клеи животного происхождения

Глютиновые или коллагеновые клеи, в зависимости от исходного сырья, подразделяются на три вида: мездровый, костный, рыбий.

Мездровый клен изготовляют из подкожной ткани шкур животных (мездры), сухожилий, хрящей и других отходов мясокомбинатов. Процесс производства этого клея состоит из предварительной обработки сырья, золки, промывки и нейтрализации, варки, очистки и осветления клеевых бульонов, упаривания и консервирования, желатинизации и сушки.

Технологический процесс производства костного клея состоит из следующих операций: сортировки и дробления костей, обезжиривания их бензином, очистки от грязи, волос и мяса в решетчатом барабане, сортировки и повторного дробления, варки в диффузорах под воздействием пара давлением от 1 до 3 атм, сгущения клеевого бульона до концентрации 40—50%, консервирования, желатинизации, формовки клея в плитки и упаковки.

Для производства рыбьего клея могут быть использованы плавательные пузыри, чешуя, плавники, кости и кожа рыб. Для производства клея плавательный пузырь очищают от наружного и внутреннего слоев, сушат, отбеливают и варят при температуре 40° С. Рыбью чешую обезжиривают щелочью или бензином, обрабатывают.соляной кислотой, промывают водой, нейтрализуют, варят и обрабатывают клеевой бульон обычным способом.

Глютиновый клей изготовляют в виде плиток, порошка, мелких кусков, таблеток, чешуек, хлопьев, а также в виде галерты или студня. Чаще при склеивании древесины применяется плиточный клей. Для приготовления рабочего раствора клея порцию плиточного клея укладывают в эмалированный бак, заливают чистой водой и оставляют для набухания в течение 6—12 ч (дробленый клей набухает в течение 2—4 ч). Клей, впитавший воду, укладывают в варочный котел с паровой рубашкой и без добавления воды   подогревают.   Готовый   клей    фильтруют   через   сито    для удаления сгустков и разливают в эмалированную посуду, обогреваемую водой. Во время варки в клей можно добавлять наполнитель: мел или каолин (10—15% от веса клеевого раствора).

Казеиновый клей изготовляют из сухого обезжиренного творога, содержащего до 80—90% белка и получаемого из молока животных. Сухой казеин в виде твердых зерен размером от 5— 10 мм или порошка при влажности 12% имеет удельный вес 1,259. Он нерастворим в воде, сильно гигроскопичен.

При воздействии на казеин гашеной извести образуется коллоидный раствор, обладающий клеящей способностью. По способу приготовления казеиновые клеи могут быть жидкосмешиваемые и порошковые.

В производстве изделий из древесных отходов обычно используют порошковые клеи, содержащие все компоненты клея за исключением воды. Как правило, казеиновый клей в порошке представляет собой смесь казеина, гашеной извести, минеральных солей (фтористого натрия, кальцинированной соды, медного купороса) и керосина.

Для приготовления клеевого раствора из порошка в клеемешалку сначала заливают определенное количество воды комнатной температуры (170—230% от веса порошка), а затем постепенно засыпают порошок. Смесь тщательно перемешивают в течение 30—40 мин до получения однородного сиропообразного раствора. После этого смесь выстаивается в течение 10—15 мин.

Основная составная часть альбуминовых клеев — получаемая на бойнях кровь животных, из которой вырабатывают сухой продукт в виде кристаллов или пыли. Для приготовления клеевого раствора сухой (кристаллический) альбумин вымачивают в четырехкратном количестве воды в течение 1,5—2 ч и хорошо перемешивают. Затем в смесь добавляют воду и известковое молоко и подогревают до 28—30° С. Жизнеспособность клеевого раствора 6—8 ч.

 Клеи растительного происхождения

К растительным относятся крахмальные клеи, растительные смолы, а также клеи из чины, сои, люпина, вики и клещевины. Клеевой основой в крахмальных клеях является сырой или обработанный крахмал (СвНю05) картофеля, риса, пшеницы, маиса и кукурузы. Для приготовления клеевого раствора на 100 вес. ч крахмала берут 150—350 вес. ч воды. Крахмал смешивают с водой, добавляют 3—4% каустической соды и подогревают до 70—80° С. В связи с замедленным твердением этого клея выдержка склеиваемых изделий во время запрессовки должна быть не менее 7 ч.

К растительным смолам, применяемым для получения клеев на их основе, относятся гуммиарабик, шеллак, натуральный каучук и латекс, сульфитные щелоки и свекловичный жом. В связи с невысокими клеящими свойствами клеи растительного происхождения для склеивания древесины используют редко.

Синтетические клеи

Синтетические клен широко применяют для пропитки измельченных древесных отходов при производстве плитных материалов и различных изделий, а также для изготовления клееных деталей и конструкции из обработанных кусковых отходов. В зависимости от способа получения синтетические клеи подразделяют на две группы: конденсационные и полимеризационные [65[.

К первой группе, получаемой путем соединения двух или нескольких веществ с образованием нового высокомолекулярного полимера, относятся следующие клеи: фенолформальдегидные (крезол- и ксиленолформальдегидные), мочевино-формальдегидные (карбамидные) и меламино-формальдегидные. Ко второй группе, изготовляемой путем уплотнения одного вещества с превращением его в высокомолекулярный полимер, относятся поливинила-цетатные и полиамидные клеи.

Синтетические клеи подразделяются на термореактивные, от-верждающиеся при воздействии тепла, и на термопластичные, плавящиеся при действии тепла и вновь твердеющие при охлаждении. По условиям применения могут быть клеи горячего отверждения, склеивающие при температуре свыше 100° С, и холодного отверждения, склеивающие при нормальной температуре.

Наиболее распространены в производстве строительных материалов, изделии и конструкций из древесных отходов клеи, изготовляемые на основе фенолформальдегидных, мочевино-формаль-дегидных (карбамидных) и меламино-формальдегидных смол. Фенолформальдегидные смолы получают путем конденсации фенола (трикрезола или ксиленола) с формалином в присутствии щелочного катализатора. Для водорастворимых смол таким катализатором является каустическая сода или едкий натр, а для спирторастворимых смол — нашатырный спирт или аммиачная вода.

 Конденсация воднощелочных смол преисходит при 70—100° С и последующего охлаждения до 20—25° С.

Конденсация спирторастворимых смол происходит при температуре кипения смеси фенола с формалином до получения расслаивающейся эмульсии, которая затем высушивается под вакуумом до влажности 5—7%> растворяется в спирте (до концентрации 50—55%) и охлаждается.

Мочевино-формальдегидные (карбамидные) смолы получают конденсацией мочевины с формалином в кислой или слабощелочной средах при 70—90° С с последующим частичным удалением влаги под вакуумом. Конденсация некоторых карбамидных смол происходит при переменном значении рН среды.

Меламино-формальдегидные смолы получают конден-сацией меламина с формальдегидом независимо от рН среды. Смолы приготовляют при 60—100° С. Меламиновые смолы в отличие от карбамидных отверждаются без введения специальных отвердителей. Рецептура некоторых видов смол приведена в табл. 41 и 42. Приготовление клеев на основе синтетических смол производится в специальных клеемешалках с водяной рубашкой.

Карбамидные клеи горячего отверждения приготовляют смешением жидкой смолы с кристаллическим хлористым аммонием или его водным 20—25%-ным раствором. Для смол различных марок количество отвердителя колеблется от 0,2 до 1%.

Клеи приготовляют смешением смолы с отверди-телем в течение 10—15 мин. Они сохраняют свои свойства в течение 1,5—3 ч. При увеличении количества вводимого отвердителя или температуре более 20° С жизнеспособность клея снижается.

Для производства волнистого кровельного материала на основе измельченных отходов используют лигнофенолформальдегидную смолу АЛЩ-15, рецептура которой отличается от рецептуры других смол присутствием щелочного лигнина. Технология изготовления этой смолы заключается в следующем. В реактор загружают фенол и серную кислоту. Смесь подогревают до 100—115° С, затем в нее вводят лигнин. Реакция идет в течение 30 мин при 100—115° С. После этого массу охлаждают до 90° С и вводят водный раствор щелочи 10%-ной концентрации. Массу охлаждают до 53—56° С, затем в нее вводят формальдегид. Происходит экзотермическая реакция в течение 15—20 мин до 67—69° С. Далее масса охлаждается до 55° С. При этой температуре происходит конденсация в течение 1 ч, после чего готовая смола перекачивается в раздаточный бак.