УДК 665.939.57:674-419.32

Хорошилова Т.И., Хромышев В.А., Гапоненко Т.Н.

(Мелитопольский государственный педагогический университет им. Б.Хмельницкого)

Фанера из отходов полиакрилонитрила

Использование отходов полимеров в качестве вторсырья является задачей весьма актуальной, тем более что при этом решается еще одна очень важная задача - защита окружающей среды от загрязнения отходами полимеров.

Объектом нашего исследования служили отходы полиакрилонитрила (ПАН) как технологические, т.е. образованные в процессе производства ПАН, например, вследствие нарушения технологического режима, так и бытовые: в виде так называемого утильсырья, т.е. отработанных и пришедших в негодность изделий из ПАН: волокон-путанки, тканей, рыболовных сетей, ковров, транспортерных лент и т.д.

Цель исследования: разработка технологии производства фанеры и оценка конкурентной способности клея на основе отходов ПАН на примере производства фанеры.

Процесс производства традиционной фанеры общего назначения на основе фенолформальдегидных смол состоит из следующих стадий:

1. синтез фенолформальдегидной смолы;

2. приготовление связующего на основе смолы путем внесения в смолу необходимых компонентов и гомогенизация смеси;

3. нанесение связующего на поверхность шпона;

4. сушка шпона, покрытого связующим, до определенного (строго контролируемого) состояния;

5. прессование пакета шпона, предварительно покрытого связующим и подсушенного (получение фанеры).

Наши исследования показали, что если производить фанеру на основе клея, полученного из отходов ПАН, то процесс получения фанеры сокращается, а именно: стадия 2 (приготовление связующего) и стадия 4 (сушка шпона) исключаются, т.е. имеет место экономия времени и энергоресурсов.

Хотя фанера общего назначения известна потребителю давно, однако ученые и сегодня ищут пути снижения токсичности [1] и повышения её биологической безопасности [2]. Разработка технологии изготовления клея на основе отходов полиакрилонитрила - один из путей получения нетоксичной фанеры.

Получение клея на основе отходов полиакрилонитрила [3] производили в реакторе-деструкторе путем частичного расщепления (деструкции) отходов до достижения степени полимеризации 3-4 (исходная степень полимеризации отходов - до 1500); процесс расщепления отходов ведется в водной среде, которая (вода) в дальнейшем, при использовании клея, служит растворителем. Таким образом, клей на основе отходов ПАН не содержит каких-либо токсичных растворителей, что выгодно отличает клей на основе отходов ПАН от других известных клеёв, которые, как правило, содержат в своем составе токсичные растворители (спирты, кетоны). По окончании процесса деструкции из реактора сливали клей, готовый к применению, т.е. к нанесению на шпон. В случае необходимости (например для изменение вязкости клея) в реактор в конце процесса деструкции можно добавить 5% раствор поливинилового спирта.

Наша технология получения клея из отходов ПАН выгодно отличается от немецкой [4].

Нанесение клея на шпон производится с помощью валика или другим способом.

Шпон с нанесенным на его поверхность клеем укладывается в пакеты, количество слоев в пакете зависит от требуемой толщины фанеры. Заготовленные пакеты прессуются на полочных прессах, например, Одесского производства. Режим прессования:

Р = до 0,5 кг/см²

t = до 100°С

Время выдержки заготовки в прессе под давлением зависит от толщины пакета. Фанера, полученная путем склеивания листов шпона клеем на основе ПАН, обладает очень хорошей устойчивостью к кислотам и органическим растворителям, умеренной устойчивостью - к щелочам; водостойкостью - до 2%; по эластичности разработанная фанера не уступает карбамидоформальдегидной, но превосходит фенолоформальдегидную фанеру общего назначения, по прочности - находится на уровне карбамидоформальдегидной.

Разработанная нами технология получения фанеры из отходов ПАН состоит из стадий:

1. получение клея из отходов ПАН путем их частичной деструкции;

2. нанесение клея на шпон;

3. прессование заготовок пропитанного шпона и получение фанеры.

Свойства фанеры, полученной на основе отходов ПАН, практически находятся на уровне стандартной фанеры на основе фенолформальдегидных и карбамидоформальдегидных смол; кроме того процесс производства фанеры на основе отходов ПАН сокращен на несколько стадий, что дает экономические выгоды; но самое ценное заключается в том что сам процесс производства не связан с применением токсичных веществ, а готовое изделие - фанера - не выделяет в процессе эксплуатации вредных веществ, как это имеет место в случае фенолформальдегидной и карбамидоформальдегидной фанеры.

Применение функционально - стоимостного анализа [5] при выборе конкурентного биологически безопасного клея в производстве фанеры позволяет сделать вывод в пользу клея на основе отходов полиакрилонитрила.

Список литературы

1. Лавлинская О.В., Бельчинская Л.И., Мурзин В.С., Миронов И.В. Снижение степени выделения свободного формальдегида из фанеры на модифицированном карбамидоформальдегидном клее //Современные технологические процессы получения материалов и изделий из древесины: материалы Всерос. науч.-техн. конф. с международным участием (17-19 сентября 2001г.). - Воронеж: ВГЛТА, 2001. – С.259-262.

2. Петров А.В., Петрище Ф.А. Оптимизация рецептуры клееной фанеры общего назначения марки ФК для обеспечения ее биологической безопасности // Пластические массы. – 2008. – № 9. – С.46-49.

3. Хромишев В.О., Арестенко В.В., Хорошилова Т.І., Гапоненко Т.М., Івахненко А.Ф. Клей на основі відходів полі акрилонітрилу // Хімічна промисловість України. – 2008. – №1. – С. 56-58.

4. Пат. 102006033075б7 Германия. C09J 4/04. Klebstoffmischungen mit polyacrylnitril [Текст]/ Henkel KGaA, Loth Helmut, Schmidt Oliver; Заявл. 14.0702006; Опубл. 17.01.2008.

5. Петров А.В., Тараев Д.А., Петрище Ф.А. Оптимизация качества продукции при помощи функционально-стоимостного анализа // «Молодежь - производству» Сб. статей международной науч.-техн. конф. студентов, магистров и аспирантов УО «ВГТУ». – Витебск, 2006. – С. 303-305.