Древесно-полимерный композит (ДПК) или жидкое дерево. Влияние химической модификации шелухи пшеницы на свойства РП-БС

Назначение: изобретение относится к производству изделий из древесного пластика. Сущность изобретения: предварительно по всему периметру внутренней рабочей части пресс-формы образуют зазор, в который укладывают слой из древесно-полимерного материала, содержащего 10 - 30% термопластичного связующего, после чего оставшийся объем пресс-формы засыпают древесными частицами с влажностью 6 - 25%. Горячее прессование осуществляют при давлении 70 - 120 кг/см 2 и при температуре 170 - 200 o С, причем соотношение толщины слоя из древесно-полимерного материала и толщины изделия составляет (1-2) : (5-50). Древесные частицы засыпают в пресс-форму с размером не более 0,5 мм, а слой из древесно-полимерного материала может быть образован укладкой предварительно изготовленных пластин из древесно-полимерного материала. 7 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области производства древесных пластиков из отходов лесоперерабатывающих промышленных производств и может быть использовано в качестве строительных материалов /облицовочные плиты, покрытие полов, черепица, в производстве мебели/. Известен способ изготовления из древесных и других растительных веществ, при котором древесные частицы помещают в герметичную пресс-форму, нагревают без доступа воздуха и выхода паров и газов под давлением 1 - 50 МПа и выдерживают при максимальном давлении от 3 до 70 минут (SU, авт. св. N 38290, кл. E 04 C 2/10, 1934 г.). Недостатком этого способа является низкое значение физико-механических и эксплуатационных характеристик получаемых изделий. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления строительных изделий из древесных пластиков, включающий измельчение древесины, нагрев ее до 170 - 270 o C и прессование в герметичной пресс-форме без доступа воздуха и выхода паров и газов при давлении 5 - 50 МПа в течение 3 - 70 мин /SU, авт. св. N 38070, кл. E 04 C 2/10, 1934 г./. Указанные способы имеют следующие недостатки: сложность решения вопроса герметизации пресс-формы при горячем прессовании под давлением, нестабильность свойств изделий при нарушении, хотя бы частичном, герметизации, появление открытой пористости при использовании пониженного прессования, при котором проще обеспечить герметизацию. Наличие открытых пор ухудшает физико-механические и эксплуатационные характеристики изделия древесного пластика, в частности, на водопоглощение. Задачей изобретения является упрощение герметизации пресс-формы при повышении ее надежности и при улучшении физико-механических и других эксплуатационных свойств изделий, изготавливаемых из древесных пластиков. Задача создания надежной герметичности пресс-формы осуществляется за счет размещения слоя древесно-полимерной массы в зазоре между матрицами и пуансонами. При нагревании пресс-формы до температуры прессования древесно-полимерная масса приобретает пластичность, затекает под давлением прессования в зазор между матрицей и пуансонами, что и обеспечивает надежную герметичность пресс-формы. Необходимая вязкость массы, обеспечивающая надежную герметичность, зависит от количества термопластичного связующего и определяется давлением прессования, а также давлением паров и газов, возникающих при гидролизе древесных частиц. Повышение эксплуатационных характеристик, в частности уменьшение пористости, достигается созданием на поверхности древесного пластика слоя древесно-полимерного водонепроницаемого материала. Этот слой в процессе изготовления изделия обеспечивает герметизацию пресс-формы при прессовании. Поверхностный водонепроницаемый слой образуется в процессе прессования путем послойного загружения пресс-формы: сначала нижний горизонтальный слой, содержащий древесные частицы и 5 - 30 вес.% термопластичного связующего, затем слой древесных частиц и верхний горизонтальный слой аналогичный нижнему. Поверхностный горизонтальный водонепроницаемый слой может быть образован из заранее изготовленных прессованием тонких листов древесно-полимерного материала, содержащего 5 - 30% термопластичного связующего, и последующей укладки их послойно в пресс-форму: нижний и верхний слой - древесно-полимерный материал, между ними - древесные частицы. Между стенками пресс-формы и слоем древесных частиц располагают лист древесно-полимерного материала. Заполнение пресс-формы по прототипу и по изобретению осуществляется по схемам, приведенным на фиг. 1 - 5. На фиг. 1 изображена схема засыпки шихты по прототипу, при которой прессуемой смесью 1 заполняется вся пресс-форма 2, а уплотнение осуществляется установкой резиновых уплотнителей 3, размещаемых в зазоре между матрицей и пуансоном по всему периметру внутренней рабочей части пресс-формы. На фиг. 2 изображена схема заполнения пресс-формы, согласно которой сначала по всему периметру внутренней рабочей части пресс-формы насыпают слой 1 из древесно-полимерного материала, содержащего 10 - 30% связующего, а оставшийся объем заполняют древесными частицами 2 с влажностью 6 - 25%. На фиг. 3 изображена схема заполнения пресс-формы, согласно которой сначала по всему периметру внутренней рабочей части пресс-формы укладывают предварительно изготовленные пластины 1 из древесно-полимерного материала, содержащего 10 - 30% связующего, а оставшийся объем заполняют древесными частицами 2 с влажностью 6 - 25%. На фиг. 4 изображена схема заполнения пресс-формы, согласно которой кроме укладки слоя 1 из древесно-полимерного материала, содержащего 10 - 30% связующего, на дно формы насыпают нижний горизонтальный слой 2 древесно-полимерного материала, содержащего 5 - 30% связующего, затем насыпают древесные частицы 3 с влажностью 6 - 25%, поверх которого также насыпают горизонтальный слой 4, состав которого аналогичен нижнему горизонтальному слою. На фиг. 5 изображена схема заполнения пресс-формы, которая аналогична схеме на фиг. 4 с тем отличием, что горизонтальные слои 1 образованы не засыпкой смеси из связующего и древесных частиц, а укладкой пластин, предварительно изготовленных из древесно-полимерного материала. Эти горизонтальные слои после прессования и охлаждения изделий образуют поверхностные водонепроницаемые слои. При этом при приготовлении древесно-полимерной смеси из термопластичного полимерного связующего, например, полиэтилена и древесных частиц, в частицы перед их смешиванием со связующим вводят 1 - 5% от их веса муравьиную или уксусную кислоту и повышают влажность частиц до 5 - 25%, причем вместо древесных частиц можно использовать растительные волокна. Образцы древесных пластиков изготавливали по способу прототипу методом горячего прессования в герметичной пресс-форме. Герметизация зазора между матрицей и пуансонами осуществлялась с помощью водоохлаждаемой прокладки из температуростойкой резины. Древесные пластики по предложенному способу изготавливали в обычной пресс-форме с зазором между пуансоном и матрицей до 1 - 1,5 мм. В обоих случаях для получения древесных пластиков использовали древесные частицы хвойных пород размером -0,5 мм, влажностью 15%. Для герметизации матрицы и создания защитного водоотталкивающего слоя по предложенному способу применялась прессмасса следующего состава: древесные частицы с влажностью 15% /хвойные породы размером 0,5 мм/ -85%, вторичные полиэтилена - 15% вес. Режим горячего прессования был одинаков для всех образцов древесных пластиков: температура прессования - 170 o C, давление - 70 кг/см 2 , время выдержки под давлением - 30 мин. В таблице приведены свойства древесных пластиков, полученных по способу-прототипу и предложенному способу. Анализ приведенных в таблице свойств изделий из древесных пластиков, изготовленных по способу прототипу и по изобретению в соответствии со схемами заполнения пресс-формы /см. фиг. 2 - 5/, показал следующее: герметизация пресс-формы, укладываемой в зазор между матрицей и пуансоном пресс-массы, более проста и надежна и обеспечивает более высокие физико-механические характеристики изделий, чем при применении резиновых уплотнений; получение изделий с горизонтальными поверхностными слоями из древесно-полимерной смеси обеспечивает водонепроницаемость изделий и повышение их физико-механических характеристик.

Формула изобретения

1. Способ изготовления изделий прессованием из древесного пластика, включающий измельчение древесины, заполнение пресс-формы, горячее прессование под давлением без доступа воздуха и выпуска паров и газов с последующим охлаждением, отличающийся тем, что предварительно по всему периметру внутренней рабочей части пресс-формы образуют зазор, в который укладывают слой из древесно-полимерного материала, содержащего 10 - 30% термопластичного связующего, после чего оставшийся объем пресс-формы засыпают древесными частицами с влажностью 6 - 25%, а горячее прессование осуществляют при давлении 70 - 120 кг/см 2 и при температуре 170 - 200 o С, причем соотношение толщины слоя из древесно-полимерного материала и толщины изделия составляет (1 - 2) : (5 - 50). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в пресс-форму засыпают древесные частицы, размер которых составляет не более 0,5 мм. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что слой из древесно-полимерного материала образуют укладкой предварительно изготовленных пластин из древесно-полимерного материала. 4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что слой из древесно-полимерного материала образуют засыпкой в форму смеси из термопластичного полимерного связующего и древесных частиц. 5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что древесные частицы размещают между дополнительными верхним и нижним горизонтальными слоями из древесно-полимерного материала, содержащего 5 - 30% связующего. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что горизонтальные слои образованы укладкой предварительно изготовленных пластин из древесно-полимерного материала. 7. Способ по пп.1 - 6, отличающийся тем, что при приготовлении древесно-полимерного материала перед смешиванием со связующим в измельченные древесные частицы вводят 1 - 5% от их веса муравьиную или уксусную кислоту. 8. Способ по пп.1 - 7, отличающийся тем, что при приготовлении древесно-полимерного материала в качестве древесных частиц используют растительные волокна.

Всем привет!

У нас продаже появилось много интересных пластиков для декоративной 3D печати. Сегодня мы расскажем вам о новинке – Wood от компании FiberForce. Цена катушки 0,5 кг. - 3500 рублей.

Фирма FiberForce была основана в 2013 году в Италии. Помимо ABS и PLA FiberForce производит несколько видов спец.пластиков, в частности FiberForce Carbon , который мы уже довольно давно поставляем в Россию и который отлично зарекомендовал себя
Из названия FiberWood становится ясно, что пластик имитирует изделия из дерева. Сегодня мы попробуем разобраться, в чем же его отличие от других похожих пластиков?
Декоративные пластики условно можно разделить на 2 вида:

1. Имитирующие только цвет изделия за счет добавленных пигментов.
Например, ESUN Wood или ESUN Bronze .
Неоспоримое достоинство этих пластиков – они не вызывают проблем при печати, и вы сразу получаете готовое изделие, имитирующее цвет металла или дерева.

2. Содержат в своем составе «наполнение» в виде материала, который имитируют.
Например, ESUN eAfill или eCopper . С этими пластиками стоит внимательнее относится к настройке печатных параметров. Неправильные параметры могут привести к засору сопла. Для «вскрытия» наполнителя иногда может потребоваться дополнительная обработка изделия после печати.
Wood от компании FiberForce относится ко второму виду декоративных пластиков. В основе пластика используется обычный PLA с наполнением из древесной пыли.

Пруток на ощупь шероховатый, с интересным матовым цветом светлой древесины.

Рекомендуемая температура сопла для печати около 200 градусов, столика - 50-60 градусов. Хотя пластик отлично липнет к печатным платформам, не имеющим подогрева. Главное не забудьте включить вентилятор для обдува модели=)
При печати пластик очень приятно пахнет свежими опилками.
В отличии от похожего пластика LAYWOO-D3, Fiber Wood не меняет свой цвет при изменении температуры печати, не засоряет сопло и очень стабилен при печати.
LAYWOO- D3 – удавалось стабильно печатать только, применяя сопла большого диаметра (от 0,8).

Спустя 40 минут печати получаем вот такую симпатичную машинку)
Поверхность изделий выглядит очень красиво. За счет матовости материала почти не видно слоев.

Удивительно, но наша баночка внутри до сих пор пахнет деревом=)

Изделия из FiberWood отлично шкурятся и обрабатываются.

Итоги

Самым главным достоинством FiberWood от Fiber Force можно назвать то, что в отличие от других аналогичных материалов, которыми мы печатали, риск забивания сопла минимизирован. И всё благодаря оптимальному (небольшому) содержанию древесной пыли. Этот декоративный пластик не доставил нам хлопот и хорошо себя проявил при печати. Несмотря на то что основой Fiber Wood является PLA пластик, он отлично шкурится, режется и обрабатывается. Это оказалось приятным плюсом.

Он отлично подходит для создания декоративных элементов, художественных объектов или повседневных предметов «под дерево».

Древесные пластики - пластифицированные древесные материалы с улучшенными физико-механическими свойствами, получаемые комбинированной механической, термической и химической обработкой сырья. Древесные пластики делят на:

1) древесину прессованную (лигностон);

2) древеснослоистые пластики (лигнофоль, дельта-древесина, балинит, арктилит и др.);

3) древеснопластические массы.

Древесина прессованная (пластифицированная) - натуральная древесина (чаще всего берёза, реже бук, граб, клён и др.), уплотнённая при давлении 15-30 Мн/м2 (150-300 кгс/см2) и температуре до 120°С. Уплотнение проводят различными способами: вдавливанием заготовки в пресс-форму меньшего диаметра, обжатием заготовки между плитамигидравлического пресса или в съёмной прессформе, прессованием предварительно согнутых пластинок древесины. Для повышения влагостойкости и стабильности формы Древесные пластики заготовки древесины перед уплотнением пропитывают синтетическими смолами. Получить влагостойкую прессованную древесину можно без пропитки синтетическими смолами, усилив тепловую обработку заготовки на стадии пластификации; при этом в древесине образуются смолообразные продукты изменения лигнина и гемицеллюлоз.

Прессованную древесину выпускают в виде досок, брусков, плит, втулок и др. Эта древесина обладает высокой ударной прочностью, пластичностью, малым коэффициентом трения и повышенной влагостойкостью. Прессованную древесину применяют для изготовления деталей машин, работающих при ударных нагрузках, а также антифрикционных деталей.

Древеснослоистые пластики - материалы на основе тонкого древесного листа (шпона) лиственных пород. Для получения этих пластиков берёзовый (реже буковый или липовый) шпон пропитывают (иногда промазывают) растворами термореактивных синтетических смол, просушивают, собирают в пакеты и прессуют на этажных гидравлических прессах с обогревом при давлении 10-17,5 Мн/м2 (100-175 кгс/см2) и температуре 120-150°С. Для повышения прочности и эластичности этих пластиков их армируют металлической сеткой, фольгой, прорезиненной тканью и др. Добавки графита и масла улучшают антифрикционные свойства пластиков. Заготовки из древеснослоистых пластиков перерабатывают в изделия механической обработкой (распиловкой, строганием и др.). Эти пластики обладают хорошими механическими, в том числе антифрикционными, и электроизоляционными свойствами, устойчивы к действию многих химических реагентов.

Древеснослоистые пластики применяют как конструкционный материал в машинои судостроении, как электроизоляционный и конструкционный материал для производства деталей аппаратуры высокого напряжения. Они пригодны для изготовления гибочных штампов, оправок, а при условии смазки водой и при температуре трения не выше 60°С - тяжелонагруженных подшипников.

Древеснопластические массы - цельнопрессованные профильные изделия или плиточные материалы, изготовленные в пресс-формах горячим прессованием измельчённой древесины (опилок, стружек, волокон, обрезков шпона), пропитанной растворами синтетических смол и высушенной. В некоторых случаях древесину предварительно подвергают частичному гидролизу кислотой или пропаркой под давлением или же обработке щёлочью. Древеснопластические массы обладают высокой механической прочностью, антифрикционными и электроизоляционными свойствами. Эти материалы применяют в производстве профильных цельнопрессованных изделий (вкладышей и втулок подшипников, зубчатых колёс, кабельных муфт, электроизоляционных деталей, колпачков ректификационных колонн и др.), а также паркетных плиток и др.

Генель С. В., Древесные пластики в технике, М., 1959;

Прессованная древесина и древесные пластики в машиностроении. Справочник, под ред. А. Г. Ракина, М.-Л., 1965.

Пластик является универсальным материалом Он нашел широкое применение в изготовлении разнообразных узлов и деталей как в промышленной, так и в бытовой технике. Изделия из него используют в оформлении интерьеров жилых помещений и офисов.

Разновидность материала, называемая жидким пластиком, позволяет создавать самые разнообразные по форме и размерам поделки. Это дает возможность воплощать в жизнь оригинальные дизайнерские решения. Как сделать жидкий пластик в домашних условиях?

Материалы для изготовления

Чтобы сделать жидкий пластик своими руками, необходимо подготовить следующее:

контейнер из стекла или металла;
ацетон;
пенопласт.

При этом количество используемого ацетона зависит от желаемого объема готового средства.

Если вы хотите сделать жидкий пластик своими руками, рецепт его приготовления будет основан на растворении пенопласта в ацетоне. Для этого используют Он является упаковочной тарой для различной бытовой и электронной техники.

Как сделать жидкий пластик своими руками

Пошаговый рецепт приготовления названного материала выглядит так:

Открыть емкость с ацетоном и налить жидкость в стеклянный контейнер так, чтобы ее уровень от дна был равен приблизительно 1 см.
Полистирольный пенопласт необходимо поломать на множество мелких кусочков, каждый из которых будет легко размещаться под толщей растворителя.
Жидкий пластик своими руками можно сделать, опуская каждый кусок в контейнер и дожидаясь его полного растворения.
Пенопласт следует добавлять в емкость до той поры, пока он перестанет плавиться. Затем нужно подождать 5-10 минут, чтобы неиспользованный ацетон испарился.
После этого на дне контейнера образуется вязкая масса, которую можно использовать для производства разнообразных изделий.

Зная, как сделать жидкий пластик, помните, что полное затвердение массы продолжается 20-30 часов. Следовательно, изготавливаемую деталь нельзя извлекать из формы в течение данного промежутка времени.

Следует наносить вещество резиновым шпателем небольшого размера. Движения при этом должны быть плавными. Жидкий пластик необходимо растянуть на обрабатываемой поверхности. Если с его помощью заполняют щели, лучше использовать в работах кисти с жестким ворсом. Ими необходимо «проталкивать» смесь в зазоры. После застывания пластика рекомендуется нанести еще один слой вещества.

Описываемое средство давно продается в готовом виде. Его необходимо только разогреть на водяной бане или в специальном оборудовании. Также для этого часто используют строительный фен.

Как правило, жидкий пластик выпускают в плотных упаковках. Его сроки и условия хранения строгие. Температура в помещении, где он находится, не должна опускаться ниже 15 градусов. Иначе средство потеряет эксплуатационные характеристики:

вязкость;
эластичность;
твердость после застывания;
практичность;
долговечность.

Стоимость жидкого пластика довольно высока. Именно поэтому лучше сделать его самостоятельно.

Меры предосторожности

Ацетон является весьма опасной жидкостью, которая крайне негативно воздействуетна организм человека. Поэтому жидкий пластик своими руками разрешается изготавливать только при строгом соблюдении следующих мер предосторожности:

Перед работой с ацетоном необходимо тщательно изучить инструкцию по его применению. Она указана на этикетке емкости.
Следует использовать специальные герметичные защитные очки. Они уберегут глаза в случае попадания капель и испарений жидкости. Работа без них может привести к серьезным травмам глаз.
Ацетон токсичен, поэтому пользоваться ним следует только в пределах хорошо проветриваемого помещения. При этом необходимо использовать средства защиты органов дыхания.
Это легко воспламеняющееся средство. Поэтому жидкий пластик своими руками делают вдали от источников открытого огня. А при выполнении работ категорически запрещается курение.
Остатки ацетона запрещается сливать в систему канализации.
По окончании процесса, а также после заливки готового пластика в формы, необходимо тщательно вымыть руки.

Применения жидкого пластика в отделке

Для отделки средство используют давно. После его нанесения, на обрабатываемой поверхности возникает эластичная пленка. Она обладает высокой водонепроницаемостью и устойчивостью к ультрафиолетовому воздействию. Защищенный подобной пленкой материал не боится воздействия агрессивных моющих средств. Ровная поверхность обладает приятным блеском и сохраняет свои характеристики на протяжении многих лет.

Жидкий пластик в оконных работах

Большинство вновь установленных пластиковых окон в зоне соединений имеют зазоры. Чтобы исключить подобное явление все детали оконной конструкции, которые соединены между собой, обрабатывают описываемым веществом. Оно после высыхания создает на поверхности эластичную герметичную пленку. Нанесение жидкого пластика на окна своими руками возможно после изготовления материала по указанной выше методике.

Средство в антикоррозийной обработке

Жидкий пластик характеризуется и высокой степенью адгезии с обрабатываемой металлической поверхностью. Это свойство вещества стали использовать в антикоррозийной обработке стали. Жидкий пластик наносят на поверхность без предварительного грунтования. Он высыхает через несколько часов. После этого на поверхности образуется пленка, которая защитит материал от появления ржавчины.

Древесные пластики – это материалы, полученные соединением синтетическими смолами продуктов переработки натуральной древесины. К ним относятся древесно-слоистые пластики, древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, бумажный слоистый пластик и др.

Древесно-слоистые пластики изготавливют из тонких листов сушеного березового, липового или букового шпона, пропитанного и склеенного между собой различными синтетическими смолами при высоком давлении и температуре. В зависимости от расположения волокон шпона в смежных слоях ДСП выпускаются несколько марок.

Прочность древесно-слоистых пластиков превышает прочность древесины вследствие уплотнения материала прессованием и термической обработкой тонких слоев древесного шпона, глубоко пропитанных прочными водостойкими смолами. Древесный шпон пропитывают преимущественно резольными, фенолоформальдегидными или карбамидными смолами с последующей просушкой.

Плиты ДСП обладают хорошей водостойкостью, стойкостью к органическим растворителям и маслам, легко поддаются механической обработке – пилению, строганию, фрезерованию и т.п.

Древесно-волокнистые плиты (ДВП) изготавливают из хаотически расположенных волокон древесины, склеенных канифольной эмульсией с добавлением для некоторых типов плит фенолоформальдегидных смол. Сырьем для изготовления ДВП являются отходы лесопильных и деревообрабатывающих производств, которые дробят в щепу и растирают в специальных установках до волокнистого состояния. При формовании плит без уплотнения на прессах получаются пористые ДВП, которые применяют для утепления, звукоизоляции и отделки стен, перекрытий и покрытий.

При длительном действии влажной среды древесно-волокнистые плиты поглощают значительное количество влаги, в результате чего набухают и теряют прочность.

Древесно-стружечные плиты получают горячим прессованием под давлением древесных стружек, пропитанных синтетическими термореактивными смолами. Для изготовления ПС и ПТ применяют специально изготовленную стружку, полученную на деревообрабатывающих станках, а также мелкую щепу.

Плиты облицовывают с одной или двух сторон древесным шпоном, фанерой, бумагой, пленками и т.п. Облицованные плиты имеют более высокие механические показатели, ровную поверхность и хороший внешний вид.

Механические свойства плит ПС и ПТ зависят от плотности, вида и количества связующего, породы и размеров древесных частиц. Количество смолы принимают обычно до 10 %, а древесной стружки – около 90 % массы. С увеличением содержания связующего прочность плит повышается, однако при этом значительно увеличивается себестоимость изделия, т.к. стоимость связующего составляет около 40-50 % стоимости всей плиты.

При водопоглощении древесно-стружечные плиты разбухают. Введение гидрофобных добавок снижает разбухание плит до 10 %. Древесно-стружечные плиты обладают малой теплопроводностью и высокой звукоизоляционной способностью. Они хорошо поддаются обработке на деревообрабатывающих станках. Их применяют в строительстве в качестве перегородок и для декоративной отделки стен и потолков.