11
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, при перемешивании залива-
ют расчетное количество 37% -ного формалина и добавляют 25%-ный рас-
твор аммиака. После перемешивания в течение 5мин., засыпают взвешен-
ныйкарбимид.
Так как процесс растворения карбамида в формалине эндотермический, то температура реакционной массы снижается до 10-12ºС. Для ускорения реак-
ции конденсации реакционный раствор нагревают до 16-18ºС, после чего на-
грев отключают. За счет экзотермической реакции происходит разогрев мас-
сы и по достижению температуры 25ºС необходимо включить охлаждение.
Реакцию проводят при перемешивании в течение 3 часов после полного рас-
творения карбамида, при этом температура реакционной массы не должна превышать 25-28ºС.
После завершения реакции определяют рН (рН=8,5-9,5) и коэффициент
рефракции (к.р. = более 1,432).
Если рН раствора КФК-10 будет меньше 8,5, проводят коррекцию рН рас-
твором щелочи (5-10% - ный раствор)
Готовый раствор КФК-10 может храниться не более двух недель.
РЕЦЕПТУРА ЗАГРУЗКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 1 КГ КФК-10
Карбамид |
415,7г |
Формалин (37%) 561,8г |
|
Аммиак (25%) |
22,5г (24,8мл) |
Если концентрация формалина не 37%, нужно сделать перерасчет формали-
на.
Количество КФК составляет 10-12% от массы сухого карбамида, а количе-
ство гидрогеля НФЦ должно составлять 15-18% от массы КФК.
Таким образом, окончательный состав пропиточного раствора для моди-
фицирования древесины следующий: карбамид -25%,КФК-10%, сухой НФЦ-
0,5%, остальное – вода.
Получение модифицированной древесины.
12
Заготовки из древесины мягких лиственных пород в виде бруса, например,
осины сечением 120х120 мм и длиной 3 м влажностью 80% пропитывают с торца под давлением 0,9МПа 30%-ным водным раствором карбамида , в ко-
торый добавлено 10% КФК от массы раствора и 15% 2%-ного водного геля НФЦ от массы КФК. Воду предварительно намагничивают до аналита с окислительно-восстановительным потенциалом 800-900 мВ и рН=2,5 в тече-
ние 10 мин. После пропитки содержание карбамида в древесине составило
15% от массы сухой древесины, содержание КФК составило 1,5% от массы сухой древесины. Пропитанную древесину сушат при температуре 90ºС до влажности 12% и прессуют до степени 25%. Прессованные заготовки сушат в пресс-формах при температуре 120ºС до влажности 4% и проводят термооб-
работку при температуре 140ºС в течение трех часов. Предел прочности при сжатии вдоль волокон составил 120МПа, плотность 751кг/м³.
Испытания по огнезащитной эффективности модифицированной древеси-
ны проводились по методу НПБ 251-98 с использованием следующей аппа-
ратуры и материалов:
1.установка для определения огнезащитных свойств ОЗСВ для древеси-
ны –ОТМ;
2.весы –ВЛКТ-500 (класс точности 4);
3.секундомерс пределом измерения 60мин, цена деления 0,2с.;
4.мультиметр М890С с термопарой;
5.газ бытовой;
6.шкаф сушильный №3;
7.термометр по ГОСТ 1659-71 с диапазоном измерения от 0 до 150ºС и
ценой деления 1 ºС.
Испытания на биостойкость модифицированной древесины проводились на следующей методике:
В качестве тестируемых образцов для микробиологических испытаний использовали образцы модифицированной древесины размером 50х50х5 мм.
Следует отметить, что по степени модифицирования древесины образцы бы-
13
ли не одинаковы, т.к. были получены путем распиливания модифицирован-
ного бруса (часть образцов выпилена из поверхностного слоя, часть - из сердцевины бруса).
Контролем служили образцы древесины сосны необработанные.
Для приготовления суспензии спор использовали культуры грибков воз-
растом 14 суток, считая с момента пересева музейных культур на среду Ча-
пека-Докса с агаром. Суспензию спор микромицетов готовили в соответст-
вии с ГОСТ 9.048-89. Суспензия содержала в равных пропорциях споры сле-
дующих микромицентов:
Aspergillusniger van Tieghem, Aspergillusterreus Thom, Alternaria alternate (Fr.) Keissler,
Fusariummoniliforme Sheldon, PenicilliumbrevicompactumDierckx, Penicilliumchrysogenum Thom, Penicilliumochro-chloronBiourge, PenicilliummartensiiBiourge, TrichodermaviridePers.ex Fr.
Оптическая плотность (Е) суспензии спор по ГОСТ 9.048-89 для определения грибостойкости образцов в условиях, исключающих дополнительный источ-
ник питания, равна 0,208. Оптическая плотность суспензии спор для опреде-
ления грибостойкости образцов (под воздействием плесневых грибов и ми-
неральных солей) и устойчивости к воздействию продуктов жизнедеятельно-
сти грибков была Е=0,383. Оптическая плотность исходной суспензии, раз-
веденной в соотношении 1:15, при определении фунгицидных и фунгистати-
ческих свойств образцов была Е1:15=0,025. Выращивание проводили на чашках Петри с питательной средой Чапека-Докса, помещенных в термоста-
те, при температуре 28ºС и RH=95%.
Обсуждение результатов После обработки древесины по описанной методике получают модифици-
рованную древесину, имеющую прочность при сжатии вдоль волокон 120-
130МПа и степень уплотнения 15% для березы и 25% для осины, т.е. исполь-
зование предложенного способа позволяет снизить степень уплотнения в два
14
раза по сравнению с известным способом, т.е. также повысить выход полу-
чаемого материала.
Снижение степени прессования для березы с 30 до 15% позволяет повы-
сить выход модифицированной древесины на 15%, т.е. с 1м³ экономия соста-
вит 0,15м³, с 1000м³ -150м³, При отпускной цене модифицированной древе-
сины березы 30 тыс.руб. за 1м³ экономия составит 150х30=4500 тыс.руб.
Снижение степени прессования для осины с 50 до 25% позволяет повы-
сить выход модифицированной древесины на 25%, т.е. с 1м³ экономия соста-
вит 0,25м³, с 1000м³ -250м³.
При отпускной цене модифицированной древесины осины 25 тыс.руб. за 1м³ экономия составит 250х25=6250 тыс.руб.
Свойства модифицированной древесины и условия ее получения представле-
ны в таблице 1.Сравнительная оценка свойств модифицированной древеси-
ны, полученной по патенту РФ 2401195 (без НФК) и предложенным спосо-
бом, представлена в таблице 2.
Таблица 1
Характеристика материала и |
Степень |
прессования, |
Предел проч- |
|
условия его получения |
% |
|
ности |
при |
|
|
|
сжатии, МПа |
|
|
|
|
|
|
Береза прессованная |
15 |
|
80 |
|
|
|
|
|
|
Береза +КФК |
15 |
|
92 |
|
|
|
|
|
|
Береза +КФК+НФЦ |
15 |
|
120 |
|
|
|
|
|
|
Береза +КФК+ НФЦ+ активи- |
15 |
|
135 |
|
рованная вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Осина прессованная |
25 |
|
72 |
|
|
|
|
|
|
Осина +КФК |
25 |
|
91 |
|
|
|
|
|
|
Осина +КФК+НФЦ |
25 |
|
104 |
|
|
|
|
|
|
Осина +КФК +НФЦ+ активи- |
50 |
|
120 |
|
рованная вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15
Таблица 2
Характеристика |
мате- |
Предложенный способ |
Прессованная древесина |
||
риала и условия его по- |
|
по патенту №2401195 |
|||
лучения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Содержание |
карбамида |
30 |
30-40 |
||
в растворе, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Содержание КФК в рас- |
10-12 |
10-12 |
|||
творе, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Содержание НФЦ, % от |
15-18 |
- |
|||
массы КФК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Активация воды до ана- |
+ |
- |
|||
лита с |
окислительно- |
|
|
||
восстановительным по- |
|
|
|||
тенциалом 800-900мВ и |
|
|
|||
рН-2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Степень прессования, % |
|
|
|||
Береза |
|
|
|
15 |
30 |
Осина |
|
|
|
30 |
50 |
|
|
|
|
||
Плотность, кг/м³ |
|
751-756 |
900 |
||
|
|
|
|
|
|
Предел |
прочности |
при |
120-135 |
135 |
|
сжатии |
вдоль волокон, |
|
|
||
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Статическая |
твердость, |
17-19 |
16,5 |
||
кг/мм² |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из эксплуатационных характеристик модифицированной древесины были исследованы ее огне-биостойкость. В таблице 3 представлены резуль-
таты испытаний на огнестойкость, полученные в испытательной пожарной лаборатории по Воронежской области