Контрольная работа: Материалы и продукты механической обработки древесины
Одно из существенных преимуществ фенолоформальдегидных смол — способность хорошо совмещаться с наполнителями, что позволяет широко варьировать физико-механические свойства пластмасс на их основе и получать материалы, более прочные и теплостойкие и менее хрупкие, чем сами смолы. Фенолоформальдегидные смолы характеризуются высокой адгезией к хлопчатобумажным тканям и древесине. Адгезию их к другим материалам, в частности к металлам, можно повысить путем совмещения с другими смолами с высокой адгезией. Фенолоформальдегидные смолы и пластмассы на их основе обладают высокой химической стойкостью, особенно в кислых средах.
Изобретение относится к композициям и способам получения фенолоформальдегидных смол, высушенных распылением. Описан способ получения быстро отверждающейся порошковой смолы, включающий получение жидкой резольной фенолоформальдегидной смолы, удаление остаточного формальдегида из жидкой резольной фенолоформальдегидной смолы с использованием поглотителя фенолформальдегида, смешивание фенольного ускорителя отверждения с жидкой резольной фенолоформальдегидной смолой после удаления остаточного формальдегида и сушку полученной смеси путем распыления с образованием порошковой смолы. Также описана порошковая смола, полученная указанным выше способом. Кроме того, описаны ориентированная волокнистая плита, вафельная плита, быстро отверждающийся нетканый материал, компаунд с переплетенными волокнами, компаунд для оболочковой формы, адгезивная композиция, полученные с использованием порошковой смолы. Технический результат - получение композиции быстро отверждающейся высушенной распылением резольной смолы с нужным сроком годности при хранении при температуре окружающей среды.
Фенолами называют соединения бензольного ряда, в которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами. В зависимости от количества гидроксилов фенолы подразделяются на одно- и многоатомные. К одноатомным относятся фенол, крезол, ксиленол. К двухатомным — резорцин. В нашей стране фенолы в основном получают из нефтепродуктов. Возможно также использование сланцев, каменного угля и древесных отходов.
Формула фенола (второе название — карболовая кислота) С6Н5ОН. Чистый фенол представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления 43°С. Крезол дополнительно к гидроксилу (ОН) имеет метальную группу СН3. Он может существовать в форме орто-, пара или метакрезола. Их смесь называется трикрезолом и представляет собой прозрачную маслянистую жидкость темно-коричневого цвета с сильным запахом. Температура кипения 187—203°С, плотность 1,03—1,06 г/см3.
При реакции фенола с формальдегидом могут быть получены как термопластичные (новолачные), так и термореактивные смолы в зависимости от соотношения исходных компонентов. При соотношении фенол: формальдегид в пределах 1:1—1:2 получают термореактивные смолы, при избытке фенола — термопластичные.
Реакция поликонденсации проходит три стадии:
1) Резол — начальная стадия. Строение молекул линейное. Молекулярная масса 700—1000. Продукт хорошо растворим, при нагревании плавится.
2) Резитол — промежуточная стадия. Молекулы имеют пространственную структуру. Продукт не растворяется, а только набухает в органических растворителях. При нагревании только размягчается.
3) Резит — заключительная стадия. Продукт представляет собой твердое тело высокой прочности и твердости.
При склеивании древесины применяют резольные смолы горячего и холодного отверждения. Смолы горячего отверждения имеют повышенную щелочность и непригодны для холодного склеивания. При горячем склеивании фенольными смолами отвердитель не требуется. Катализатором реакции является высокая температура, и понятия клей и смола здесь идентичны. При холодном склеивании отвердителем являются сульфонафтеновые кислоты (так называемый «контакт Петрова») в количестве до 20 % и более. Однако по экологическим соображениям выпуск сульфонафтеновых кислот в последнее время прекращен и на смену им выпускается для этих целей диэтиленбензосульфокислоты (БСК).
Преимущества фенольных смол по сравнению с карбамидными — высокая водо- и атмосферостойкость клеевых соединений. Недостатки клеев — более высокая цена, малая скорость отверждения, более высокая токсичность. Клей дает темный клеевой шов, имеется опасность кислотного повреждения древесных волокон, некоторые марки клеев требуют подсушки после нанесения. Фенольные смолы применяются в основном для производства водостойкой фанеры горячим способом, а также для пропитки шпона в производстве бакелизированной фанеры и древесно-слоистых пластиков (табл. 1.8 и 1.9)
Мощности российских заводов по производству фенолоформальдегидных смол на 1996 г. составляли 180,2 тыс. т. Цены на смолы марок СФЖ-3014 производства АО «Карболит» в 1995 г. была 437$/т. На мировом рынке стоимость фенолоформальдегидных смол находится в пределах 800—1000 $/т.
Модификация фенолоформальдегидных смол возможна с помощью следующих добавок:
а) Синтетический каучук. Для смол СФЖ — 3013—3014, применяемых для производства водостойкой фанеры из древесины хвойных пород, добавка составляет до 7 м. ч. каучука, который хорошо стабилизирует вязкость клея и дает хорошее качество холодной подпрессовки и горячего склеивания.
б) Лигнинная мука. Применяют муку помола 140 с насыпной плотностью 300—400 кг/м3 в количестве до 5 м. ч.
в) Жидкие и твердые лигносулыронаты. Могут заменить до 20% фенола при производстве фенольных смол.
Помимо однокомпонентных (то есть без отвердителя) фенольных клеев горячего отверждения, находят применение клеи с отвердителями, которые повышают степень поликонденсации связующих и сокращают цикл прессования. Для смол СФЖ-3014, СФЖ-Н, Экстер-417 и Экстер-442 можно использовать углекислый калий (К2СО3) в виде 50%-ного раствора или комбинированный отвердитель (КО), который готовят путем растворения двухромовокислого калия или натрия в воде, нагретой до 60 "С. Туда же загружают карбамид до полного растворения.
Аналогичную роль играет и модифицирующе-отверждающая добавка — смола РМ-1 с комбинированным отвердителем в соотношении (75...90): (10...25) в количестве до 5 м. ч. Среди наполнителей для фенольных смол горячего отверждения используется мел (3—12 м. ч.), древесная или пшеничная мука (3—6 м. ч.), карбоксиметилцеллюлоза (3—6 м. ч.), уротропин (3,5 м. ч.). Мел и древесная мука придают клею нужную вязкость, пшеничная мука-необходимую липкость и повышение качества клеевого шва.
ГОСТ 11235-75 - стандарт распространяется на жидкие и твердые фенолоформальдегидные смолы, лаки и формованные изделия из них и устанавливает два метода определения содержания свободного фенола:
· в жидких и твердых фенолоформальдегидных смолах и лаках газовой хроматографией;
· в фенолоформальдегидных формовочных изделиях водной экстракцией.
5. Характеристика изделий из древесины. Музыкальные инструменты - гитара.
Принципиальная вещь для любой гитары - это дерево. Будь то классический инструмент, электрогитара или бас - качество звука определяется породой дерева (мы не рассматриваем здесь фанерные "гитарозаменители"). Любая древесина звучит по-своему, подчеркивая те или иные тембры, делая звук мягким, теплым, нежным, громким, ясным или же жестким. Наиболее распространенные сорта деревьев, используемые для акустических инструментов - палисандр, орех, клен, ель, кедр, падук, махагони, тик, венге и многие другие, порой довольно экзотические.
При изготовлении электрогитар чаще всего используют клен, ясень, ольху и палисандр. Звучание и ценность дерева зависит от большого количества факторов - это и климатические условия, в которых дерево произрастало, и способ сушки, и плотность древесины, и расположение волокон, и трещиноватость (например, породы черного дерева очень часто трескаются, поэтому мастер должен правильно заклеить все трещины перед "пременением"). Для разных типов инструментов необходимы разные качества исходного материала. Например, дерево классических гитар должно быть громким, что не столь важно в случае, если гитара имеет звукосниматели. Умение выбирать дерево - это особое искусство, которым обладают не все. Среди сорока человек, работающих в мастерской Рамиреса, только шестерым позволено подбирать материал. Кроме оценки общего состояния и внешнего вида, мастер должен уметь "слышать" дерево, уметь его "простукивать". Рассмотрим несколько видов древесины. Корпус Палисандр - поистине "царь-древо". Это одна из самых дорогих древесин, обладающая великолепным полным и сильным звуком. Наиболее ценный сорт палисандра называется РИО; чаще используются другие более дешевые сорта палисандра (например, бразильский палисандр). Из палисандра делают корпуса дорогих акустических инструментов. В целях улучшения звука палисандровая накладка ставится на гриф обычных, даже относительно дешевых гитар. Клен - звучит жестко, ясно и сильно. Имеет хорошо выраженные верхние и нижние тона. Клен широко используется в гитарах фламенко. Из клена изготавливают корпуса акустических и электрогитар, грифы и, иногда, накладки на гриф. Есть несколько различных видов клена: радиальный клен - обладает наиболее выраженными звуковыми характеристикам. В разрезе имеет ребристый рисунок. волнистый клен - красивое дерево, в разрезе имеет волнообразный рисунок, который очень эффектно смотрится на лакированных (без покраски) инструментах. струйчатый клен - в разрезе имеет вытянутый продольный рисунок. Махагони - легкая твердая порода дерева, имеющая много обертонов. Обладает теплым, прозрачным, но не сильным звучанием. Высоко ценится гондурасский махагони. Обычно на акустических инструментах махагони применяется при изготовлении грифа, поскольку гитара без звукоснимателя с корпусом из махагони будет звучать тихо. В электрогитарах махагони используется и в корпусе (например, махагони можно встретить в некоторых гитарах Гибсона (Gibson)). Орех - дорогая древесина, имеющая потрясающе ясный и сильный звук. Больше всего ценится персидский, а так же кавказский и мичиганский орех. Падук - красивый мощный звук. Используется для классических гитар фламенко. Ясень - легкое дерево, имеющее звуковые характеристики, сходные с характеристиками клена, но стоит несколько дороже. Из ясеня изготавливают в основном корпуса электрогитар. Береза - "употребляется" в балалайках. Некоторые сорта березы называют "легким канадским кленом". Резонаторы Ель - имеет ясный и сильный звук. Из ели изготавливают резонаторную (верхнюю) деку акустических гитар. Иногда из ели делают инструменты полностью, однако звук таких инструментов обычно невыразителен. Кедр - используется для изготовления резонаторов акустических гитар (например , резонатор гитар фламенко), но гораздо реже чем ель. Обладает легким звуком. Резонатор из кедра требует особую схему резонаторных пружин. Гриф и накладки на гриф Грифы гитар обычно делаются из клена или махагони, накладки - клен, черное дерево, палисандр. Черное дерево (Эбен) - находится в ряде элитных дорогих древесин. Черное дерево обогащает звук гитары, но требует постоянного ухода, по?