Файл: Темкина Р.З. Синтетические клеи для деревообрабатывающей и строительной промышленности стенограмма лекции, прочитанной в ЛДНТП для работников деревообрабатывающей промышленности.pdf

вания. Количество наносимого клея зависит от толщины склеивае­ мой древесины, способа склеивания и назначения готового мате­

риала.

При склеивании, например, фанеры повышенной водостойкости

После нанесения смолы на шпон клеевой слой подвергается сушке. Сушка намазанного шпона производится в сушильных

агрегатах при температуре 75—90° до тех пор, пока содержание

влаги и летучих в шпоне не достигнет 8—42%. В результате удале­

ния из клеевого слоя значительной части влаги на поверхности древесины образуется клеевая пленка, которая в процессе даль­ нейшего прессования при повышенной температуре легко плавится и затем отвердевает. Намазанные смолой и высушенные листы шпона в определенном сочетании с белым шпоном собираются в

пакеты, которые подвергаются прессованию в гидравлических прессах под давлением и при повышенной температуре. Давление

прессования при склеивании фанеры достигает 18—20 кг/см2. Про­

должительность прессования зависит от температуры плит пресса и толщины прессуемых пакетов. Большинство феноло-формальде­ гидных клеев требует высокой температуры прессования—140 — 150°. В табл. 2 приведены режимы склеивания смолой С-35 фанеры

марки ФСФ разной толщины при температуре от 136 до 150°. При склеивании древесины холодным способом все операции

должны производиться в помещении с относительной влажностью

воздуха не выше 65% и температуре 18—25°. Клей может нано­ ситься на одну из склеиваемых поверхностей древесины или на обе поверхности. Расход клея значительно выше, чем при горячем способе склеивания и составляет:

Клеевой слой не подвергается сушке, как при горячем склеи­ вании, а выдерживается в открытом виде при нормальной темпе­ ратуре в течение 4—15 минут (открытая пропитка). В период так называемой открытой пропитки из клеевого слоя испаряется зна­ чительная часть растворителя, чем ускоряются последующие про­ цессы отверждения клея.

Далее производится сборка склеиваемых поверхностей. Время от начала сборки до загрузки собранных деталей в прессы и установления необходимого давления также регламентируется.

Это время составляет от 5 до 25 минут (закрытая пропитка). Во время закрытой пропитки клей заполняет неровности и одно­ временно подвергается дальнейшей поликонденсации.

18

Склеивание собранных деталей осуществляется в гидравличе­ ских, пневматических или винтовых прессах, а также в струбцинах.

Давление прессования, в зависимости от конструкции склеи­ ваемых материалов, может быть в пределах от 0,3 до 5 kzIcm2.

Минимальная продолжительность прессования при температуре 18—20° составляет 5—12 часов. Склеенные детали конструкции выдерживаются при нормальной температуре до начала их меха­ нической обработки в течение до 24 часов. Такая выдержка необ­ ходима для более полного отверждения клеевого соединения.

При работе с клеями холодного отверждения допускается также нагрев клеевого слоя при температуре не выше 60°. Склеивание с применением нагрева производится по специальным инструкциям.

4. КЛЕЯЩИЕ МОЧЕВИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ

Клеящие мочевино-формальдегидные или карбамидные смолы

приобрели важное значение в фанерном и мебельном производстве.

В последние годы они все больше и больше начинают применяться и в строительном деле.

Обладая ценными техническими свойствами, мочевино-формаль-

дегидныс смолы зарекомендовали себя как высококачественные клеящие вещества. Применение их обеспечивает не только высо­ кую прочность склеивания древесины, но и повышение производи­ тельности труда, возможность механизации и автоматизации про­ цессов склеивания и фанерования. В отличие от феноло-формаль- дегидных смол, карбамидные смолы не требуют предварительной

19

подсушки клеевого слоя, нанесенного на склеиваемую поверхность древесины.

Значительным преимуществом клеев на основе мочевяно-фор- мальдегидных смол является большая скорость их отверждения при термическом воздействии по сравнению с феноло-формальде- гидными клеями. Работами ЦНИИФМ установлено, что процессы склеивания слоистой древесины с применением карбамидных смол

при обычном контактном нагреве в гидравлических прессах проте­ кают в 2—2,5 раза быстрее по сравнению со временем склеивания древесины водорастворимыми феноло-формальдегидными смолами. Особенно резко проявляется разница в скоростях склеивания дре­ весины карбамидными и феноло-формальдегидными клеями при нагреве в поле токов высокой частоты. Применение карбамидных клеев в этих условиях позволяет сократить цикл склеивания в 10— 20 раз.

Изделия из древесины, склеенные карбамидными смолами, от­ личаются высокой механической прочностью, биологической стой­ костью и значительной водостойкостью. Однако клеевые соедине­ ния из карбамидных смол проявляют меньшую устойчивость к на­

греванию и длительному воздействию влаги, чем таковые на основе феноло-формальдегидных смол.

Для повышения водо- и термостойкости мочевино-формальде- гидных смол их часто модифицируют меламином. Древесина, скле­

енная мочевино-меламино-формальдегидными смолами, проявляет большую устойчивость к действию переменной температуры и влажности, что особенно важно для клееных строительных кон­ струкций.

Общие закономерности процесса конденсации

мочевины с формальдегидом

Клеящие мочевино-формальдегидные смолы получаются при

взаимодействии мочевины с формальдегидом. Свойства мочевино-

формальдегидных смол зависят от условий проведения реакции — от pH среды, соотношения исходных веществ, температуры, про­ должительности конденсации и условий последующей обработки продуктов реакции. Начальными продуктами реакции взаимодей­ ствия мочевины и формальдегида являются монометилолмочевина и диметилолмочевина. Эти соединения обладают кристаллической структурой и хорошо растворяются в воде. Они образуются при сравнительно умеренной температуре в щелочной и нейтральной

среде в результате присоединения одной или двух молекул фор­

мальдегида к молекуле мочевины.

В условиях повышенной температуры (70—90е) и в кислой среде при pH = 4,5-^- 6,0 метилольные соединения мочевины легко реагируют друг с другом и с мочевиной с образованием смоло­

20

образных веществ. Процесс поликонденсации начальных продук­ тов реакции сопровождается выделением воды и формальдегида.

По своему составу смолообразные вещества являются смесью продуктов разной степени конденсации. Они обладают свойствами

коллоидных растворов различной вязкости и концентрации. Прове­ дение же реакции взаимодействия мочевины и формальдегида в сильнокислой среде при pH = 2-нЗ приводит к образованию аморфных, плохо растворимых соединений, непригодных в каче­ стве клеящих веществ.

В промышленности наибольшее распространение получили ме­ тоды приготовления мочевино-формальдегндных смол, основанные на проведении реакции вначале в нейтральной или щелочной среде, а затем в кислой, или вначале в кислой, а затем в нейтральной или слабощелочной. Используется также метод конденсации и в

щелочной среде. В зависимости от того, в какой среде протекает взаимодействие мочевины с формальдегидом, меняются свойства клеящей смолы — ее вязкость, консистенция, стабильность при хранении, скорость отверждения.

Смолы, полученные в щелочной среде, обладают пастообразной

консистенцией и поэтому они могут храниться не более

2—3 суток.

Клеящие карбамидные смолы, получаемые в среде с перемен­ ной кислотностью, обладают легкотекучей, сиропообразной кон­ систенцией и могут храниться более длительное время. Способность склеивать древесину не только при нагревании, но и без нагрева, на холоду обеспечивается проведением процесса конденсации не в щелочной среде, а в среде с переменной кислотностью. Для ре­ гулирования значения pH среды при взаимодействии мочевины с формальдегидом применяют различные вещества—основания, соли, органические и минеральные кислоты. Чаще всего применяют

едкий натр, гексаметилентетрамин (уротропин), аммиак, хлори­

стый цинк, серную и соляную кислоты, хлористый аммоний, му­ равьиную кислоту и др.

Важным фактором, оказывающим влияние на свойства гото­ вого продукта, является соотношение исходных компонентов. Для производства мочевино-формальдегидных смол молярные соотно­ шения мочевины и формальдегида обычно принимают равными

от 1 : 1,5 до 1:2. Это значит, что на каждые 100 весовые части мочевины в реакцию вводят от 200 до 266—270 весовых частей 40%-ного формалина.

Исследования показали, что по мере увеличения количества формальдегида в исходной смеси улучшаются адгезионные свой­ ства готовой смолы и повышается скорость ее отверждения. Однако наряду с этим увеличиваете^ и содержание в смоле свободного^

формальдегида.

Опыты показали, что качество смолы с точки зрения содержа­ ния в ней свободного формальдегида зависит также от порядка

введения в реакцию мочевины.

21