Введение к работе
Актуальность темы. Наметившееся в последние годы увеличение объемов деревянного домостроения приводит к необходимости освоения новых хвойных лесных массивов. В то же время уже сегодня наблюдается ухудшение породного состава лесов за счет повышения запасов мягких лиственных пород древесины, в первую очередь осины. Промышленное использование этой породы древесины ограничено как низким качеством сырья (большое число деревьев поражено белой коррозионно-деструктивной ядровой стволовой гнилью), так и низкими показателями прочности и твердости. Известно так же, что по ряду потребительских свойств осина лишь незначительно уступает другим породам древесины, а повышение ее эксплуатационных свойств может быть достигнуто уплотнением.
Новые материалы, полученные в результате улучшения технических свойств натуральной древесины, находят широкое применение в строительстве, мебельной промышленности, машиностроении и других отраслях.
Необходимость расширения ассортимента материалов из осины диктуется все возрастающими потребностями народного хозяйства.
Таким образом, задача создания материалов из уплотненной древесины осины, является актуальной, а производство такой продукции как клееный брус для строительных элементов и клееный щит для изделий мебели является достаточно востребованным и экономически целесообразным.
Цель работы. Создание клееных материалов требуемых свойств из ма-ловостребованной древесины осины.
Объектом исследования являются древесина осины и клееные материалы на ее основе.
Предметом исследования являются свойства уплотненной древесины осины и клееных материалов на ее основе.
Научной новизной обладают:
Модели деформирования древесины осины при ее уплотнении, зависимости деформации и температуры древесины при ее пьезотермической обработке;
Термодинамические характеристики поверхности древесины осины с различной степенью уплотнения; с увеличением плотности в диапазоне
от 480 до 675 кг/м улучшается способность древесины смачиваться связующим, существенно увеличивается поверхностная твердость древесины;
Результаты испытаний физико-механических свойств древесины осины в радиальном и тангенциальном направлениях при различной температуре и степени уплотнения;
Результаты исследований изменения структуры древесины с различной степенью уплотнения. При уплотнении древесины на 30% начинается разрушение ее структурных элементов.
Научные гипотезы, выносимые на защиту:
Уплотнение древесины осины в диапазоне от 0 до 30% не только повышает ее прочность, но и поверхностную твердость, а так же улучшает способность к смачиванию;
Снижение модуля упругости древесины при нагревании приводит к существенному уплотнению преимущественно поверхностных слоев древесины.
Достоверность сформулированных в диссертации гипотез и выводов подтверждается результатами экспериментальных исследований, применением современных методов научного поиска, включая сканирующую электронную микроскопию, использованием для анализа упругих свойств древесины теории наследственности и реологических моделей, положительными результатами промышленной апробации. Регрессионные модели достаточно точно воспроизводят описываемые явления, их адекватность подтверждена соответствующей проверкой.
Практическая значимость работы:
Разработаны режимы склеивания уплотненной древесины осины, для изготовления клееного бруса для строительных элементов, клееного щита для мебельной промышленности
Применение в промышленности разработанных материалов с использованием древесины осины позволит:
Увеличить сырьевую базу лесопромышленного производства и эффективность лесозаготовок путем применения маловостребованной древесины осины.
Снизить себестоимость процесса склеивания древесины осины за счет сокращения расхода клея и уменьшение его энергоемкости.
Теоретические, методологические и информационные основы исследования. Информационную базу исследования составили материалы научных исследований специалистов, научная, учебная и методическая литература, материалы периодических изданий, патентная информация, сведения из сети Интернет.
Исследования проводились с использованием принципов системного подхода, включающего методы теории наследственности, термодинамики, теории вероятности. Инструменты и приборы, выбранные для экспериментов, соответствовали по точности современным требованиям.
Основные научные и практические результаты, полученные лично автором:
определены поверхностные свойства и структура уплотненной древесины осины;
разработана математическая модель процесса склеивания уплотненной древесины осины;
определен верхний предел уплотнения для древесины осины без разрушения ее структурных элементов;
разработаны режимы склеивания уплотненной древесины осины.
Место проведения: Работа выполнена в Санкт - Петербургской государственной лесотехнической академии имени СМ. Кирова на кафедре технологии деревообрабатывающих производств.
Апробация работы: Результаты исследований докладывались на научно-технических конференциях Санкт - Петербургской государственной лесотехнической академии имени СМ. Кирова факультета МТД: международной научно - практической конференции молодых ученых «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка» (Санкт-Петербург, СПбГЛТА, 2004.); ежегодной научной конференции Санкт-Петербургской лесотехнической академии (СПбГЛТА, 2005). Промышленная проверка разработанных режимов склеивания проведена на ЗАО «Технопарк ЛТА».
Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, заключения, библиографического списка из 98 наименования, содержит 142 страницы основного текста, 37 рисунков, 55 таблиц.
