Технология пластиков из древесных пресс-масс

Пластики из древесной пресс-массы (МДП) изготовляют путем ее пьезотермической обработки в пресс-формах, обеспечивающих получение деталей требуемой конфигурации.
Материалы. Для изготовления древесных пресс-масс различных видов применяют кусковой шпон толщиной 0,5—1,8 мм, влажностью до 12%, отходы древесных слоистых пластиков, отходы деревообрабатывающих производств — стружки и опилки. Отходы древесины не должны содержать включений коры и гнили, а отходы ДСП разрезают на отрезки длиной до 120 мм для возможности их загрузки в дробилку.
В качестве связующих при изготовлении пресс-масс применяют бакелитовые лаки СБС-1 и ЛБС-3, фенолоформальдегидную смолу СФЖ-3011 и фенолоспирты Б и В. Концентрация бакелитового лака перед пропиткой должна быть 43—45 %, а фенолоформальдегидной смолы 28—35 %. В качестве добавок, улучшающих свойства изделий из МДП, используют минеральное масло, олеиновую кислоту, красители, алюминиевую пудру, серебристый графит, медный порошок и др.
Технологический процесс производства МДП. Технологический процесс производства МДП состоит из следующих операций: подготовки кондиционных- древесных частиц, приготовления рабочего раствора связующего, дозирования и смешивания древесных частиц со связующим и модификатором и сушки массы.
Особенности технологического процесса производства МДП связаны с видом применяемых древесных отходов, при изготовлении пресс-массы из опилок (рис. 106, а) они просеиваются на вибросите с ячейками размером 10x10 мм для крупной фракции и 2x2 мм — для мелкой. Кондиционные частицы поступают в сушилку, где высушиваются при 80-90 °С до влажности 3—8 %. Для сушки применяют барабанные, ленточные и аэрофонтанные сушилки.
При использовании в качестве сырья кускового шпона и отходов ДСП технологический процесс включает в себя операцию измельчения древесины в дробилках (рис. 106, б). Для измельчения шпона применяют молотковые дробилки, например ДКУ-М. Дробление шпона производится ножами и молотками, установленными на роторе машины. По мере измельчения до нужной фракции частицы выбрасываются через сменное сито и удаляются пневмотранспортом в бункер. В результате образуются частицы древесины игольчатой формы длиной 5—60 мм, шириной 0,5—5 мм, толщиной 0,3—2 мм. Для измельчения отходов ДСП применяют молотковую дробилку С-218, раздрабливающую и сортирующую древесные частицы. Длина частиц после дробления 12—36 мм, ширина 2—7 мм, толщина 0,5—1,2 мм. Размеры частиц зависят от назначения МДП.
Древесные частицы со связующим смешиваются в червячно-лопастных смесителях, а опилки — ив смесителях-бегунах. Катки бегунов при движении по слою опилок дробят их в волокна, что в дальнейшем обеспечивает повышенные физико-механические свойства изделий из МДП. Древесные частицы и связующее дозируются по массе. Смешивание их производится путем подачи древесных частиц порциями в 80—100 кг. Температура пропиточного раствора в зависимости от его вязкости 20—45 °С. Продолжительность смешивания в червячных смесителях зависит от вида частиц. Опилки, стружки и частицы шпона смешиваются в течение 10—30 мин, а частицы ДСП — 15—20 мин. Количество сухой смолы в МДП должно быть соответственно 25—30 % и 12—15 %). Продолжительность смешивания в бегуновых смесителях 30—40 мин, а содержание сухой смолы в пресс-массе 25—35 %.
Модификаторы в смесители подаются после загрузки пропиточного раствора в следующем количестве, %: олеиновая кислота 0,8—1,5, уротропин 1—3, красители 2—5, графит 2,5— 10, алюминиевая пудра или медный порошок 1,5—3, минеральное масло 10—20.
Сушка пресс-массы производится при 40—50 °С в течение 30—60 мин до влажности 5—7 %. Для этого используются те же агрегаты, что и для сушки сырых частиц древесины.
Технологический процесс производства изделий из МДП. Для изготовления изделий МДП можно применять в виде сыпучей массы или в виде брикета, полученного в результате ее предварительного уплотнения. Применение брикетов позволяет более точно дозировать МДП, в 2—3 раза уменьшить объем загрузочной камеры пресс-формы, ускорить процесс предварительного прогрева. Брикеты формой, соответствующей форме изделия (цилиндры, параллелепипеды и др.), изготовляются в специальных брикетирующих прессах или пресс-формах. Брикетирование производится под давлением 20 МПа. При температуре до 25 °С продолжительность выдержки под давлением 1 мин, при 50—60 °С — 0,5 мин.
Для сокращения цикла прессования изделий из МДП ее предварительно подогревают. При 60—70 °С прогрев ведут 30—60 мин, а при 140 °С — до 5 мин. Наиболее равномерный прогрев достигается в поле ТВЧ. Применяется также конвективный, индукционный и другие виды нагрева.
Изделия из МДП изготовляют горячим прессованием в гидравлических прессах в стальных пресс-формах закрытого типа. Прессование осуществляется прямым и литьевым способами (рис. 107). При прямом прессовании давление воздействует непосредственно на массу, находящуюся в полости пресс-формы. При литьевом прессовании МДП под давлением перетекает из загрузочной полости в формующую, прямое прессование применяют при изготовлении несложных и крупногабаритных изделий. Литьевым способом изготовляют изделия с тонкими стенками и сложной конфигурацией. В процессе прессования МДП нагревается, размягчается, уплотняется, растекаясь в полости пресс-формы, и отверждается.

Давление при прессовании МДП, обладающей слабой текучестью, зависит от конфигурации деталей и способа прессования. При прямом прессовании деталей с прямым контуром оно равно 40—50 МПа. При литьевом прессовании деталей с фигурным контуром в процессе продавливания пресс-массы в форму давление 80—100 МПа, при прессовании — 40— 50 МПа.
Температура пресс-формы при прямом прессовании 145± 5 °С. Продолжительность прессования зависит от толщины стенок изделия. Для изделий с толщиной стенок до 10 мм при обогреве матрицы и пуансона она равна 1 мин/мм, при обогреве только матрицы — 1,5—2 мин/мм, для изделий с толщиной стенок более 10 мм — соответственно 0,5 и 1 мин/мм.
при литьевом прессовании МДП вначале уплотняется при температуре пресс-формы 120—125 °С в течение 1—2 мин. Продавливание массы в форму производится при той же температуре. Окончание этого периода прессования определяется моментом начала падения давления. Прессование производится при 145—165 °С в течение 4 мин. После окончания прессования изделия охлаждают.
Изделия с большой поверхностью соприкосновения с пресс-формой охлаждают вместе с ней до 40—60 °С. Тонкостенные изделия охлаждают в зажатом состоянии в специальных приспособлениях под давлением 0,2—0,3 МПа. Детали несложной конфигурации и детали, к размерам которых не предъявляют высоких требований, охлаждают в свободном состоянии.
Механическая обработка изделий из МДП состоит в основном в удалении облоя и литников. Дополнительная механическая обработка с целью изменения формы и размеров деталей производится на металлорежущих станках.
При производстве 1 т МДП расходуется: сухой древесины 1,8—2 м3, смолы 600 кг, этилового спирта 340 л, пара 2 т, электроэнергии 70 кВт*ч.