Методы снижения токсичности древесностружечных плит

  Проблема получения древесностружечных плит (ДСтП) класса эмиссии Е1 с необходимыми физико-механическими показателями для многих предприятий остается нерешенной и в настоящее время. Особенно остро это ощущается на предприятиях с устаревшим и изношенным оборудованием. Как показывает опыт, в таких случаях необходим индивидуальный выбор метода по снижению токсичности плит.
  На кафедре древесных плит и пластиков ЛТА на протяжении ряда лет ведутся работы по изучению влияния различных факторов на токсичность ДСтП. Разработано и опробовано несколько эффективных методов, позволяющих получать плиты класса эмиссии Е1. Это применение модифицированных лигносульфонатов в составе карбамидоформальдегидного связующего. В данном случае происходит не только снижение формальдегида, но и уменьшение расхода связующего до 25-30%, что экономически выгодно, поскольку удельный вес карбамидоформальдегидной смолы (КФС) в себестоимости плиты составляет 40-45%. Применение модифицированных лигносульфонатов в составе связующего позволяет увеличить прочность стружечного ковра. Особенно важно это обстоятельство для бесподдонного способа прессования.
  Разработан и запатентован способ снижения токсичности плит, заключающийся в обработке древесных частиц перед сушкой акцепторами формальдегида. Проведены исследования с положительным эффектом по нанесению акцептора формальдегида на поверхность стружечного пакета.
  Перспективным направлением, как показали результаты исследований и промышленной проверки, является синтез КФС с заданными свойствами, что значительно экономичнее и технологичнее в процессе производства древесных плит. Изучение влияния условий синтеза смол показало, что как клеящие, так и физико-химические свойства зависят от мольного соотношения карбамид: формальдегид (К:Ф), величины pH, продолжительности синтеза и вида катализатора. Снижение мольного соотношения К:Ф с 1,0:1,15 до 1,0:1,06 по традиционному способу синтеза приводит не только к уменьшению в смоле свободного формальдегида, но и к снижению прочности клеевых соединений и стабильности при хранении.
  Исходя из механизма образования продуктов реакции и влияния вида катализатора на скорость конденсации, были использованы различные аммониевые соли одно-, двух- и трехосновных кислот. Известно, что на второй стадии синтеза протекает несколько параллельных реакций - присоединение формальдегида к карбамиду, конденсация оксиметилольных групп и гидролиза. Эти реакции являются обратимыми и протекают до состояния равновесия. Поэтому применение этих катализаторов позволяло регулировать физико-химические свойства как промежуточных продуктов, так и олигомера в целом. Конечное мольное соотношение К:Ф обеспечивали введением дополнительной порции карбамида в реакционную смесь при нейтральной среде для невакуумированных смол и после вакуум-сушки - для вакуумированных. Оценка качества низкомольных КФС комплексным методом показала преимущество разработанного способа синтеза перед традиционным.
  С уменьшением мольного соотношения К:Ф с 1,0:1,15 до 1,0:1,09 наблюдается уменьшение содержания свободного формальдегида в смоле. В промышленной смоле его содержание составляет 0,15%, в экспериментальной с мольным соотношением К:Ф 1,0:1,15 - 0,13%, а с мольным соотношением К:Ф 1,0:1,09 колеблется в пределах 0,08-1,0%. Вязкость КФС, как видно, во многом зависит от вида применяемого катализатора. Для экспериментальных смол наблюдалась повышенная стабильность при хранении (более 90 сут.), высокая клеящая способность и полная смешиваемость с водой. Синтез невакуумированной смолы целесообразно осуществлять на предприятиях, где имеется производство древесных плит.
  В процессе прессования ДСтП были отобраны пробы парогазовоздушной смеси и проведен анализ на содержание в ней формальдегида. Было выявлено, что с уменьшением мольного соотношения К:Ф содержание формальдегида при изготовлении плит снижается в 1,5-2,0 раза.
  Применение низкомольных смол в сочетании с комбинированным катализатором позволяет снизить эмиссию формальдегида до 6,9мг/100 г, что соответствует токсичности плит класса Е1, при необходимых физико-механических свойствах ДСтП.