2678

11

верхности по показателю Rmax не более 1300 мкм, строганные и калиброванные не более 200мкм.

Пиломатериалы лиственных пород (ГОСТ2695-83) изготавливаются из древесины дуба, ясеня, бука, граба, тополя, клена, вяза, бересты, ольхи , осины, липы и др.

5. Последовательность выполнения работы.

5.1Ознакомиться с условиями ГОСТ8486-86»Пиломатериалы хвойных пород» и ГОСТ2995-83 «Пиломатериалы лиственных пород».

5.2Осуществить осмотр досок и необходимыми измерительными инструментами произвести обмер их.

5.3Нарисовать эскизы досок.

5.4замерить фактические размеры пиломатериалов: толщину, ширину и длину. Результаты замеров записать в таблицу.

5.5Определить объем каждой доски по таблице объемов (ГОСТ24454-

80).

5.6Произвести осмотр и обмер сортообразующих пороков, подсчитать их количество, результаты записать в таблицу.

5.7Выявить и обмерить дефекты обработки.

Контрольные вопросы

1.Что такое пилопродукция, пиломатериалы?

2.Какие элементы имеет пилопродукция?

3.Как классифицируются пиломатериалы по размерам?

4.Какими размерами характеризуются пиломатериалы. Каковы правила обмера?

5.Что такое обзол?

6.Какие сорта имеют пиломатериалы?

7.Какой должна быть маркировка пиломатериалов?

12

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КЛЕЕВ

Клеями принято называть такие вещества, которые при нанесении их тонким слоем на соединяемые поверхности материалов образуют при определенных условиях твердый и прочный слой, скрепляющий эти материалы.

От вида и свойств клея во многом зависит свойства, качество, долговечность , внешний вид и стоимость клеевых материалов. Требуемое качество изделий достигается лишь при строгом выполнении режимов склеивания и соблюдении норм расхода клеевых материалов.

Режимы склеивания составляют исходя из свойств применяемых клеев, поэтому каждая партия клеевых материалов должна подвергаться испытаниям, при проведении которых ставятся две основные задачи:

1 проверка соответствия свойств испытываемого материала нормам технических условий на этот материал; 2 определение и анализ технических свойств данной партии клеевого ма-

териала для соответствующего учета их при разработке и уточнении режимов склеивания.

Основные свойства клеев: вязкость, массовая доля сухого остатка (концентрация), время желатинизации при 100 оС, время желатинизации при 20 оС, концентрация водородных ионов (рН0).

Изучим основные свойства клеев на примере карбамидоформальдегидных смол.

ИСПЫТАНИЕ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ Карбамидоформальдегидные смолы широко применяются в деревообра-

батывающей промышленности. Их используют для производства мебели, фанеры, древесностружечных плит, столярно-строительных изделий, строительных деталей и конструкций, музыкальных инструментов, спортивного инвентаря и других материалов.

13

Достоинства карбамидоформальдегидных смол: высокая адгезионная способность к древесине, большая скорость отверждения, достаточная водостойкость, достаточная прочность, невысокая токсичность (в сравнении с фенолоформальдегидной смолой), бесцветный клеевой шов, широкая сырьевая база, сравнительно невысокая стоимость.

Обозначение смол состоит из прописных букв химического наименования смолы - КФ, букв обозначения основного свойства (Б - быстроотверждающаяся, Ж – жизнеспособная, О – общего назначения, МТ - малотоксичная) и букв назначения (Ф – для фанерного производства, М – для мебельного производства, П – для изготовления плит).

Например: КФ-О(Ф) – карбамидоформальдегидная смола общего назначения для производства фанеры; КФ-Ж(М) - карбамидоформальдегидная смола жизнеспособная для производства мебели.

Карбамидоформальдегидные смолы, выпускаемые отечественной промышленностью, стандартизируются ГОСТ 14231-88.

Испытания карбамидоформальдегидных смол производят по следующим основным показателям:

•массовая доля сухого остатка;

•вязкость;

•концентрация водородных ионов, рН;

•массовая доля свободного формальдегида;

•время желатинизации при 100 оС;

•время желатинизации при 20 оС;

•смешиваемость с водой;

•клеящие свойства.

Определение массовой доли сухого остатка смолы

Массовой долей сухого остатка называется содержание сухого вещества в клее (смоле). От величины сухого остатка клея зависит в значительной мере

14

клеящая способность, то есть способность образовывать прочное соединение, а также вязкость клея, его расход, скорость отверждения, влажность склеиваемого пакета.

Приборы и оборудование: аналитические весы, фарфоровые или металлические чашки для выпаривания, рефрактометр.

Порядок выполнения работы:

Массовую долю сухого остатка смолы можно установить двумя способами: высушиванием навески смолы до постоянной массы и рефрактометрическим методом.

Мы будем определять массовую долю сухого остатка смолы через коэффициент рефракции или коэффициент преломления, который для каждого материала является величиной постоянной и характеризует данный материал. Коэффициент рефракции можно определить, используя приборы – рефрактометры

(РДУ, ИРФ -22).

Проверяем правильность показания прибора, используя при этом дистиллированную воду, коэффициент рефракции при 20 оС постоянен и равен 1,333.

Порядок измерения коэффициента рефракции дистиллированной воды. Повернуть рукой от себя до упора корпус прибора вместе с камерами.

Полированная грань измерительной призмы устанавливается горизонтально вращением рукоятки. Проверяется чистота ее поверхности.

Нанести с помощью стеклянной полочки на нее 1 – 2 капли дистиллированной воды, затем опустить на шарнире камеру осветительной призмы до соприкосновения с камерой измерительной призмы и прижать их друг к другу рукояткой замка. При этом между гранями образуется тонкий, равномерный по толщине слой жидкости. После этого корпус вместе с камерами вращением в противоположную сторону установить в прежнее положение.

15

Рис. 1 Схема рефрактометра РДУ Установить зеркало так, чтобы поля в зрительной трубке 2 (рис. 1) и мик-

роскопе 1 были освещены. При помощи рукоятки 3 медленно вращать камеру с измерительной призмой до тех пор, пока в поле зрения не попадет граница светотени. Устранить дисперсионную окраску границы светотени вращением ручки 4 дисперсионного компенсатора. Затем установить визирную линию сетки микроскопа на деление шкалы, соответствующее 1,333. При этом положении визирной линейки граница светотени должна проходить через перекрестие зрительной трубки. Если граница светотени не проходит через перекрестие сетки, то необходимо еще раз проверить чистоту призм и лишь после этого вывести прибор на ноль-пункт с помощью юстировочного винта.

После проверки правильности установки ноль-пункта перейти к измерению коэффициента рефракции испытываемой партии смолы, для чего нанести на полированную призму 1 каплю смолы.

Так как показатель преломления исследуемого вещества зависит от температуры, то она должна поддерживаться в пределах 20±1 оС.

Значения коэффициентов рефракции карбамидоформальдегидных смол в зависимости от массовой доли сухого остатка приведены на рис. 2.

Рис. 2 Зависимость массовой доли сухого остатка смолы марки КФ-Ж от показателя преломления

Определение вязкости смолы

Под вязкостью жидкости принято понимать внутреннее трение, появляющееся при взаимном перемещении слоев жидкости. Различают вязкость абсолютную (динамическую, кинематическую) и условную. Для практических целей часто пользуются понятием условной вязкости. Она измеряется в секундах, условных градусах в зависимости от вида применяемых приборов. Вязкость клеев в значительной степени определяет область их применения, метод нанесения клеевого раствора, расход клея, прочность склеивания.

17

Для измерения вязкости карбамидоформальдегидных смол чаще всего используют вискозиметры ВЗ-246 (ВЗ-4) и ВЗ-1.

Определение вязкости смолы с помощью вискозиметра ВЗ-246. Вискозиметр представляет собой пластмассовый или металлический ста-

кан (воронку), переходящий в конус. Емкость стакана 100±5 мл, диаметр сопла, расположенного в конце нижней части стакана, 4±0,002 мм. Верхний край стакана окружен желобом, куда сливается излишек жидкости. Вискозиметр установлен на штативе, в нижней части которого расположены установочные винты для установки и выверки прибора в вертикальной плоскости.

Показание прибора зависит от чистоты стакана, особенно сопла, температуры испытываемой жидкости. Для этого температура смолы предварительно доводится до 20 оС с помощью термостата.

Порядок измерения следующий: закрыть сопло вискозиметра пальцем. Заполнить стакан смолой так, чтобы излишки смолы стекали в желоб. Дать подняться пузырькам воздуха на поверхность. Открыть отверстие вискозиметра и одновременно пустить секундомер. Время истечения смолы в виде непрерывной струи в секундах составляет вязкость по вискозиметру ВЗ-4. Вязкость берется как среднее трех замеров.

Определение концентрации водородных ионов, рН

Водные растворы веществ содержат ионы водорода (Н+) и ионы гидроксила (ОН-). Концентрацию ионов водорода принято выражать через водородный показатель (рН). С его помощью реакцию растворов принято характеризовать так, если в растворе преобладают ионы водорода, такая среда называется кислой - рН<7, если же преобладают ионы гидроксила – щелочная - рН>7, если же количество ионов водорода равно количеству ионов гидроксила, такая среда называется нейтральной – рН=7.

Карбамидные смолы получают при различных значениях рН на разных стадиях изготовления (от рН=5 до рН=8,7). Готовые к употреблению смолы

18

имеют значения рН=6 – 8,7 в зависимости от марки смолы. От значения этого показателя зависит срок хранения смол и скорость отверждения клеев, приготовленных на их основе. Водородный показатель клеев будет зависеть от рН используемой смолы, вида и количества отвердителя.

Реакция среды может быть установлена с помощью универсального индикатора и цветной шкалы или рН-метра любой марки.

Определение времени желатинизации клея при 100 оС

Время желатинизации при 100 оС – это время, в течение которого клей при нагревании переходит в желатинообразное состояние, а затем быстро отверждается.

Время желатинизации при 100 оС нужно знать, чтобы правильно определить продолжительность процесса склеивания при нагревании до определенной температуры. Измеряется, как правило, в секундах.

Порядок выполнения работы.

Отвесить 50 г смолы, поместить в стакан, добавить в нее 2,5 мл 20%-ного раствора хлористого аммония (1% в пересчете на сухой хлористый аммоний), после чего тщательно перемешать в течение 5 минут.

Отвесить 2 г клея, поместить в пробирку.

Опустить пробирку в колбу с кипящей водой и включить секундомер. Уровень воды в колбе должен быть не менее 10-20 мм выше уровня смолы в пробирке. Перемешивать клей непрерывным вращением стеклянной палочки до начала его желатинизации. Время от момента погружения пробирки в кипящую воду до момента потери текучести клеевого раствора принимают за время желатинизации клея при 100 оС.

Определение времени желатинизации клея при 20 оС

Время желатинизации клея при 20 оС (жизнеспособность клея) – это время, в течение которого клей сохраняет свои рабочие свойства в допустимых пределах, то есть пригоден к употреблению. Жизнеспособность клея нужно

19

знать, чтобы правильно рассчитывать объемы приготовления клеев. Для клеев холодного отверждения в большинстве случаев по жизнеспособности устанавливают продолжительность процесса склеивания древесных материалов. Измеряется как правило в часах.

Порядок выполнения работы:

Отвесить в стакан 100 г смолы, добавить 1 г тонкоизмельченного хлористого аммония и тщательно перемешать в течение 3-5 минут. Приготовленный клеевой раствор при периодическом перемешивании выдерживают при температуре 20±1 оС до начала желатинизации.

Время от момента добавления хлористого аммония до момента потери текучести клеевого раствора принимается за время желатинизации при 20±1 оС.

Для карбамидоформальдегидных клеев жизнеспособность контролируется по условной вязкости, измеренной по вискозиметру ВЗ-246. Повторные замеры вязкости и рН приготовленных клеев проводить каждые 15 минут до тех пор, пока вязкость не достигнет предельно-допустимых значений (в работе за предельно-допустимую вязкость условно принята вязкость, превышающая начальную в 2 раза).

Определение смешиваемости смолы с водой

В стакан емкостью 200 мл налить 50 мл смолы и постепенно при перемешивании добавить 100 мл воды (соотношение по объему 1:2). Температура воды 20±1 оС. При смешивании не должна происходить коагуляция смолы, то есть в смеси не должен образовываться хлопьевидный осадок, не должно наблюдаться расслоение.

Контрольные вопросы:

1.Какие клеи используются в деревообрабатывающей промышленности?

2.Важнейшие свойства клеев.

3.Что такое массовая доля сухого остатка и как ее можно установить?

4.Что такое вязкость смолы? Приборы.

20

5.Определение концентрации водородных ионов. Приборы.

6.Определение времени желатинизации при 100 оС и при 20 оС.

7.Определение смешиваемости смолы с водой.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.

СКЛЕИВАНИЕ ФАНЕРЫ Цель работы: Изучить технологию производства фанеры и освоить ме-

тодику выбора технологических режимов.

Оборудование: Линейка, штангенциркуль, секундомер, кисть, весы, лабораторный клеильный пресс.

Материалы: шпон лущеный, карбамидоформальдегидная смола, хлористый аммоний.

Фанера – это слоистый материал, состоящий из склеенных между собой листов лущеного шпона.

При наборе листов фанеры существуют определенные правила:

•на наружные слои фанеры используется более качественный шпон, чем на внутренние;

•на наружные поверхности фанеры шпон должен быть обращен правой стороной; чередование правой и левой стороны шпона также должно учитываться при формировании внутренних слоев фанеры;

•при нечетном числе слоев фанеры смежные слои должны иметь взаимно перпендикулярное направление волокон;

•симметрично расположенные листы шпона должны быть из одной породы древесины, иметь одинаковую толщину и направление волокон;

•при формировании пакетов из нескольких листов фанеры лицевые наружные слои должны укладываться вовнутрь пакета;

•формирование пакета должно производиться по одному углу.