3403

11

•При работе с гашеной известью нельзя сдувать ее с поверхности, низко наклоняться над емкостью во избежания втягивания известковой пыли внутрь через нос и попадания в глаза.

•Запрещается выливать остатки смол, клея, отвердителя, растворителя в общую канализацию. Для этого имеется специальная емкость под раковиной.

•При нагревании пробирок, сосудов со смолой и другими жидкостями необходимо пользоваться специальными держателями.

•Запрещается пользоваться водными растворами аммиака более 20%-ной концентрации.

•Защита от вредных воздействий газообразных составляющих клеев осуществляется с помощью вентиляции лаборатории.

Правила техники безопасности при работе на лабораторном оборудо-

вании изложены в инструкциях, вывешенных непосредственно у рабочих мест. Студентам запрещено работать самостоятельно на лабораторном оборудовании.

Клеями (связующими) принято называть такие материалы, которые при нане сении их тонким слоем на соединяемые поверхности материалов образуют при определенных условиях твердый и прочный слой, скрепляющий эти материалы.

Клеи применяются в различных отраслях промышленности для склеивания самых разнообразных материалов. Особенно широко клеи спользуются в деревообрабатывающей промышленности, где склеивание является основным видом соединения детелей и материалов из древесины.

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

12

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

проверка соответствия свойств испытуемого материала нормам технических условий на этот материал;

определение и анализ технологических свойств данной партии клеевого материала для соответствующего учета их при разработке и уточнении режимов склеивания.

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

Изучим основные свойства клеев на примере карбамидоформальдегидных смол.

ИСПЫТАНИЕ КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ Карбамидоформальдегидные смолы в настоящее время широко применя-

ются в деревообрабатывающих производствах. Их используют для производства мебели, фанеры, древесностружечных плит, столярно-строительных изделий, строительных деревянных конструкций и деталей, музыкальных инструментов, лыж и других клееных из древесины материалов.

Их широкое применение обусловлено следующими основными свойствами: довольно высокой адгезионной способностью к древесине, большой скоростью отверждения, достаточной водостойкостью, малой токсичностью, бесцветным клеевым швом. Эти клеи относительно дешевы, имеют широкую сырьевую базу.

Отечественной промышленностью выпускаются карбамидоформальдегидные смолы нескольких марок КФ-0, КФ-Б, КФ-Ж, КФБЖ ( ГОСТ 14231-88); М-70, КФ-МТ-15, КФ-02, КФНФП (в соответствии с техническими условиями) и т.д.

13

Обозначение смол состоитиз прописных букв химического наименования смолы КФ и обозначения основного свойства или назначения смолы:

Б – быстроотверждающаяся; Ж – повышенной жизнеспособности; О – общего пользования;

В – скобках указывается область применения смол;

Ф– для изготовления фанеры;

М– для изготовления мебели; П – для изготовления плит.

Вид испытаний, оборудование и приборы Определение массовой доли сухого остатка смолы; а) сушильный шкаф;

б) аналитические весы; в) фарфоровые или металлические выпаривательные чашки; г) рефрактометр.

Определение вязкости смолы: а) вискозиметры марки ВЗ-246 (ВЗ-4) или ВЗ-1; б) мензурка или мерный цилиндр на 100 мл; в) термометр с делениями до

50°С; г) секундомер.

Определение концентрации водородных ионов, рН смолы:

а) цветная шкала; б0 фарфоровая чашечка; в) пипетка; г) стеклянная палочка; д) универсальный индикатор; е) рН-метр марки рН-121 ( или ЛПУ-01), другой марки.

Определение времени желатинизации при 100°С клея:

а) аналитические весы; б) термометр с проволочной мешалкой; в) плоскодонная широкогорлая колба емкостью 500 мл.; г) секундомер; д) пробирки диаметром

16±1 мм; е) химический стакан.

Определение времени желатинизации при 20±1°С:

а) аналитические весы; б) химический стакан емкостью 100 мл; в) термометр с делениями до 50°С; г) стеклянная палочка.

16

Правила измерения коэффициента рефракции на рефрактометре РДУ

(рис. 1.)

Рис. 1 Схема рефрактометра РДУ Проверить правильность показаний прибора (установить нуль-пункт).

Для этого чаще всего используют стандартные жидкости – дистиллированную воду. коэффициент рефракции который при 20°С 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 палочки 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 рукоятки в противоположную сторону установить в прежнее положение. Установить зеркало так, чтобы поля в зрительной трубе 2 и микроскопе 1 были освещены. При помощи рукоятки 3 медленно вращать камеру с измерительной призмой до тех пор, пока в

17

поле зрения не попадет граница светотени. Устранить дисперсионную окраску границы светотени при вращении 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 сетки зрительной трубы.

Если граница светотени не проходит через перекрестие сетки, то необходимо еще раз проверить чистоту призм и лишь после этого вывести прибор на нуль – пункт с помощью юстировочного винта.

После проверки правильности установки нуль-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 тем-

пературы, то она должна поддерживаться в пределах 20±1°С. Принцип измерения коэффициента рефракции на рэфрактометрах другого типа тот же.

Значение коэффициентов рефракции карбамидоформальдегидной смолы в зависимости от массовой доли сухого остатка приведены на рис.2, погреш-

ность при этом составляет ± 1%.

18

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

Рис. 2. График зависимости показателя преломления от массовой доли сухого остатка

Определение вязкости смолы

Вязкость. Под вязкостью любой жидкости принято понимать внутреннее трение, появляющееся при взаимном перемещении слоев жидкости. Рзличают вязкость абсолютную (динамическую. кинематическую) и условную. Единицей динамической вязкости является пуаз система СГС, (пз). Размерность вязкости в системе СИ: кг/м сек. Единицей кинематической вязкости в системе сгс является стокс (ст).

Для практических целей часто пользуются понятием условной вязкости, измеряемой в условных или относительных единицах. Определение такой вязкости основано на измерении времени истечения определенного объема исследуемой жидкости через сопло заданного диаметра. Иногда это время сравнива-

19

ется со временем истечения какой-то стандартной жидкости (например, дистиллированной воды).

Условная вязкость измеряется в секундах, условных градусах в зависимости от вида применяемых приборов – вискозиметров.

Вязкость смол и клеев – одно из важнейших свойств связующего. Этот показатель зависит от природы ( вида) клеев, их свойства. для синтетических клеев – от условий их изготовления и хранения, от массовой доли сухого остатка клеев и т.д. Вязкость клеев в значительной степени определяет область применения их, метод нанесения клеевого раствора, рсход клея, прочность склеивания.

Так, при нанесении клеев на заготовки из древесностружечных плит требуется большая вязкость, чем при нанесении их на шпон лиственных пород. При склеивании брусковых деталей из массивной древесины требуется применение более вязких клеев. В производстве же древесностружечных плит применяют маловязкие клеи; наименьшей вязкостью обладают пропиточные смолы.

При применении пневматического или механического способа распыления связующего используют маловязкие клеи (производство древесностружечных плит), при контактном способе нанесения нашли применениеболее вязкие клеи и т.п.

С повышением вязкости увеличивается неизбежно расход клея и, как следствие, толщина клеевого шва, что приводит к росту усадочных напряжений и снижению за счет этого прочности склеивания.

Чрезмерно низкая вязкость клеев за счет впитывания их древесными материалами способствует образованию тонкого, подчас не сплошного, неравномерной толщины клеевого шва. что приводит за счет, так называемого “ голодного “ склеивания к малой прочности клеевого шва.

Для измерения вязкости карбамидоформальдегидных смол чаще всего используют вискозиметры ВЗ-246 (ВЗ-4), для некоторых марок –ВЗ-1.

20

Определение вязкости смолы помощью вискозиметра ВЗ-246 (диаметр сопла 4мм)

Вискозиметр ВЗ-246 представляет собой пластмассовый или металличе-

ский стакан (воронку), переходящий в конус. Емкость стакана 100±5 мл; диа-

метр 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 испытуемой жидкости. Для этого температура смолы предварительно доводится до 20°С 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 вязкости смолы помощью вискозиметра ВЗ-1 Вискозиметр ВЗ-1 представляет собой металлический резервуар, перехо-

дящий внизу в полый конус со съемным соплом (внутренний диаметр 5,4±0,25 мм).

Резервуар имеет стержень, плотно закрывающий сопло, и крышку с двумя отверстиями, одно – для стержня, другое – для термометра. Резервуар установлен и закреплен в центре водяной бани. Прибор закреплен на штативе, имеющем 4 установочных винта.