3748

11

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 инст-

рументами 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 материала 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 водо-

стойкость, достаточная прочность, невысокая токсичность (в сравнении с фено-

лоформальдегидной смолой), бесцветный клеевой шов, широкая сырьевая база,

сравнительно невысокая стоимость.

Обозначение смол состоит из прописных букв химического наименова-

ния смолы - КФ, букв обозначения основного свойства (Б - быстроотверждаю-

щаяся, Ж – жизнеспособная, О – общего назначения, МТ - малотоксичная) и

букв назначения (Ф –для фанерного производства, М – для мебельногопроиз-

водства, П – для изготовления плит).

Например: КФ-О(Ф) – карбамидоформальдегидная смола общего назна-

чения для производства фанеры; КФ-Ж(М) - карбамидоформальдегидная смола жиснеспособная для производства мебели.

Карбамидоформальдегидные смолы, выпускаемые отечественной про-

мышленностью, 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 склеиваемо-

го пакета.

Приборы и оборудование: аналитические весы, фарфоровые или метал-

лические чашки для выпаривания, рефрактометр.

Порядок выполнения работы:

Массовую долю сухого остатка смолы можно установить двумя спосо-

бами: высушиванием навески смолы до постоянной массы и рефрактометриче-

ским методом.

Мы будем определять массовую долю сухого остатка смолы через коэф-

фициент рефракции или коэффициент преломления, который для каждого ма-

териала является величиной постоянной и характеризует данный материал. Ко-

эффициент рефракции можно определить, используя приборы – рефрактормет-

ры (РДУ, ИРФ -22).

Проверяем правильность показания прибора, используя при этом дистил-

лированную 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 дистиллиро-

ванной воды, затем опустить на шарнире камеру осветительной призмы до со-

прикосновения с камерой измерительной призмы и прижать их друг к другу ру-

кояткой 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 све-

тотени. Устранить дисперсионную окраску границы светотени вращением руч-

ки 4 дисперсионного компенсатора.

Затем установить визирную линию сетки микроскопа на деление шкалы,

соответствующее 1,333. При этом положение визирной линейки граница свето-

тени должна проходить через перекрестие зрительной трубки.

Если граница светотени не проходит через перекрестие сетки, то необхо-

димо еще раз проверить чистоту призм и лишь после этого вывести прибор на ноль-пункт с помощью юстировочного винта.

16

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

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

от показателя преломления После проверки правильности установки ноль-пункта перейти к измере-

нию 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±1о С.

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

Определение вязкости смолы

Под вязкостью жидкости принято понимать внутреннее трение, появ-

ляющееся при взаимном перемещении слоев жидкости. Различают вязкость аб-

17

солютную (динамическую, кинематическую) и условную. Для практических целей часто пользуются понятием условной вязкости. Условная вязкость изме-

ряется в секундах, условных градусах в зависимости от вида применяемых при-

боров – вискозиметров. Вязкость клеев в значительной степени определяет об-

ласть их применения, метод нанесения клеевого раствора, расход клея, проч-

ность склеивания.

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 ста-

кана окружен желобом, куда сливается излишек жидкости. Вискозиметр уста-

новлен 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, темпера-

туры испытываемой жидкости. Для этого температура смолы предварительно доводится до 20о 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 непрерыв-

ной струи в секундах составляет вязкость по вискозиметру ВЗ-4. Вязкость бе-

рется как среднее трех замеров.

Определение концентрации водородных ионов, рН

Водные растворы веществ содержат ионы водорода (Н+) и ионы гидро-

ксила (ОН-). Концентрацию ионов водорпода принято выражать через водород-

ный показатель (рН). С его помощью реакцию растворов принято характеризо-

18

вать 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 имеют значения рН=6 – 8,7 в зависимости от марки смолы. От значения этого показателя зависит срок хранения смол и скорость отверждения клеев, приго-

товленных на их основе. Водородный показатель клеев будет зависеть от рН используемой смолы, вида и количества отвердителя.

Реакция среды может быть установлена с помощью универсального ин-

дикатора и цветной шкалы или рН-метра любой марки.

Определение времени желатинизации клея при 100о С

Время желатинизации при 100о С – это время, в течении которого клей переходит в желатинообразное состояние при нагревании, а затем быстро от-

верждается.

Время желатинизации при 100о С нужно знать, чтобы правильно опреде-

лить 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

19

воду до момента потери текучести клеевого раствора принимают за время же-

латинизации клея при 100о С.

Определение времени желатинизации клея при 20о С

Время желатинизации клея при 20о С (жизнеспособность клея) – это вре-

мя, в течение которого клей сохраняет свои рабочие свойства в допустимых пределах, то есть пригоден к употреблению. Жизнеспособность клея нужно знать, чтобы правильно рассчитывать объемы приготовления клеев. Для клеев холодного отверждения в большинстве случаев по жизнеспособности устанав-

ливают продолжительность процесса склеивания древесных материалов. Изме-

ряется как правило в часах.

Порядок выполнения работы:

Отвесить в стакан 100 г смолы, добавить 1 г тонкоизмельченного хлори-

стого аммония и тщательно перемешать в течение 3-5 минут. Приготовленный клеевой раствор при периодическом перемешивании выдерживают при темпе-

ратуре 20±1о С до начала желатинизации.

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

Для карбамидоформальдегидных клеев жизнеспособность контролирует-

ся по условной вязкости, измеренной по вискозиметру ВЗ-246. Повторные за-

меры 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 на-

чальную в 2 раза).

Определение смешиваемости смолы с водой

В стакан емкостью 200 мл налить 50 мл смолы и постепенно при переме-

шивании добавить 100 мл воды (соотношение по объему 1:2). Температура во-

ды 20±1о С. При смешивании не должна происходить коагуляция смолы, то

20

есть в смеси не должен образовываться хлопьевидный осадок, не должно на-

блюдаться 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 для определения.

5.Определение концентрации водородных ионов; приборы.

6.Определение времени желатинизации при 100о С и при 20о С.

7.Определение смешиваемости смолы с водой.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4.

СКЛЕИВАНИЕ ФАНЕРЫ

Цель работы: Изучить технологию производства фанеры и освоить методику 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;