Emprenaj qatroni - Impregnation resin

Emprenye qilingan qatronlar o'rmon mahsulotlari sanoatida yog'ochni o'zgartirish uchun ishlatiladigan ozgina yopishqoq, organik suyuqliklardir. Ular odatda o'z ichiga oladi formaldegid va tarkib topgan dimerlar va trimmerlar asosiy molekulaning Ular bo'lishi mumkin polimer stabillashadigan xususiyatlarga ega bo'lgan yog'och substratning ichidagi qotishma echimlari. Ushbu qatronlarni emdirish vakuumli kamerali protsedurani o'z ichiga oladi, bu qatronni yog'ochga to'liq tarqatadi. Yog'och ichiga kirgandan so'ng, qatronlar hujayra devoriga tarqalishi va yog'ochning jismoniy kuchini yanada oshirishi mumkin.[1]

Fon

Emprenye qatronlari o'rmon mahsulotlarini ishlab chiqarish sanoatida yog'ochni o'zgartirish va uning tabiiy xususiyatlarini oshirish uchun ishlatilishi uchun mo'ljallangan. Yog'ochni emdirish qatronlari odatda yog'och hujayralar devorlari ichiga tushish uchun mo'ljallangan bo'lib, ular odatda kuch, qattiqlik, o'lchov barqarorligi va parchalanishga chidamliligini oshiradi.[2] So'nggi yillarda yog'ochga yoki yog'ochga qiziqish ortdi, chunki daraxtlarni yog'ochga aylantirish uchun boshqa qurilish materiallari talab qilgandan kam energiya talab etiladi.[3] Yog'och boshqa qurilish materiallariga nisbatan afzalliklarga ega bo'lishiga qaramay, uning katta kamchiliklari ham bor. Yog'och yuqori namlikda shishiradi va havo quruq bo'lganda qisqaradi.[4] Agar u uzoq vaqt davomida nam bo'lishga ruxsat berilsa, u parchalanishi mumkin va taxtadan taxtaga o'zgaruvchan xususiyatlarga ega. Qatronlar singdirilishi ushbu xususiyatlarning barchasini yaxshilashi mumkin. Qatronlarni yog'och substratga singdirish a tarqatadigan vakuumli ishlov berish jarayonini o'z ichiga oladi monomer yog'och ichidagi nozik tuzilmalar bo'ylab eritma. Polimerizatsiya qatronlar issiqlik bilan ishlov berib, singdirish qatronini qattiq moddalar holatiga keltiradi. Yog'ochni qatronlar bilan singdirish, so'ngra yog'ochning hujayra devorini ko'paytirish va yaxshilangan xususiyatlarga ega bo'lish.[1] Avtoulov va elektron qismlarning umumiy elektr izolyatsiyasi jarayonida samaradorlik oshgani sababli singdiruvchi qatronlarga bo'lgan talab butun dunyoda ko'paymoqda.

Emprenye qilingan qatronlar turlari

Fenol-formaldegid qatronlari

PF qatronida formaldegid bilan reaksiyaga kirishadigan fenolning asosiy mahsulotlari[5]

Fenol-formaldegid qatronlari (PF) reaksiya natijasida hosil bo'lgan birinchi tijoratga tegishli emprenye qatronlaridir fenol va formaldegid, yog'ochning ichki qismida polimer tarmog'ini yaratadi davolash.[6] Fenol formaldegid bilan orto va para holatida reaksiyaga kirishib, reaksiya mahsulotlari sifatida mono, di va trimetilolfenol hosil qiladi.[5] Tijoratlashtiriladigan birinchi sintetik polimerlardan tashqari[6] tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, PF qatronlari boshqa substratlarga nisbatan yog'och substratga chidamlilik, barqarorlik va parchalanish qarshiligi jihatidan yuqori ko'rsatkichlarga ega.[1] PF qatronlar bilan singdirilgan yog'och namunalari ko'rsatadigan o'lchovli barqarorlik, asosan, yog'och hujayra devori ichidagi qatronlar massasiga bog'liqdir.[7][8][9] PF singdirilgan yog'och ba'zan impreg deb nomlanadi. Davolashdan oldin PF qatronlari hujayra devorlarini plastiklashtiruvchi vazifasini bajaradi, bu esa yog'ochni osonroq siqilishiga imkon beradi. Davolashdan so'ng, PF daraxtning qaytib chiqishiga to'sqinlik qiladi. Bu "zichlik" yoki "daraxtzor" deb nomlanuvchi yuqori zichlikdagi, juda qattiq yog'och mahsulotlarni tayyorlash uchun ishlatilgan.[10] Yog'ochning mustahkamligi va barqarorligining oshishi qatronlar tarkibiy qismlarining o'zaro bog'liqligi va qatronlarning hujayra devorini quyish qobiliyatiga bog'liq. PF qora bo'lib, daraxtning har qanday tabiiy rangini yashiradi.

Karbamid-formaldegid qatronlari

Karbamid va formaldegidning karbamid-formaldegid qatronini hosil qilishdagi asosiy reaktsiyasi, so'ngra kondensatsiya[11]

Karbamid-formaldegid qatronlari (UF) - reaksiya natijasida hosil bo'lgan yog'och modifikatsiyasi uchun singdiruvchi qatronlar sinfi karbamid formaldegid bilan. Ushbu qatronlar yog'och substratga singdirilgandan keyin pechda pishirish orqali polimerizatsiya qilinishi mumkin. UF qatronlari yog'ochni modifikatsiya qilish sanoatida kamroq qo'llanila boshlandi, chunki ular boshqa emdirish qatronlariga qaraganda kamroq bardoshli va qattiq ob-havo sharoitida yaxshi turolmaydi.[12] Suv ta'sirida UF qatronlari paydo bo'lishi mumkin gidroliz formaldegidni yog'och substratdan chiqarish uchun.[13] Shu sababli, ular asosan yog'och substrat ichki makon uchun ishlatilganda emprenye qatroni sifatida ishlatiladi.[12] Yog'och ob-havo sharoitlariga nisbatan barqarorlikni yaxshilash uchun tashqi makon uchun o'zgartirilgan, shuning uchun PF qatronlari bu maqsadga ko'proq mos keladi.[1]

Melamin-formaldegid qatronlari

Formaldegid bilan reaksiyaga kirishgan melamin geksametilolmelamin hosil qiladi

Melamin formaldegid qatronlari (MF) - reaksiya natijasida hosil bo'lgan yog'och modifikatsiyasi uchun singdiruvchi qatronlar sinfi melamin formaldegid bilan bu ikki monomerning kondensatsiyalanishida. Melamin formaldegid qatronlari noyobdir, chunki ular issiqlik va olovga chidamli xususiyatlarga ega bo'lib, odatdagi singdiruvchi qatronlar afzalliklaridan tashqari, yog'och substratlarga qo'shimcha yaxshilanishlarni qo'shadi. Ular, shuningdek, tayyor mahsulotni har qanday rang yoki naqshga ega bo'lishiga imkon beradigan aniq. Bu ularning keng qo'llanilishiga olib keldi, masalan, savdo nomi ostida dastgohlarda formika. Olovga chidamli xususiyatlar melamin tarkibidagi azotdan kelib chiqadi, u yuqori issiqlikka duch kelganida va olovni o'chira olganda gaz bo'lib chiqadi.[14] Melamin shuningdek, issiqlik qabul qiluvchidir va bu foydali, chunki u issiqlik shaklida katta miqdordagi energiyani o'zlashtirishi mumkin. Bundan tashqari, u olovga chidamli xususiyatlarga yordam beradi, chunki bir marta olovga duch kelgan melamin yog'och substratda char qatlamini hosil qiladi va bu o'tin va polimerning yonuvchan guruhlarini himoya qiladi.[15] MF qatronlari ushbu qo'shimcha afzalliklarga ega bo'lishiga qaramay, tarkibida erkin formaldegid miqdori yuqori bo'lganligi sababli ularni emdirish qatronlari uchun ishlatish qiyin.[1] Sanoatda har qanday mahsulotdagi erkin formaldegid miqdorini ma'lum aniqlanadigan chegaradan pastroq saqlash bo'yicha qat'iy qoidalar mavjud. Ushbu qoidalar odamlar va hayvonlarning ushbu mahsulotlar bilan aloqada bo'lishini ta'minlashga yordam beradi, chunki formaldegid tirnash xususiyati qiladi va yuqori darajada zararli bo'lishi mumkin.[16] MF qatronlariga karbamid qo'shilishi erkin formaldegid miqdorini qonuniy chegaradan past darajaga tushirishi va ko'pincha shu maqsadda ishlatilishi isbotlangan.[1] MF qatronlar bilan bog'liq yana bir murakkablik - melaminning suvda kam eruvchanligi.[15] Shu sababli va erkin formaldegid miqdori tufayli MF qatronlari yog'ochni modifikatsiya qilish sohasida keng qo'llanilmaydi.

Qatronlar xususiyatlari

Yog'ochni modifikatsiyalashda muvaffaqiyat qozonish uchun singdiruvchi qatronlar quyidagi xususiyatlarga ega bo'lishi kerak:[1]

Yog'ochga chuqur tushish qobiliyati

Yog'och hujayra devorini kesib tashlash

Emprenye bilan modifikatsiya qilish uchun ideal shart - bu qatronlar yog'och tuzilishga chuqur kirib, barcha hujayralarga kirishdir.[17] Yog'och hujayralarning aksariyati uzunligi milimetr va kengligi o'nlab mikron bo'lgan, ichi bo'sh bo'lgan somonlar shaklida, o'rtasi ichi bo'sh.[18] Qatronlar lümen va chuqur tarmog'i orqali oqadi, ideal ravishda barcha hujayralarga kirish huquqiga ega bo'ladi, so'ngra ideal ravishda qatronlar diffuziya orqali hujayra devorlariga kiradi. Yog'ochga chuqur tushish uchun ko'p tor nuqtalarga ega bo'lgan uzoq va burilishli yo'l tufayli zarralarsiz past yopishqoqlik qatroni zarur. Hatto ideal qatronlar bilan ham, barcha qatronlarni hujayradan tashqariga chiqarib, quduqlarni quritishdan olish mumkin.[19]

Qatronlar molekulalarining kichik hajmi

Suvga to'yingan yog'och hujayra devorlarida ham bo'sh joy juda oz, shuning uchun katta molekulalar, masalan, atigi 1000 molekulyar og'irlikdagi (~ 5 monomer) ko'pchilik qatronlar singari, kira olmaydi.[20] Emprenye qiluvchi molekula qancha kichik bo'lsa, qatronlar massasini hujayra devoriga shuncha ko'p yuklash mumkin. Kam molekulyar og'irlikka ega bo'lish, shuningdek, yopishqoqlikni past darajada ushlab turadi, bu esa lümen va chuqur tuzilishi orqali oqimni yaxshilaydi.[21]

Eriydigan / qutbli komponentlarni o'z ichiga oladi

Emprenye qilingan qatronlar erishi kerak qutbli erituvchilar chunki ular protsedura davomida ko'pincha suv bilan suyultiriladi. Bu ham asosiy omil hisoblanadi, chunki qutbli erituvchilar daraxtning hujayra devorini shishiradi va qatronlar devorning ichki qismiga tarqalishini osonlashtiradi. Qatronlar molekulalarining o'zi ham qutbli bo'lib, hujayra devoriga va uning tarkibiy qismlariga yaqinlikka ega bo'lishi kerak.[1] Yog'och hujayra devorining asosiy tarkibiy qismlari tsellyuloza, gemitsellyuloza va lignin, ularning hammasi qutbli singdirish qatroniga yaqinlikka ega bo'lishi mumkin bo'lgan qutbli tarkibiy qismlarga ega.

Emdirish jarayoni

Yog'ochni singdiruvchi qatronlar bilan to'yintirishning eng keng tarqalgan usuli bu vakuumli ishlov berishdir.[22] Ushbu jarayonda yog'och namunalarni davolash paytida yopish uchun yopiladigan idish ishlatiladi. Namunalar pechda quritilgan va idishga solinganidan so'ng, protseduraga qarab vakuum ma'lum psi gacha tortiladi. Keyin tanlangan qatronlar idishga to'ldirish jarayoni orqali kiritiladi va protsedura tomonidan belgilab qo'yilgan vaqt davomida vakuum bilan tortilgan holatda qoladi. Qatronlar yog'ochga kirishi uchun namunalar vakuum ostida bo'lganidan so'ng vakuum bo'shatiladi va namunalar diffuziya sodir bo'lishi uchun qatronlar eritmasida qoladi.[23] Diffuziya jarayonning vakuum bosqichi tomonidan boshqarilmaydi, u faqat vaqt bilan boshqariladi.[1] Agar qatronlar barcha talablarga javob bersa, u hujayra devoriga tarqaladi va singdirish jarayoni tugaydi.[1]

Ilovalar

Emprenyeli qatronlar o'rmon mahsulotlarini ishlab chiqarish sanoatida yog'ochni modifikatsiyalash jarayonlarida qo'llaniladi. Emprenyeli qatronlar bilan o'zgartirilgan yog'och, o'lchamlarning mustahkamligi, parchalanishning biologik himoyasi va shishishga qarshi samaradorlikni talab qiladigan tuzilmalar uchun ishlatilishi mumkin.[1] Yog'ochni modifikatsiyalash uchun emdirish qatronlari bilan yangi tijorat ishlanmalari mavjud bo'lmasa-da, sanoat va ilmiy-tadqiqot institutlarida doimiy ravishda yangiliklar mavjud.[24]

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d e f g h men j k Tepalik, Callum A. S. (2006). Yog'ochni o'zgartirish: kimyoviy, termal va boshqa jarayonlar - Hill - Wiley onlayn kutubxonasi. doi:10.1002/0470021748. ISBN  9780470021743.
  2. ^ Xill, C.A.S. Yog'ochni o'zgartirish: kimyoviy, termal va boshqa jarayonlar; John Wiley and Sons: Nyu-York, 2006 yil.
  3. ^ Bergman, R .; Puetman, M.; Teylor, A .; Skog, K.E. Yog'och mahsulotlarining uglerodga ta'siri. O'rmon mahsulotlari J. 2014, 64, 220-231 https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2014/fpl_2014_bergman007.pdf
  4. ^ Shisha, S.V .; Zelinka, S.L. Yog'ochning namlik munosabatlari va jismoniy xususiyatlari, 4-bob. Yog'och qo'llanmasida: yog'och muhandislik materiallari sifatida, Ross, R., Ed. USDA o'rmon mahsulotlari laboratoriyasi: Madison, WI, 2010 yil https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fplgtr190/chapter_04.pdf
  5. ^ a b Goldshteyn, Irving; Dreher, Uilyam; Jeroski, Edvard; Nilson, J. F .; Oberli, Uilyam; Weaver, J. W. (1959-10-01). "Yog'ochni qayta ishlash. Shishib ketishining oldini olish". Sanoat va muhandislik kimyosi. 51 (10): 1313–1317. doi:10.1021 / ya'ni50598a042. ISSN  0019-7866.
  6. ^ a b "Fenol-formaldegid qatroni | kimyoviy birikma". Britannica entsiklopediyasi. Olingan 2018-03-15.
  7. ^ Furuno, T .; Imomura, Y .; Kajita, H. Yog'ochni past molekulyar og'irlikdagi fenol-formaldegid qatroni bilan ishlov berish yo'li bilan modifikatsiyasi: neytrallangan fenolik-qatronlar va qatronlar yog'och hujayralari devorlariga kirib borish xususiyatlarini oshirish. Yog'och ilmiy texnika. 2004, 37, 349-361, doi:https://doi.org/10.1007/s00226-003-0176-6.
  8. ^ Ohmae, K .; Minato, K .; Norimoto, M. Xinoki (Chamaecyparis obtusa) daraxti uchun kimyoviy ishlov berish va suvni singdirish natijasida o'lchov o'zgarishini tahlil qilish. Holzforschung 2002, 56, 98-102, doi:https://doi.org/10.1515/HF.2002.016
  9. ^ Stamm, A.J. 19-bob: o'lchovli barqarorlashtirish. Yog'och va tsellyuloza fanida, Ronald Press Co: Nyu-York, 1964 yil.
  10. ^ Ibach, R.E. Ch 19: Maxsus davolash usullari. Yog'och qo'llanmasida: yog'och muhandislik materiallari sifatida: FPL umumiy texnik hisoboti bobi; GTR-190. Medison, WI: AQSh qishloq xo'jaligi bo'limi, o'rmon xizmati, o'rmon mahsulotlari laboratoriyasi, 2010 y https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fpl_gtr190.pdf
  11. ^ CROW (2015). "Karbamid-formaldegid qatronlari". Polimer xususiyatlarining ma'lumotlar bazasi.
  12. ^ a b "Karbamid-formaldegid qatroni | kimyoviy birikma". Britannica entsiklopediyasi. Olingan 2018-03-16.
  13. ^ Myers, Jorj E. (1986-08-08). "Formaldegidni bog'langan yog'och mahsulotlaridan ajratish mexanizmlari". Yog'och mahsulotlaridan formaldegid ajralib chiqishi. ACS simpoziumi seriyasi. 316. Amerika kimyo jamiyati. 87-106 betlar. doi:10.1021 / bk-1986-0316.ch008. ISBN  978-0841209824.
  14. ^ CROW (2015). "MF qatronlar". Polimer xususiyatlarining ma'lumotlar bazasi.
  15. ^ a b "Melamin - olovni to'xtatuvchi moddalar". fr.polymerinsights.com. Olingan 2018-03-16.
  16. ^ EPA, OCSPP, AQSh (2016-07-08). "Kompozit yog'och mahsulotlari uchun formaldegid emissiya standartlari | AQSh EPA". AQSh EPA. Olingan 2018-03-16.
  17. ^ Rowell, R. Yog'ochni kimyoviy modifikatsiyasi. Yog'och kimyosi va yog'och kompozitsiyalari qo'llanmasida, Rowell, R., Ed. Teylor va Frensis: Boka Raton, FL, 2005; 381-420-betlar.
  18. ^ Wiedenhoeft, A. 3-bob: Yog'ochning tuzilishi va vazifasi. Yog'och qo'llanmasida: yog'och muhandislik materiallari sifatida Umumiy texnik hisobot FPL GTR-190, Ross, R., Ed. AQSh qishloq xo'jaligi bo'limi, o'rmon xizmati, o'rmon mahsulotlari laboratoriyasi: Madison, WI, 2010. https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/fplgtr/fplgtr190/chapter_03.pdf
  19. ^ Shmulskiy, R .; Jons, P.D. O'rmon mahsulotlari va yog'ochshunoslik: kirish, 7-nashr; John Wiley & Sons: 2019 yil.
  20. ^ Xant, CG .; Frixart, KR; Dunki, M.; Rohumaa, A. Yog'och majburiyatlarini tushunish; Ko'zni kutib oladigan narsadan tashqariga chiqish: tanqidiy sharh. Rev. Adhes. Yopish. 2018, 6, 369-440, doi:10.7569 / raa.2018.097312; https://www.fpl.fs.fed.us/documnts/pdf2018/fpl_2018_hunt002.pdf
  21. ^ Van, X.; Kim, M.G. Emprenye qilingan janubiy qarag'ayda fenol-formaldegid qatronining tarqalishi va stabillashga ta'siri. Yog'och tolali ilmiy tadqiqotlar. 2008, 40, 181-189.
  22. ^ Mur, Gregori R.; Kline, Donald E.; Blankenhorn, Pol R. (2007-06-27). "Yog'ochni yuqori viskozitli epoksi qatroni bilan singdirish". Yog'och va tolalar fanlari. 15 (3): 223–234. ISSN  0735-6161.
  23. ^ Stamm, Alfred J.; Hansen, L. A. (1935-12-01). "Yog'ochning qisqarishi va shishishini minimallashtirish". Sanoat va muhandislik kimyosi. 27 (12): 1480–1484. doi:10.1021 / ya'ni50312a022. ISSN  0019-7866.
  24. ^ Tepalik, Kallum (2011-05-01). Yog'ochni o'zgartirish: yangilanish. 6.