АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ АНТИПИРЕНОВ НА ОТВЕРЖДЕНИЕ КЛЕЕВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ФАНЕРЫ

УДК 674.812-419

Леонович Олег Константинович – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии деревообрабатывающих производств. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: OKL2001@mail.ru

Коняхина Ольга Вадимовна – магистрант кафедры технологии деревообрабатывающих производств. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). E-mail: ikarija88@mail.ru

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2519-402X-2025-288-12.

 

Ключевые слова: фанера, антипирен, адгезия, смола, прочность, огнестойкость.

Для цитирования: Леонович О. К., Коняхина О. В. Анализ влияния антипиренов на отверждение клеев в производстве фанеры // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хоз-во, природопользование и перераб. возобновляемых ресурсов. 2025. № 1 (288). С. 114–124. DOI: 10.52065/2519-402X-2025-288-12.

Аннотация

В статье рассмотрены исследования, направленные на изучение влияния различных базовых антипиренов на параметры процесса желатинизации клеевых композиций, применяемых в производстве фанеры. Проанализированы способы повышения огнестойкости фанеры путем пропитки огнезащитными составами шпона перед склеиванием, введением ингибиторов горения в клей, пропиткой фанеры в автоклавах под вакуумом, поверхностной обработкой антипиренами. Приведены основные механизмы огнезащиты и подавления процесса тления древесины. Отмечено, что при использовании антипиренов значительно снижается адгезия клеев к поверхности пропитанного шпона. Описаны различные варианты применения антипиренов, влияющих на скорость склеивания и адгезию к древесному материалу. Подчеркнуто, что применение фтористых и борных соединений значительно снижает прочность клеевого шва. Рассмотрено влияние этих компонентов при использовании в качестве связующих фенольных и фенолрезорциновых смол и изменение кинетики отверждения при использовании солей аммония. Замечено, что применение фтористого натрия значительно замедляет отверждение связующих. Предложено продолжить исследования по повышению огнестойкости фанеры на основе карбамидоформальдегидной смолы с применением различных клеевых композиций и модификаций деполимеризованным гидролизным лигнином и выявить варианты антипиренов, не ослабляющих адгезию связующих и древесного материала. В ходе решения многоаспектной проблемы сделать акцент на изыскании возможных преимуществ, которые могут возникнуть при использовании антипирена в сочетании с модификатором.

Скачать

Список литературы

1.Treatment of natural wood veneers with nano-oxides to improve their fire behavior / A. B. Frances Bueno [et al.] // 2nd International Conference on Structural Nano Composites. Madrid, 2014. P. 64.

  1. Flame retardant treated plywood / O. Brexa [et al.] // Polymer Degradation and Stabylity. 1999. No. 64 (3). P. 529–533.
  2. Laufenberg T., Ayrilmis N., White R. Fire and bending properties of blockboard with fire retardant treated veneers // Holz als Roh- und Werkstoff. 2006. No. 64. P. 137–143.
  3. Cheng R.-X., Wang Q.-W. The influence of FRW-1 fire retardant treatment on the bonding of plywood // Journal of Adhesion Science and Technology. 2011. No. 25 (14). P. 1715–1724.
  4. Mechanical properties of fire-retardant-treated plywood after cyclic temperature exposure / S. L. Levan [et al.] // Forest Products Journal. 1996. No. 46 (5). P. 64–71.
  5. Effects of intumescent formulation of vinyl acetate-based coating on flame-retardancy of thin painted red lauan (Parashorea spp.) plywood / C. S. Chuang [et al.] // XXIII World Congress. Seoul, Korea, 2010. P. 53.
  6. Балакин М. И., Бирюков В. Г., Мишков С. Н. Применение огнезащитных покрытий для снижения пожарной опасности фанеры // Технологии техносферной безопасности. 2014. Вып. 2 (54). С. 1–5. URL: https://agps-2006.narod.ru/ttb/-2/35-02-14.ttb.pdf (дата обращения: 18.07.2024).
  7. Шидловский Г. Л. Огнезащита материалов и конструкций: учеб. пособие. СПб.: С.-Петерб. ун-т ГПС МЧС России, 2022. 123 с.
  8. Павлович А. В., Дринберг А. С., Машляковский Л. Н. Огнезащитные вспучивающиеся лакокрасочные покрытия. М.: ЛКМ-пресс, 2018. 488 с.
  9. Быканова М. С., Егорова Н. В. Новые фосфорсодержащие антипирены для огнезащиты древесины // Дни студенческой науки: сб. докл. науч.-техн. конф. по итогам науч.-исслед. работ студентов Ин-та строительства и архитектуры, Москва, 12–16 марта 2018 г. М., 2018. С. 663–665.
  10. Газизов А. М., Синегубова Е. С., Кузнецова О. В. Изучение огнестойкости композиционных материалов // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века: сб. тр. XIII Междунар. Евраз. симп., Екатеринбург, 21–23 сент. 2018 г. Екатеринбург, 2018. С. 73–76. URL: https://elar.usfeu.ru/ handle/123456789/7830 (дата обращения: 18.07.2024).
  11. Газизов А. М., Садыкова А. М., Садыков А. И. Пределы огнестойкости древесины в зависимости от времени пропитки // Нефтегазовое дело. 2023. № 4. С. 5–16. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=54410396 (дата обращения: 19.07.2024).
  12. Газизов А. М., Дудниченко И. И., Хафизов Ф. Ш. Применение кремнеземневого наполнителя для повышения огнестойкости древесины // Нефтегазовое дело. 2020. № 1. С. 42–52. URL: https://elibrary.ru/ item.asp?id=42421839 (дата обращения: 19.07.2024).

14 Гвоздяков В. С., Офицерова Л. И., Маевская П. А. Методы повышения огнестойкости каркасов из древесины и примеры их применения для жилых и общественных зданий // Инвестиции, строительство, недвижимость как материальный базис модернизации и инновационного развития экономики: сб. материалов VIII Междунар. науч.-практ. конф., Томск, 10–13 марта 2015 г. Томск, 2015. Ч. 1. С. 336–341. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32838228 (дата обращения: 18.07.2024).

  1. Маковей В. А. Применение огнезащиты материалов, изделий и конструкций и современные тенденции в ее совершенствовании // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. 2015. № 4 (24). С. 28–36. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25006494 (дата обращения: 18.07.2024).
  2. Мальцева Е. М. Огнезащитные силикатные составы для дерева // Физико-химия и технология неорганических материалов: сб. тр. XV Рос. ежегод. конф. молодых науч. сотрудников и аспирантов (с междунар. участием), Москва, 16–19 окт., 2018 г. М., 2018. С. 472–473.
  3. Полищук Е. Ю. Обеспечение комплексной безопасности деревянных конструкций с использованием современных средств и методов огнебиозащиты // Строение, свойства и качество древесины: сб. материалов VI Междунар. симп., посвящ. 50-летию Регион. координац совета по современным проблемам древесиноведения, Красноярск, 10–16 сент. 2018 г. Новосибирск, 2018. С. 168–171.
  4. Арцыбашева О. В. Огнестойкость деревянных конструкций с огнезащитными пропиточными составами // Технологии техносферной безопасности. 2018. № 1 (77). С. 12–21.
  5. Арцыбашева О. В., Сивенков А. Б. Интенсивность обугливания древесины с огнезащитой // Аспирант. 2016. № 8. С. 121–123. URL: https://nauka-prioritet.ru/wp-content/uploads/2016/09/%D0%A1%D0%B5% D0%BD%D1%82%D1%8F%D0%B1%D1%80%D1%8C-20161.pdf#page=121 (дата обращения: 18.07.2024).
  6. Бойтемиров Ф. А. Экспериментальное исследование несущей способности и деформативности конструкций повышенной коррозионной стойкости и предела огнестойкости // Естественные и технические науки. 2015. № 2 (80). С. 133–135.
  7. Дубинина Н. Н., Ермолин В. Н., Баяндин М. А. Влияние глубины пропитки древесины антипиренами на ее огнестойкость // Лесной и химический комплексы – проблемы и решения: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. Красноярск, 23–24 окт. 2017 г. Красноярск, 2017. C. 285–288. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37192793 (дата обращения: 18.07.2024).
  8. Макишев Ж. К., Сивенков А. Б. Огнестойкость клееных деревянных конструкций типа LVL // Технологии техносферной безопасности. 2015. Вып. 3 (61). С. 1–5. URL: https://agps-2006.narod.ru/ ttb/2015-3/36-03-15.ttb.pdf (дата обращения: 18.07.2024).
  9. Устименко К. А., Смирнов П. Н. Огневые испытания и расчет предела огнестойкости конструкций из бруса клееного из шпона // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 4. С. 89–94. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48507029 (дата обращения: 19.07.2024).
  10. Bai Y., Zhang J., Zhang X. Scaling study on the fire resistance of cross-laminated timber floors // Journal of Building Engineering. 2024. Vol. 85. P. 108. URL: https://www.sciencedirect.com/science/ article/ pii/S235271022400247X (date of access: 19.07.2024).
  11. Zachar M. Determination of fire-environmental parameters of selected wooden composites. Annals of Warsaw University of Life Sciences // Forestry and Wood Technology. 2014. No. 87. P. 250–255. URL: file:///C:/Users/User/Downloads/250_Annals87.pdf (date of access: 18.07.2024).
  12. Шелоумов А. В. Технология экологически доброкачественных огнезащищенных древесных плит с использованием фосфор- и алюминийсодержащих связующих: автореф. … дис. канд. техн. наук: 23.05.2017. СПб., 2017. 35 с. URL: https://www.dissercat.com/content/tekhnologiya-ekologicheskidobrokachestvennykh- ognezashchishchennykh-drevesnykh-plit-s-ispol (дата обращения: 18.07.2024).
  13. Shijie Hou, Dapeng Liu, Yukuan Shen. An environment-friendly, fire-resistant, thermal-insulating and mechanical-robust wood with anisotropic capacitive pressure-sensitive performance // Materials Today Communications. 2023. Vol. 36. P. 106. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S235249282301262X

(date of access: 19.07.2024).

  1. Henek V., Venkrbec V., Novotny M. Fire Resistance of Large-Scale Cross-Laminated Timber Panels // IOP Conference. Series: Earth and Environmental Science. 2017. Vol. 95. No. 6. URL: https://iopscience.iop.org/ article/10.1088/1755-1315/95/6/062004/meta (date of access: 18.07.2024).
  2. Mineralization of wood by calcium carbonate insertion for improved flame retardancy / V. Merk [et al.] // Holzforschung. 2016. Vol. 70. No. 9. P. 867–876. URL: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/ hf-2015-0228/html (date of access: 18.07.2024).
  3. Shi Yanchao, Wang Guojian. Influence of molecular weight of PEG on thermal and fire protection properties of PEPA-containing polyether flame retardants with high water solubility // Progress in Organic Coatings. 2016. Vol. 90. P. 390–398. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2015.08.005. URL: https://www.sciencedirect.com/ science/article/pii/S0300944015300746 (date of access: 18.07.2024).
  4. Тычино Н. А., Яцукович А. Г. Огнезащитная пропиточная композиция для древесины, образующая пористый теплоизолирующий слой на ее поверхности // Пожаровзрывобезопасность. 1999. Т. 8, № 1. С. 35–39.
  5. Леонович А. А., Шпаковский В. Г. Древесностружечные плиты. Огнезащита и технология: монография. СПб.: Лань, 2018. 160 с.
  6. Леонович А. А. Основные направления и принципы модифицирования древесных материалов. СПб.: Лань, 2017. 95 с.
  7. Леонович А. А., Шелоумов А. В., Шпаковский В. Г. Создание древесных композиционных материалов пониженной горючести. СПб.: Лань, 2019. 160 с.
  8. Леонович А. А., Захаров С. С. Модифицирование шпона амидофосфатом для изготовления огнезащищенной водостойкой фанеры // Изв. С.-Петерб. лесотехн. акад. 2019. № 227. С. 260–270. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=39385115 (дата обращения: 18.07.2024).
  9. Effect of different fire retardants on Birch plywood properties / P. Bekhta [et al.] // Technicka Univerzita vo Zvolene. 2016. No. 58 (1). P. 59–66. URL: https://df.tuzvo.sk/sites/default/files/07-01-16_1_0.pdf (date of access: 18.07.2024).
  10. Филиппова А. О. Повышение огнезащищенности фанеры путем пропитки шпона антипиренами с последующим его склеиванием // Научное творчество молодежи – лесному комплексу России: сб. материалов X Всерос. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов, Екатеринбург, 23–24 апр. 2014 г. Екатеринбург, 2014. Ч. 1. С. 189–192. URL: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/3246/1/Filippova.pdf (дата обращения: 18.07.2024).
  11. Анализ огнестойкости клееной древесины (CLT-панелей) / В. В. Одегов [и др.] // Актуальные вопросы архитектуры и строительства: материалы ХIII Междунар. науч.-техн. конф., Новосибирск, 10–13 апр. 2020 г. Новосибирск, 2020. С. 53–60. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=44233932 (дата обращения: 19.07.2024).
  12. Боровицкая А. В., Цыбакин С. В. К вопросу огнестойкости деревянных конструкций, пропитанных минеральным составом // Развитие науки и практики в контексте глобальных вызовов: сб. ст. 75-й Междунар. науч.-практ. конф., Караваево, 25 янв. 2024 г. Караваево, 2024. С. 127–131. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=670968 (дата обращения: 19.07.2024).
  13. Grześkowiak W. Ł., Przybylska M. The fireproof degree of plywood protection depending on the impregnation method // Annals WULS – SGGW. Forestry and Wood Technology. 2018. No. 104. P. 26– 30. URL: https://www.researchgate.net/profile/VicenteIbanez/publication/330846543_Using_robotics_for_ complex_furniture_fatigue_tests/links/5d8cc9ca299bf10cff129418/Using-robotics-for-complex-furniture-fatiguetests. pdf#page=28 (date of access: 18.07.2024).
  14. Нуркулов Ф. Н., Джалилов А. Т. Фосфор-борсодержащие олигомерные антипирены для древесины и древесных композиционных материалов // Олигомеры-2015: сб. тез. докл. V Междунар. конф.- шк. по химии и физикохимии олигомеров, Волгоград, 1–6 июня 2015 г. Волгоград, 2015. С. 241.
  15. Быканова М. С., Егорова Н. В. Производные фосфоновых кислот – новые антипирены // Строительство – формирование среды жизнедеятельности: сб. материалов XXI Междунар. науч. конф., Москва, 25–27 апр. 2018 г. М., 2018. С. 214–216. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35151417&selid= 35151488 (дата обращения: 18.07.2024).
  16. Бирюков В. Г., Мишков С. Н., Соболев А. В. Огнезащищенные клееные материалы на основе древесины // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2014. № 3. С. 28–31. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ognezaschischyonnye-kleyonye-materialy-na-osnove-drevesiny/viewer (дата обращения: 18.07.2024).
  17. Скакунов А. С., Циркина О. Г. Огнестойкость древесины и способы ее повышения // Современные пожаробезопасные материалы и технологии: сб. материалов VI Междунар. науч.-практ. конф., Иваново, 19 окт. 2023 г. Иваново, 2023. С. 392–396. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=62055430 (дата обращения: 19.07.2024).
  18. Варанкина Г. С., Русаков Д. С., Артеменков А. М. Прочность клеевых соединений в экстремальных условиях эксплуатации // Клеи. Герметики. Технологии. 2021. № 10. С. 25–28. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=46695143 (дата обращения: 02.08.2024).
  19. Коняхина О. В., Леонович О. К. Новый отвердитель и акцептор формальдегида карбамидоформальдегидных смол из древесных отходов гидролизного производства // Лес – Наука – Инновации – 2022: тез. докл. Междунар. молодеж. форума по лесопром. образованию, Минск, 6–9 дек. 2022 г. Минск, 2022. С. 243–247.
  20. Леонович О. К., Коняхина О. В. Эффективность применения деполимиризованных гидролизных лигнинов в производстве фанеры // Лесная инженерия, материаловедение и дизайн: материалы 87-й науч.-техн. конф. преподават. состава, науч. сотрудников и аспирантов, Минск, 31 янв. – 17 фев. 2023 г. Минск, 2023. С. 176–179.
  21. Коняхина О. В. Применение композиций деполимеризованных гидролизных лигнинов при выпуске плитных материалов // 74-я науч.-техн. конф. учащихся, студентов и магистрантов: тез. докл., Минск, 17–22 апр. 2023 г. Минск, 2023. С. 150–153.
  22. Леонович О. К., Божелко И. К., Коняхина О. В. Снижение эмиссии формальдегида водостойкой фанеры // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хоз-во, природопользование и перераб. возобновляемых ресурсов. 2023. № 1 (240). С. 194–200. DOI: 10.52065/2519-402X-2023-264-21.

Поступила 24.10.2024