87. Характеристика основных параметров подпрессовки и горячего прессования фанеры. Физико-химические процессы, протекающие при горячем склеивании. Диаграмма прессования.

При склеивании фанеры сухим горячим способом в многоэтажных прессах применяют три основные технологические схемы:

а)склеивание по несколько листов в рабочем промежутке пресса при постоянном рабочем давлении. Этим способом склеивают фанеру толщиной до 6-8мм. Максимальная толщина пакетов (сумма толщин шпона) в одном промежутке пресса не может быть более 16-18 мм. В противном случае не гарантируется достаточно хороший и равномерный прогрев как по площади листов, так и по толщине пакета из-за низкой теплопроводности древесины;

б)склеивание по одному листу в промежутке пресса при постоянном давлении в период термообработки. Таким образом склеивают фанеру толщиной более 6-8 мм, а в некоторых прессах и более тонкую фанеру;

в)склеивание по одному листу с охлаждением плит пресса. Применяется при склеивании фанерных плит и другой продукции большой толщины (более 18-20 мм). Склеивание по одному листу имеет свои преимущества: симметричный нагрев каждого листа, одинаковая влажность и упрессовка наружных листов, более низкая упрессовка в целом всего листа фанеры.

К параметрам режима склеивания фанеры относятся:

1. Влажность шпона. Обычно она колеблется в пределах 8-12%;

2. Число листов в промежутке пресса. Оно определяется максимальной толщиной пакета (16-18 мм) и зависит от толщины фанеры;

3. Температура плит пресса. Зависит от марки используемого клея и слойности фанеры. Чем толще пакет, тем ниже должна быть температура склеивания. В среднем для фенольных клеев требуются температуры на 10-20 °С выше, чем для карбамидных;

4. Рабочее давление. Зависит от марки продукции и конструкции элементов передающих давление. При использовании жестких горячих плит требуется 1,8-2,2 МПа для фанеры общего назначения, 3,0 для декоративной фанеры, 3,5-4,5 для бакелизированной фанеры, до 15 МПа для древесно-слоистых пластиков;

5. Цикл склеивания фанеры. Цикл складывается из следующих периодов: за­грузка пакетов в пресс, подъем и смыкание плит пресса, создание рабочего дав­ления, выдержка под давлением, снижение давления, выгрузка фанеры.

В технологических расчетах принято различать три слагаемых цикла прессования фанеры: время пьезотермообработки (t_np), время снятия давления (t_ca), время вспомогательных операций (t_Bcn), то есть

Составляющие цикла склеивания и типичная диаграмма изменения давления показаны на рис.6.17 .

Рис.6.17. Составляющие цикла склеивания и диагралша изменения давления при склеивании фанеры: I - время загрузки пакетов, 2 - время смыкания плит, 3 - время прессования, 4 -время снятия давления в первом периоде, 5 -время снятия давления во втором периоде, 6 -время размыкания плит и выгрузки пакетов

К вспомогательному времени относится время на загрузку и выгрузку паке­тов, на смыкание и размыкание плит пресса. Время выдержки под давлением (t_np) зависит от марки клея, породы древесины, слойности, толщины пакета и температуры плит пресса. Время снятия давления складывается из двух пе­риодов. Первый период - снижение давления от максимального до некоторого безопасного уровня, равного давлению пара в плитах пресса. Обычно этот пери­од составляет 0,25 мин. Второй период занимает 1-2 минуты, так как быстрое снятие давления может вызвать интенсивное парообразование, которое вызовет разрушение листов фанеры. При склеивании по одному листу время снятия дав­ления сокращается примерно вдвое.

Производительность горячего многоэтажного пресса, м³/ч

60 Kp n_эт nlbS_ф\ t_ц

где К_р - коэффициент рабочего времени, К_р =0,94; п_эт . число этажей пресса; п_л -число листов фанеры в промежутке пресса; s_ф - толщина фанеры, м; t_ц - время цикла прессования, мин; l,b - длина и ширина обрезного листа фанеры, м.

Согласно принятой методике в расчет принимаются размеры обрезного листа фанеры, то есть размеры готовой продукции, хотя из пресса выгружают, конеч­но, необрезную фанеру. Это связано с тем, что горячий пресс является головным оборудованием, по которому рассчитывается вся годовая программа предприятия.

Физико-химические процесс протекающие при горячем склеивании

Подсушенный слой смолы, при использовании бакелитовой пленки не обладает способностью смачивать склеиваемые поверхности и примыкать к ним при нагревании. Размягчение ее начинается при температуре 55— 60 °С. При дальнейшем повышении температуры смола плавится, достигая при 80 °С степени разжижения, обеспечивающей смачивание и под воздействием внешнего давления контактирование со склеиваемыми поверхностями.

Как в жидкой, так и в сухой фенолоформальдегидной смоле непрерывно и при любой температуре продолжаются процессы конденсации, скорость развития которых возрастает с повышением температуры. Конечный этап реакции конденсации — отверждение смолы, т. е. переход ее из начальной стадии А (резол) в конечную С (резит) через промежуточную В (резитол).

С повышением давления и при последующей пьезотермической обработке пакета нарастает температура во всех его клеевых прослойках. При их нагреве до 80 °С степень разжижения смолы достаточна для осуществления ее двустороннего контакта с материалом. Однако полное контактирование достигается лишь при повышении температуры до 90— 95 ^СС. Это объясняется большим сближением склеиваемых поверхностей благодаря увеличению податливости выступающих микронеровностей при большем нагреве древесины.

Одновременно с плавлением в нагреваемых прослойках смолы протекают процессы первого, а затем второго периодов формирования клеевых связей. При переходе 65—70 % смолы из стадии А в стадию В + С заканчивается второй период. При переходе 85 % резола в последующие стадии заканчивается третий период и клеевое соединение приобретает максимальную водостойкость.

Развитие процесса отверждения смолы в клеевых прослойках происходит непрерывно, в ходе прогрева пакета. Время, а также температура, при которой завершается процесс — величины переменные, зависящие от скорости и степени нагрева прослойки смолы. Применение смол с большей скоростью отверждения уменьшает и время и конечную температуру завершения каждого периода образования клеевых связей.

Уменьшение скорости нагрева увеличивает время и уменьшает температуру, при которой заканчиваются различные периоды склеивания. С наименьшей скоростью нагревается наиболее удаленная от плит клеевая прослойка краевой зоны пакета, где процессы формирования клеевых связей заканчиваются позднее. Ориентируясь на эту прослойку, следует устанавливать время пьезотермической обработки, потребное для полу­чения прочного клеевого соединения во всем пакете.-