Микологически разрушенная древесина как сырье для композиционных пластиков и декоративных изделий (1025391), страница 3
Текст из файла (страница 3)
2). Растворы 1 и 2 приготовлены по разным методикам и отличаются устойчивостью при хранении. Из рисунка 2 видно, что оптическая плотность раствора №1 практически не изменяется во времени – он стабилен, в то время как у раствора №2 – она существеннорастет за счёт окислительных процессов. Однако, спектрофотомерия характеризуют стабильность раствора лишь косвенно.Рисунок 2 – Изменение оптической плотности раствора кверцетинав процессе храненияИзменение окраски водных растворов кверцетина и появление в них новых соединений вследствие окисления указывает на изменение содержаниякверцетина в растворе. Для подтверждения этого необходимо определить содержание кверцетина в растворе и скорость изменения его концентрации в про-12цессе хранения раствора.
Это осуществлялось методом кулонометрии. Растворы готовились по разработанной технологии, представленной в полученном патенте РФ 2522612, отличающиеся соотношением кверцетина, тетраборатанатрия, трилон Б и других вспомогательных веществ.По полученным результатам кулонометрического титрования растворовбыли построены кривые изменения содержания кверцетина в растворах (рисунок 3).Рисунок 3 – Изменение содержания кверцетина в растворахв процессе их храненияИз полученных данных кулонометрических определений следует, чтораствор №1 более стабилен, потери кверцетина в течение 20 часов составляют0,6%, в то время как в растворе №2 − 6,2 %, что в 10 раз выше.
Что же касаетсяраствора №3, то он оказался самым неустойчивым. Потери кверцетина в немсоставили 14,3 % за этот же период времени.Таким образом, в результате проведённых исследований установлено, чтопримененный нами метод косвенной кулонометрии может быть использовандля определения содержания кверцетина в водных растворах. Этот метод позволяет оценивать стабильность растворов кверцетина при их хранении, а такжеинтенсивность его антиоксидантной функции, что позволяет получить нужныеводные растворы определенной концентрации для антиоксидантной обработкимикологически разрушенной древесины.После выяснения степени окисленности кверцетина нами была предпринята попытка моделирования процесса защиты микологически разрушеннойдревесины его растворами. В качестве модельной подложки древесины, пораженной грибами белой гнили, была выбрана целлюлоза, частично разрушеннаядо целлодекстиринов действием серной кислоты, в виде пергамента.Результаты исследования говорят о том, что кверцетин кроме антиоксидантной функции может выполнять еще антисептическую функцию, которая и13преследовалась как одна из целей обработки изделий из микологической разрушенной древесины этим антиоксидантом.
Методика составления антиоксидантных композиций и обработки ими материалов защищена патентом Российской Федерации 2522612.В результате приведенных исследований были получены данные, позволившие нам предложить микологически разрушенную древесину на глубокихстадиях разрушения в качестве сырья для получения древесно-композиционныхматериалов, причем использовать древесину, как пораженную белой, так и бурой гнилью, по той простой причине, что белая гниль, сохраняя углеводныйкомплекс, дает эффект сохранения волокнистой структуры древесины, котораяхорошо работает на изгиб, а древесина на глубоких стадиях поражения буройгнилью дает материал порошкообразный, который при использовании в качестве активного наполнителя, по нашему мнению, должен хорошо работать насжатие. Поэтому нами были подготовлены композиции для получения как древесно-композиционных материалов без применения связующего, так и аналогичных материалов с применением синтетического связующего.
Композиции,составленные из белой и бурой гнили, по нашему мнению, в какой-то степенимоделировали исходную древесину, белая гниль моделировала углеводныйкомплекс природной древесины, а бурая – лигнинный комплекс. Поэтому микологически разрушенная древесина при составлении композиций могла суспехом претендовать на активный наполнитель, заменяющий природную древесину.При изготовлении была взята древесина пораженная белой и бурой гнилью III стадией разрушения. Древесина была измельчена до частиц со среднимразмером около 3 мм.Приготовленные композиции доводили до 9% влажности. Для прессования отбирали 27,6 г. композиции.
Готовые композиции прессовали с помощьюгидравлического пресса модели ПВ – 474 при следующих параметрах процесса:− удельное давление прессования – 40 МПа;− температура прессования – 150°С;− продолжительность горячего прессования – 20 мин.После охлаждения образцы испытывались на определение предела прочности при изгибе, предела прочности при сжатии, водопоглощение при 20 °С за24 часа и разбухание при 20 °С за 24 часа.Результаты испытаний полученных древесно-композиционных материалов представлены в таблице 2.Как видно из данных таблицы 2, наиболее перспективной композициейкак с добавлением связующего, так и без такого, является композиция, составленная из белой и бурой гнили III стадии разрушения. Этот факт свидетельствует о том, что в случае применения в композиции белой и бурой гнили, белая гниль выполняет функции армирующего агента, а бурая гниль работает вкачестве активного наполнителя и связующего, т.к.
в ней содержится большоеколичество олигомерных фенольных продуктов деструкции лигнина, образованных под действием ферментов бурой гнили. Использование композиций сТаблица 2 – Прочностные характеристики древесно-композиционных материалов,полученных из микологически разрушенной древесиныСостав композицииФизико-механический показательСодержание древесины, пора- Содержание фенолПределПределВодопоженной, в %:Разбуханиеформальдегидного№/№прочности прочностиглощениепри 20 °С забелой гнилью, бурой гнилью, олигомера, % от обпри изгипри сжапри 20 °С24 часа, %щего содержанияII стадия гни- III стадия гнибе, МПатии, МПаза 24 часа, %древесиныенияения1010003,456,913,9112,02010054,87,9712,610,5301001012,878,949,128,0401001518,89,228,556,0501002026,8310,914,233,56257506,087,216,1913,575050015,5310,1117,4714,585050516,9911,0214,7312,5950501019,3611,8711,819,51050501524,6411,997,476,01150502027,9812,165,314,0127525018,076,121,7818,013100008,775,030,1122,0141000510,576,8822,0418,01510001011,228,2716,8614,01610001512,119,6110,549,01710002013,7810,986,015,01415большим содержании белой гнили (содержание 75%) дает примерно в 3 разавыше результаты по пределу прочности при статическом изгибе, чем композиция, составленная из 75% бурой и всего лишь 25% белой гнили.
Исходя из этихданных можно предположить, что древесно-композиционные материалы изкомпозиций, составленных в близком соотношении II стадии разрушения белойи III стадии бурой гнили, будут являться наиболее прочными, что подтверждается и данными по прочности при сжатии, которая для данных образцов сопоставима с прочностью аналогичных образцов для здоровой древесины.Результаты эксперимента говорят о том, что материалы без применениясвязующего обладают достаточно высокими физико-механическими показателями и применение связующего можно считать не целесообразным, т.к.
онохоть и увеличивает соответствующие характеристики, но приводит к их удорожанию и снижению экологической чистоты.На основании экспериментальных данных выявлены зависимости, описывающие взаимосвязь физико-механических свойств полученных древеснокомпозиционных материалов от состава композицийФС Изгиб = 2.825-0.0566x+0.384y+0.011x2+0.061y2-0.005xy-9.496·10-5x3-0.001y3-3.211·10-4xy2+1.847·10-5x2y(1)ФС Сжатие = (7.191-0.149x+0.001x2+0.526y-0.012y3+5.74·10-4y3)//(1-0.024x+1.847·10-4x2+0.034y)(2)ФС Водопоглощение = 13,855+0,057x-0,426y+0,0009xx-0,007xy+0,001yy(3)ФС Разбухание = 11,924+0,038x-0,35y+6·10-4xx-0,004xy-0,003yy(4)где: ФС – физико-механический показательx – содержание древесины пораженной белой гнили в %, содержание древесины пораженной бурой гнилью = 100 % - % белой гнили.y – содержание связующего в композицииПосле построения математических моделей зависимости физикомеханических характеристик полученных древесно-композиционных материалов от их состава была решена задача многокритериальной оптимизации.Процесс получения древесно-композиционных материалов аналогиченпроцессу получения древесноволокнистых плит пониженной плотности, т.к.физико-химические процессы, происходящие при этом, аналогичны с той лишьразницей, что в случае древесноволокнистых плит используется натуральнаядревесина в виде древесной массы, а в нашем случае композиции составлены изпродуктов микологического разрушения древесины.
Поэтому сравнение физико-механических показателей древесно-композиционных материалов будетпроизводиться с показателями древесноволокнистых плит.В рассматриваемом нами случае главным критерием является статический изгиб вследствие того что, сжатие и водопоглощение не регламентирует-16ся ГОСТом 4598-86 для марок НТ, а по разбуханию все образцы проходят нормативную планку.
Поэтому для решения поставленной задачи оптимизации целесообразно использовать графический метод. Полученный результат представлен на рисунке 4.2018Связующие, %161428252319171512108642002550|75100Белая гниль, %Рисунок 4 – Диаграмма области оптимальных составов композицийПолученная диаграмма области оптимальных составов композиций былапроанализирована с помощью программы Maple 18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
