VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Рассмотрены экологические проблемы производства древесностружечных плит. Представено направление изготовления экологически чистых древесностружечных плит на основе модифицированных карбамидоформальдегидных смол. Дана оценка степени влияния добавки на физико-химические показатели модифицированных смол.

Композиционные материалы на основе древесины – это материалы, состоящие из древесной составляющей (шпон, стружка) и связующего материала (смола). В результате производства данных материалов в атмосферу поступают парогазовоздушные отходы: летучие компоненты лакокрасочных материалов и растворителей, пары смолосодержащих клеевых материалов, а также твердые пылевидные отходы – древесная и лакокрасочная пыль. Кроме того, в процессе пропитки стружки смолой, горячего прессования, охлаждения, выдержки плит выделяются вредные парогазовоздушные смеси из расходуемых смолосодержащих материалов. В атмосферу поступает 40 % от валового количества свободного формальдегида, который распределяются по участкам:

– участок размещения главного конвейера и пресса – 36 %;

– участок приготовления связующих – 3,7 %;

– склад готовой продукции – 0,3 %.

Экологические проблемы производства древесностружечных плит (ДСтП) связаны с выделением формальдегида, уровень которого связан с содержанием свободного формальдегида в смоле, используемой для изготовления плит. Формальдегид (метаналь), H₂CO относится к классу опасности – 2. В 2004 году формальдегид был официально признан прямым канцерогеном и внесен в список канцерогенных веществ Всемирной Организации Здравоохранения при Организации Объединенных Наций. Формальдегид обладает высокой токсичностью, негативно воздействует на генетический материал (обладает мутагенными свойствами), репродуктивные органы, дыхательные пути, слизистые оболочки, кожный покров особенно на зрительные органы и сетчатку глаз (особенно при совместном присутствии метилового спирта). При любых путях поступления в организм человека формальдегид быстро и полно всасывается и, в частности, накапливается в костном мозге. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему. Формальдегид раздражает верхние дыхательные пути, вызывает появление носоглоточного рака и дегенеративные процессы в паренхиматозных органах. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) в атмосферном воздухе 0,003 мг/м³, в воде водоемов хозяйственно–бытового пользования 0,05 мг/л. Порог восприятия запаха формальдегида находится в пределах 0,07…0,4 мг/м³. Формальдегид самовоспламеняется при температуре 430 °C. Созданные в последние годы связующие позволяют по­лучать плитные материалы класса эмиссии формальдегида Е1, при этом содержание формальдегида в них, как правило, близко к верхней границе класса (10 мг/100 г абс. сух. плиты), т.е. содержание формальдегида оста­ется достаточно высоким. Кроме того, актуальной является также пробле­ма стабильности свойств низкотоксичных карбамидоформальдегидных смол (КФС).

Уровень экологической безопасности технических систем требует разработки новых гибких технологических процессов для производства экологически чистых плитных материалов различного функционального назначения. Одним из перспективных направлений решения этих проблем явля­ется химическая модификация КФС в процессе их синтеза гликольурилом, структура которого позволяет использовать его в реакции конденсации с формальдегидом и карбамидом.

Физико–химические показатели полученных модифицированных смол соответствуют требованиям, предъявляемым к связующим для ДСтП, при этом содер­жание свободного формальдегида в них не превышает 0,1 %, кроме того, смолы стабильны при длительном хранении.

Высокая токсичность и низкая водостойкость древесных композиционных материалов на основе карбамидных смол зависит главным образом от низкой гидролитической устойчивости связующего. В работе установлено, что содержание нерастворимой фракции, гидролитическая и термическая стойкость модифицированных смол выше, чем смол без модификатора, и следовательно снижается вероятность гидролиза различных групп с выделением свободного формальдегида из ДСтП при их эксплуатации. Изучение свойств ДСтП на основе синтезированных связующих по­казало, что плиты имеют высокие физико-механические свойства, а выделение формальдегида из плит не превышает 5 мг/100 г абс сух. плиты.

Вследствие того, что проблема экологической безопасности производства ДСтП приобретает все большее значение в связи с ужесточением экологического законодательства применение современных технологий изготовления карбамидоформальдегидных смол, модифицированных гликольурилом, дает возможность свести к минимуму экологическую опасность при производстве смол и ДСтП на их основе, а также при их эксплуатации.

 

2

 

Код для цитирования: Скопировать