ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИ- И ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАК АЛЬТЕРНАТИВЫ ФОРМАЛЬДЕГИДСОДЕРЖАЩИМ СМОЛАМ В ТЕХНОЛОГИИ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ СУХОГО СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ | USAGE OF BI- AND POLYFUNCTIONAL COMPOUNDS AS AN ALTERNATIVE OF SYNTHETIC RESINS IN FI-BERBOARD TECHNOLOGY

English. Due to the high chemical activity of its filler, fiberboard is a unique material, it's formation can be ensured by chemical reactions of wood components. However, under hot pressing modes, typical for dry-process boards, chemical reactions do not have time to go through to the required extent, which requires the use of special modifiers that enhance the activity of the wood fiber. Bi- and polyfunctional compounds - sucrose, carbamide, and citric acid - were investigated as modifiers. The lowest efficiency was shown by sucrose, which is not able to ensure the compliance of the physical and mechanical parameters of the fiberboards with the requirements of standards; The use of urea and citric acid makes it possible to produce fiberboards that are not inferior in their properties to materials from urea-formaldehyde resin. Using the methods of chemical and instrumental analysis (IR spectroscopy, solid-state 13C NMR spectroscopy), it was found that during hot pressing, urea and citric acid react with components of the wood cell wall. Urea decomposes during pressing with the formation of ammonia and isocyanic acid, which, in turn, provides interfiber interaction. During hot pressing, citric acid reacts with hydroxyl groups of cell wall components by the esterification mechanism. Using the example of citric acid, it was found that plates that meet the requirements of the TSN-30 standart can be made only with a pressing time of 0.4 min / mm of the fiberboard thickness, which exceeds the technology requirements by more than two times. To ensure the competitiveness of the selected modifiers with respect to existing synthetic resins, it is necessary to find ways to reduce the pressing time.

Russian. Древесноволокнистые плиты благодаря сравнительно высокой химической активности технического древесного волокна являются уникальным материалом, чье образование может быть обеспечено за счет превращений компонентов древесины. Однако при режимах горячего прессования, характерных для плит сухого способа, химические реакции не успевают пройти в нужной степени, что требует использования специальных модификаторов, усиливающих активность наполнителя. В качестве модификаторов исследовали би- и полифункциональные соединения – сахарозу, карбамид и лимонную кислоту. Наименьшую эффективность показала сахароза, не способная обеспечить соответствие физико-механических показателей готовых плит требованием стандартов; использование карбамида и лимонной кислоты позволяет изготавливать плиты, не уступающие по своим свойствам материалам из карбамидоформальдегидной смолы. Методами химического и инструментального анализа (ИК-спектроскопия, спектроскопия твердотельного ЯМР 13C) установили, что в ходе горячего прессования карбамид и лимонная кислота реагируют с компонентами клеточной стенки древесины. Карбамид при прессовании разрушается с образованием аммиака и изоциановой кислоты, которая, в свою очередь, обеспечивает межволоконное взаимодействие. Лимонная кислота в ходе горячего прессования реагирует с гидроксильными группами компонентов древесины по механизму этерификации. На примере лимонной кислоты установили, что плиты, соответствующие требованиям марки ТСН-30, могут быть изготовлены только при продолжительности прессования не менее 0.4 мин/мм толщины готовой плиты, что существенно превышает современные требования технологии. Для обеспечения конкурентноспособности выбранных модификаторов по отношению к существующим синтетическим смолам требуется найти пути сокращения времени прессования.