Физико-механические свойства фанеры, созданной из древесного шпона, прошедшего двухступенчатую обработку

В работе приводится исследование влияния предварительной термической модификации и последующей высокочастотной низкотемпературной плазменной обработки на физико-механические характеристики фанеры, созданной на основе берёзового шпона. Для выявления оптимальных параметров обработки были выбраны следующие температурные диапазоны 180-240 °С и время плазменной обработки 10 и 20 минут.

Проведенные исследования по определению прочностных характеристик древесного композиционного материала позволили установить наиболее эффективные параметры обработки – термическая предобработка при температуре 210 °С с последующей плазменной обработкой в течение 10 минут. Временной диапазон плазменной обработки был выбран в целях уменьшения энергозатратности  предприятия, так как из рисунке 8 видно, что время плазменной обработки не несёт существенного увеличения прочности на изгиб древесного композита.

Установлено, что в результате двухступенчатой обработки снижается краевой угол смачивания поверхности в 2 раза, улучшается в 1,5 раза прочность при сдвиге по клеевому соединению и в 2,5 раза прочность при изгибе.

Полученные результаты повышают потенциал для улучшения адгезии клеев и покрытий к древесине. Как следствие, появляются возможности новых комбинаций материалов, отказ от грунтовок и экономии затрат древесного берёзового шпона в качестве сырья для изготовления термофанеры,  ламелей и других востребованных изделий из древесных композитов.

Ключевые слова: термическая модификация, плазменная обработка, КФ-смола, фанера, прочность на изгиб, прочность по клеевому соединению, адгезия, смачивание.

PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF PLYWOOD MADE FROM WOOD VENEER THAT HAS UNDERGONE TWO-STAGE PROCESSING

The paper presents a study of the effect of preliminary thermal modification and subsequent high-frequency low-temperature plasma treatment on the physical and mechanical characteristics of plywood based on birch veneer. To identify the optimal processing parameters, the following temperature ranges of 180-240 °C and plasma treatment time of 10 and 20 minutes were selected.

The conducted studies to determine the strength characteristics of the wood composite material made it possible to establish the most effective processing parameters – thermal pretreatment at a temperature of 210 ° C followed by plasma treatment for 10 minutes. The time range of plasma treatment was chosen in order to reduce the energy consumption of the enterprise, since Figure 8 shows that the plasma treatment time does not significantly increase the bending strength of the wood composite.

It was found that as a result of two-stage processing, the edge wetting angle of the surface decreases by 2 times, the shear strength of the adhesive joint improves by 1.5 times and the bending strength by 2.5 times.

The results obtained increase the potential for improving the adhesion of adhesives and coatings to wood. As a result, there are opportunities for new combinations of materials, the abandonment of primers and cost savings of birch veneer as a raw material for the manufacture of thermophanes, lamellas and other popular products made of wood composites.

Key words: thermal modification, plasma treatment, CF resin, plywood, bending strength, adhesive bond strength, adhesion, wetting.