Оценка влияния соотношения компонентов на свойства стружечно-корьевой плиты

В работе представлены результаты исследований физико-механических свойств стружечнокорьевой плиты без применения связующих веществ для различного соотношения компонентов. В качестве армирующего компонента использовалась стружка, полученная из отходов фанерного производства (шпонрванина, карандаши), обладающих влажностью более 100 %, в качестве матрицы – гидродинамически активированная корьевая масса на основе коры сосны Pinus Sylvestris. Соотношение компонентов кора/стружка по абсолютно сухому веществу, масс. %, составило: 70/30; 60/40; 50/50; 40/60; 30/70. Введение в состав плитного материала стружки в количестве менее 40 масс. % приводит к снижению прочности стружечно-корьевой плиты при изгибе, введение в состав плитного материала стружки в количестве более 60 приводит к уменьшению прочности при растяжении перпендикулярно к пласти плиты и увеличению показателя разбухания по толщине. Физико-механические показатели стружечно-корьевых плит толщиной 16 мм при соотношении компонентов (кора/стружка) 50/50 масс. %, удовлетворяющие требованиям стандарта для древесностружечных плит, используемых в сухих условиях, следующие: плотность – 750 кг/м3 , прочность при изгибе – 18,4 МПа, прочность при растяжении перпендикулярно к пласти плиты – 0,37 МПа. Разработанные плиты могут применяться в качестве альтернативы традиционным древесностружечным плитам на основе формальдегидных смол в домостроении, строительстве и производстве мебели.

1. Шушканова А. С. Роль лесопромышленного комплекса в экономике субъектов РФ (на примере Кировской области) // Экономические исследования. 2024. № 2.

2. Современные технологии заготовки и переработки древесной биомассы: теория и практика / А. П. Мохирев, С. О. Медведев, Ю. А. Безруких [и др.]. Красноярск : ООО РПБ «Амальгамма», 2017. 160 с.

3. Храмченкова О. М., Цуриков А. Г., Шеин П. А. Высотное распределение зольности коры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. 2015. № 3(90). С. 55–59.

4. Neumann M., Lawes M. J. Quantifying carbon in tree bark: The importance of bark morphology and tree size // Methods in Ecology and Evolution. 2021. Vol. 12, No. 4. P. 646–654. DOI 10.1111/2041-210x.13546.

5. The utilization of tree bark / Z. Pásztory, I. R. Mohácsiné, Z. Börcsök, G. Gorbacheva // BioResources. 2016. Vol. 11, no. 3. P. 7859–7888. DOI 10.15376/biores. 11.3.Pasztory

6. Stanley Corder E. Properties and Uses of Bark as an Energy Source // XVI IUFRO World Congress. 1976. 21 p.

7. Цывин М. М. Использование древесной коры. М. : Лесная промышленность, 1973. 96 с.

8. Terzopoulou P., Kamperidou V., Lykidis Ch. Cypress Wood and Bark Residues Chemical Characterization and Utilization as Fuel Pellets Feedstock // Forests. 2022. Vol. 13, no. 8. P. 1303. DOI 10.3390/f13081303

9. Каримов И. Р., Фахрутдинов Р. Р., Гизатуллина Л. И. Анализ химического состава и физических свойств древесной коры // Модели и методы повышения эффективности инновационных исследований : сборник статей Международной научно-практической конференции, Воронеж, 03 декабря 2019 г. Т. 3. Воронеж : Омега сайнс, 2019. С. 56–58.

10. Федоров В. С., Рязанова Т. В. Кора хвойных пород. Химический состав и направления использования // Леса России: политика, промышленность, наука, образование : материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 24–26 мая 2023 г. ; Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова. СПб., 2023. С. 493–496.

11. Патент № 2796684 C1 Российская Федерация, МПК B27N 3/00, B32B 21/00. Способ изготовления многослойного древесного материала : № 2022118272 : заявл. 05.07.2022 : опубл. 29.05.2023 / Е. В. Микрюкова, Е. С. Шарапов, Э. А. Кириллова ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Поволжский государственный технологический университет».

12. Коновалов К. Э., Микрюкова Е. В. Определение водостойкости плитных материалов из березовой и сосновой коры // Состояние и перспективы развития лесного комплекса в странах СНГ : сборник статей II Международной научно-технической конференции в рамках Международного молодежного форума по лесопромышленному образованию (Лес–Наука–Инновации-2022), Минск, 06–09 декабря 2022 г. ; Белорусский государственный технологический университет. Минск, 2022. С. 110–113.

13. Влияние вида сырья на свойства древесных пластиков без добавления связующих / А. С. Ершова, А. В. Артемов, А. В. Савиновских, В. Г. Бурындин // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 3(47). С. 74–80.

14. Pasztory Z., Borcsok Z., Bazhelka I. K. Thermal insulation panels from tree bark [et al.] // Proceeedings of BSTU. Issue 1, Forestry, Nature Management, Processing of Renewable Resources. 2021. No. 1(240). P. 141–149. – DOI 10.52065/2519-402x-2021-240-19-141-149.

15. Giannotas G., Kamperidou V., Barboutis I. Tree bark utilization in insulating bio-aggregates: a review // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2021. DOI 10.1002/bbb.2291

16. Исследование прочностных характеристик угольных брикетов из древесной коры / А. Р. Ахметов, Д. В. Тунцев, С. В. Китаев, М. Р. Хайруллина // Инновационные процессы в современной науке, тенденции развития : сборник статей по материалам международной научно-практической конференции, Уфа, 28 сентября 2019 года. Ч. 1. Уфа : ООО «Научноиздательский центр «Вестник науки», 2019. С. 94–98.

17. Lykidis Ch., Kamperidou V., Mantanis G. I. The Use of Black Pine Bark for Improving the Properties of Wood Pellets // Forests. 2023. Vol. 14, no. 6. P. 1069. DOI 10.3390/f14061069

18. Рынкевич М. Физические и механические свойства пеллет из сосновых опилок и коры // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2013. № 3(11). С. 181–187.

19. Виноградов Ю. О., Воронцова Е. А. Переработка отходов целлюлозно-бумажной промышленности для создания удобрений и топливных брикетов // Химия. Экология. Урбанистика. 2019. Т. 1. С. 56–60.

20. Патент № 2249583 C2 Российская Федерация, МПК C05F 11/00. способ получения органических удобрений из древесной коры : № 2001102513/12 : заявл. 29.01.2001 : опубл. 10.04.2005 / Н. А. Туев, Л. В. Свирин, А. А. Бровцев [и др.].

21. Патент № 2066678 C1 Российская Федерация, МПК C05F 11/00. способ получения органического удобрения из древесной коры : № 5012175/15 : заявл. 22.11.1991 : опубл. 20.09.1996 / В. А. Шапиро, Л. И. Шлейфман.

22. Сафин Р. Г., Зиатдинова Д. Ф., Арсланова Г. Р. Экстрагирование биологически активных веществ из коры осины // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2017. Т. 21, № 2. С. 65–69.

23. Комплексная переработка коры лиственницы сибирской с использованием моноэтаноламина. Сообщение 1. Получение и использование дубильного экстракта / В. С. Федоров, Т. В. Рязанова, О. О. Мамаева [и др.] // Хвойные бореальной зоны. 2024. Т. 42, № 2. С. 80–87.

24. Вахнина Т. Н. Использование отходов окорки для производства древесно-стружечных плит // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства : IV Международная научная экологическая конференция, Краснодар, 24– 25 марта 2015 г. Т. 1. Краснодар : Кубанский государственный аграрный университет, 2015. С. 355–358.

25. Петрова А. А., Алашкевич Ю. Д., Воронин И. А. К вопросу о комплексной переработке древесных отходов с использованием технологии рециклинга // BIOAsia Altai 2024 : материалы IV Международного биотехнологического форума, Барнаул, 23–28 сентября 2024 г. Барнаул : Алтайский государственный университет, 2024. С. 491–494.

26. Effect of Pine (Pinus Sylvestris) Bark Dust on Particleboard Thickness Swelling and Internal Bond // S. Medved, E. M. Tudor, C. Marius, V. Barbu, N. Jambreković // Drvna industrija. 2019. Vol. 70, no. 2. P. 141– 147. doi.org/10.5552/drvind.2019.1902

27. Blanchet P., Cloutier A., Riedl B. 2000: Particleboard made from hammer milled black spruce bark residues. Wood Science and Technology, 34: 11–19. doi.org/ 10.1007/s002260050003

28. Martin R. E., Crist J. B. 1968: Selected physicalmechanical properties of eastern tree barks. Forest Products Journal, 13 (10): 419–426.

29. Патент № 2818825 C1 Российская Федерация, МПК B27N 3/04. Способ изготовления корьевой плиты : № 2024105657 : заявл. 05.03.2024 : опубл. 06.05.2024 / В. Д. Эскин, А. И. Криворотова ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева».

30. Эскин, В. Д. Конструкционные плиты из гидродинамически активированной коры сосны (Pinus sylvestris) без связующих веществ / В. Д. Эскин, В. Н. Ермолин, А. И. Криворотова // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2024. № 5(401). С. 175–187.

31. Патент № 2608531 C Российская Федерация, МПК C08L 97/02, B27N 3/04. Опилочно-стружечная плита : № 2015127324 : заявл. 07.07.2015 : опубл. 19.01.2017 / С. Н. Казицин, М. А. Баяндин, С. Г. Елисеев [и др.] ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева» (СибГАУ).

32. Острякова В. А., Ермолин В. Н., Баяндин М. А. Влияние геометрических характеристик наполнителя на свойства древесного композита // Лесной вестник, 2024. Т. 28, № 1. С. 139–148.

33. Ермолин В. Н., Острякова В. А., Баяндин М. А. Разработка состава композиции для получения древесных плит на основе механоактивированной массы // Хвойные бореальной зоны. 2023. Т. 41, № 6. С. 530–535.

34. Денисов О. Б., Анисов П. П., Кондрючий А. И. Технологические основы прессования древесных композиционных материалов : учеб. пособие. Красноярск, 1994.

35. ГОСТ 10632–2014. Плиты древесно-стружечные. Технические условия. М. : Стандартинформ, 2014. 14 с.

36. ГОСТ10635–88. Плиты древесностружечные. Методы определения предела прочности и модуля упругости при изгибе. М. : Государственный комитет СССР по стандартам, 1988. 11 с.

37. ГОСТ 10636–2018. Плиты древесно-стружечные и древесно-волокнистые. Метод определения предела прочности при растяжении перпендикулярно к пласти плиты. М. : Стандартинформ, 2018. 8 с.

38. Эскин В. Д., Криворотова А. И., Ермолин В. Н. Влияние мелкодисперсной фракции на основные свойства пресс-массы и плитного материала без связующих веществ из коры Pinus sylvestris // Хвойные бореальной зоны. 2025. Т. 43, № 1. С. 78–84.

39. Баженов В. А., Карасев Е. И., Мерсов Е. Д. Технология и оборудование производства древесных плит и пластиков: учебник для техникумов. М. : Лесная промышленность, 1980. 360 с.