Вплив старіння полімерного в’яжучого на довговічність деревинноволокнистих плит
DOI:
https://doi.org/10.31548/forest2019.02.103Анотація
Процес проектування виробів із деревинноволокнистих плит, а саме плит MDF, вирізняється складністю через високу неоднорідність розподілу компонентів за об’ємом, що впливає на механічні властивості матеріалу. На сьогодні плити MDF використовують як робочі поверхні у кухонних гарнітурах, у меблях для ванних кімнат. Оскільки дедалі більшого поширення набувають конструкційні рішення із використанням тонких стільниць, необхідним є встановлення терміну служби робочих поверхонь різної товщини за експлуатації у кухонних приміщеннях і ванних кімнатах.
Враховуючи кліматичні умови експлуатації стільниць, що впливають на довговічність, прогнозування якої базується на кінетичній теорії міцності, необхідним є визначення залежності стану в’яжучого, що застосовується у виготовленні плит MDF, від температури та тривалості її дії. З цією метою запропоновано у формулу розрахунку довговічності ввести коефіцієнт деструкції смоли, залежність якого від згаданих параметрів встановлено експериментальним шляхом.
Коефіцієнт деструкції смоли визначено за втратою її маси під час впливу температури у діапазоні 20–90 °С упродовж 0,08–5 год. Отримано адекватне за критерієм Фішера рівняння регресії, аналіз якого дав змогу визначити негативний сильний вплив обох факторів на деструкцію в’яжучого.
Розрахунок теоретичної довговічності проведено за імітаційного навантаження плит MDF товщиною 10, 16 і 19 мм за різних за тривалістю кліматичних умов експлуатації. Для цього проведено розрахунки внутрішніх напружень, що виникають за рівномірного навантаження кухонної стільниці предметами вагою 20 кг за допомогою методу кінцевих елементів, реалізованого у програмі SolidWorks.
Визначено, що отримані результати теоретичної довговічності кухонних стільниць з урахуванням старіння полімерного в’яжучого близькі до рекомендованих термінів експлуатації кухонних меблів, що становлять у середньому 15–20 років.
Ключові слова: плити MDF, кухонні стільниці, деструкція смоли, працездатність.Посилання
Bekhta, P., & Marutzky, R. (2007). Bending strength and modulus of elasticity of particleboards at various temperatures. Holz als Roh- und Werkstoff, 65, 163-165. https://doi.org/10.1007/s00107-006-0134-8
Bekhta, P., Lecka, J., & Morze, Z. (2003). Shot-term effect of the temperature on the bending strength of wood-based panels. Holz als Roh- und Werkstoff, 61 (6), 423-424. https://doi.org/10.1007/s00107-003-0423-4
Boiko, L. M., & Ancyferova, O. V. (2015). Effect of density on the strength of wood-fiber boards of average density at temperature change. Scientific Bulletin of NFWU of Ukraine, 25 (10), 221-225 (in Ukrainian).
Charles, R. F. (2009). Adhesive groups and how they relate to the durability of bonded wood. Journal of Adhesion Science and Technology, 23, 601-617. https://doi.org/10.1163/156856108X379137
Hrabar, I. H. (2002). Thermoactivation analysis and synergy of fracture. Zytomir (in Ukrainian).
Hrabar, I. H., Boiko, L. M., & Kulman, S. M. (2008). Design and method of forecasting the resource and critical strength of cabinet furniture. Scientific Bulletin of NFWU of Ukraine, 18 (10), 81-89 (in Ukrainian).
Kojima, Y., & Suzuki, S. (2011). Evaluating the durability of wood-based panels using internal bond strength results from accelerated aging treatments. Journal of Wood Science, 57 (1), 7-13. https://doi.org/10.1007/s10086-010-1131-4
Kulman S., Boiko, L., & Antsyferova, O. (2015). Bending strength (modulus of rupture) and modulus of elasticity of MDF different density at various temperature. Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW Forestry and Wood Technology, Warsawа, 91, 101-106.
Kulman, S. M., & Boiko, L. M. (2017). Accelerated method for predicting the durability of wood products and woodcomposite materials, taking into account the moisture. Patent of Ukraine to the utility model № 117175, MPK G01N 25/26 (in Ukrainian).
Mamontov, S. A. (2012). Analysis of thermal aging of fibreboard. The state of modern construction science. Collection of scientific works X-th International. scientific-practical Internet conf. Poltava, Ukraine, 53-57 (in Ukrainian).
Market of fiberboard (fiberboard). Current situation and forecast for 2018-2022. Retrieved from http://alto-group.ru/otchot/marketing/449-rynok-dvp-tekushhaya-situaciya-i-prognoz-2014-2018-gg.html
Microtrends: Why does your kitchen have a very thin tabletop., 2018. Retrieved from https://www.houzz.ru/ideabooks/86699028/list/mikrotrendy-zachem-vashey-kuhne-ocheny-tonkaya-stoleshnitsa
Mohebby, B., Ilbeighi, F., & Kazemi-Najafi, S. (2008). Influence of hydrothermal modification of fibers on some physical and mechanical properties of medium density fiberboard (MDF). Holz als Roh und Werkstoff, 66 (3), 213-218. https://doi.org/10.1007/s00107-008-0231-y
Shi, S. Q., & Gardener, D. J. (2006). Hygroscopic thickness swelling rate of compression molded wood fiberboard and wood fiber/polymer composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 37 (9), 1276-1285. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2005.08.015
Sinha, A., Nairn, J. A., & Gupta, R. (2011). Thermal degradation of bending strength of plywood and oriented strand board: a kinetics approach. Wood Science and Technology, 45 (2), 315-333. https://doi.org/10.1007/s00226-010-0329-3
The average service life of high-quality furniture (2017). Retrieved from https://krdexpert.blogspot.com/2017/05/Garantiya-i-srok-sluzhby.html
The world market of MDF, 2018. Retrieved from http://www.woodpanelsonline.com/downloads/mdf-yearbook-2016-2017/
Yu De Xin, & Birgit, A. L. (1983). Tensile strength properties of particle boards at different temperatures and moisture contents. Holz als Roh- und Werkstoff, 41 (7), 281-286. https://doi.org/10.1007/BF02610832
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
