Присутствие катализатора в клеях

Испытание клеевых соединений древесины на наполненных резорциновым ФР-12 и алкилрезорциновым ФР-100 клеях проводил В.А. Забурунов в Новосибирском инженерно-строительном институте. В качестве наполнителя использован тонкомолотый гидролизный лигнин, который добавляли в клей в количестве 10%. Ускоренное испытание заключалось в нагревании образцов в воде при 60, 80 и 100°С с определением прочности клеевого шва после 12, 24, 48, 72, 96 и 120 ч термовлагообработки. Испытание показало, что ускоренное старение снижает прочность соединений на клеях с наполнителями на 12-22% меньше, чем контрольных, без наполнителей. Соответственно этому прочность образцов на клее ФР-100 с 10% лигнина после трех лет экспонирования на открытом воздухе была выше прочности контрольных, образцов в 1,9-2,2 раза, а с древесной мукой в 1,4-1,7 раза.

Иная картина при наполнении карбамидных клеев. В Английской лаборатории лесоматериалов были проведены ускоренные и длительные испытания фанеры, склеенной карбамидными клеями, наполненными ржаной мукой. Степень наполнения колебалась от 10 до 200%. В результате 7,5 лет наблюдений за образцами трехслойной буковой фанеры установлено, что с увеличением содержания наполнителей долговечность фанеры резко снижается, особенно при хранении на открытом воздухе.

Если клей без наполнителя обеспечивает сохранность клеевых швов в течение двух лет, то фанера на клеях с 50-100% наполнителя полностью расслаивается через 5-9 мес. Такое поведение наполненных клеев можно было предвидеть по результатам ускоренных испытаний: после вымачивания в воде при 70°С в течение 3 ч образцы без наполнителей показали лишь слабые признаки расслоения, в то время как образцы с 50-100% наполнителя расслоились полностью. Таким образом, чем хуже результат, полученный при контрольном испытании, тем ниже долговечность соединений, особенно в образцах на открытом воздухе.

Связь между результатами ускоренных и длительных испытаний фанеры с разным содержанием наполнителя характерна и для фенолоформальдегидных клеев. Как установлено наблюдениями, срок сохранности образцов фанеры колеблется от полутора до 10 лет при содержании наполнителя в клее соответственно от 125-150 до 25-50%. Схожее различие в стойкости клеев с разной степенью наполнения было обнаружено ускоренными испытаниями по стандартному режиму.

Присутствие в клеях катализатора также влияет на результаты ускоренных испытаний и длительного старения клеевых соединений древесины. Количество катализатора в клеях различно: от 20 до 60%, причем большая его часть находится в несвязанном состоянии и может мигрировать при температурно-влажностных воздействиях. Катализаторы бывают щелочного типа и кислые. Их применяют для отверждения фенолоформальдегидных и карбамидных клеев. Для кинетики старения клеевых соединений при температурно-влажностных воздействиях имеет значение не столько процентное содержание катализатора, сколько значение рН в зоне клеевого шва, зависящее от концентрации катализатора. Чем ниже рН (выше кислотность), тем больше снижается прочность клеевых соединений фанеры при ускоренных испытаниях. Например, изменение рН клеевой зоны с 4,8 до 1,8 (клей фенолоформальдегидный с кислым катализатором) вызывает снижение относительной прочности клеевого шва после термовлагообработки с 80,4% до 69,2%. В соединениях на карбамид-ном клее изменению рН с 6,7 до 1,5 соответствует снижение относительной прочности с 83 до 53,4%. В то же время есть данные длительных испытаний, показывающие, что образцы фанеры, склеенные карбамидным клеем с повышенным содержанием катализатора (хлористый аммоний, 4 мае. ч), быстрее теряют прочность.

В целом связь между результатами ускоренных испытаний и длительного старения при изменении содержания катализатора проявляется слабо.