Szám: H_000377
A cikk szerzőjének a neve: Tomek Antalné
A cikk címe: Nedves eljárású farostlemezek nemesítése száradó olajokkal.
Lásd a teljes cikket: Teljes_cikk
Kulcsszavak: farostlemez, olajedzés, dagadás, vízfelvétel, hajlítószilárdság
Közismert, hogy a kész rostlemezek utólagos olajkezelésével és edzésével kiemelkedő szilárdság és méretstabilitás biztosítható, így a kezelt farostlemezek nagy igénybevételnek kitett helyeken is felhasználhatók. Az eljárás költségei azonban igen magasak, a teljes gyártási költség mintegy harmadrészét teszik ki. A kutató ezért az ilyen extra-kemény farostlemezek előállításánál számításba vehető néhány olajfajta optimális kezelési paramétereinek meghatározására és az eljárás gazdasági kihatásainak vizsgálatára vállalkozott. A kutatást irodalmi áttekintéssel és az elméleti megfontolások rögzítésével kezdték. Az olajedzés általános kérdései között először az extrakemény minőségű lemezek kedvező szilárdsági, vízfelvételi és dagadási, merevségi tulajdonságait emelik ki. A minőségi jellemzőket az 1. táblázat szemlélteti.
Táblázat.
Az országonként eltérő minőségi jellemzők is indokolják a hazai farostlemezek felhasználásával végzett kutatást Céljuk a magyar farostlemez szilárdságának növelése mintegy 50 % - kal, dagadásának és vízfelvételének pedig csökkentése 30 % - kal. Olajedzésre alkalmas a száradó és félig száradó olajok közül a fa-, len-, perilla-, szója-, tall- és kevésé telített halolajokat választották. Olajfelvétel tervezett mértékét a farostlemez eredeti tömegének 7-8 % - ban határozták meg. A szerző röviden ismerteti a főbb olajfelhordási eljárásokat, mint a meleg impregnálás mártással, lehűlt rostlemez impregnálása és az előző két eljárás kombinációját. Kiemeli az olaj viszkozitásának jelentőségét és beállítását hígítószer-adagolással. Részletesen tárgyalja a farostlemezek termikus változásait, a hőedzésnek is nevezett művelet paramétereit. Mivel a hőkezelés hatásmechanizmusának megállapítására nincs egységes álláspont a szerző csak a rostlemezben megtalálható faalkotók termikus viselkedéséről ad rövid összefoglalót. Kiemeli, hogy a fa higroszkopikus tulajdonságainak hőkezelés hatására bekövetkező változását feltehetően a fakomponensek aránya, szerkezeti változásaik, valamint degradációs és az azt követő kondenzációs és polimerizációs reakciók idézik elő. Feltételezik, hogy az olajedzés folyamán a rostlemezekben lévő lignin aktív csoportjainak lényeges változása nélkül, a cellulóz és a cellulózhoz hasonló egyéb szénhidrátféleségek bizonyos módosult formában vesznek részt a reakcióban. A szerző részletesen foglalkozik a növényi olajok polimerizációjával. Kémiai szempontból vizsgálja a hosszú szénláncú zsírsavakból felépítet trigliceridek kapcsolatát. A száradó képesség alapján osztályozza a száradó olajokat, meghatározza a lenolajszerűen száradó, félig száradó és száradás után is ragadó olajok fajtákat. Kiemeli a száradó-képesség szempontjából különleges fa-olaj jelentőségét amelynek fő alkotórésze a nagyfokú polimerizációs és addíciós képességgel rendelkező eleosztearin. Mivel az olajedzésnél lényeges szerepet játszik az olaj megkeményedést előidéző száradási folyamat, a kérdéssel részletesebben foglalkozik. Leírja a folyamat alapreakcióit, a szabadgyökök kialakulását redukció útján, a gyökök kapcsolódását, a reakcióképes lánctag képletét, a polimer szerkezeti kialakulását. Mivel a faolaj a kísérleti alapkomponens, leírja annak száradását is a rá jellemző konjugált kettőskötés jelenlétében bekövetkező polimerizációval. Az elméleti rész végén a szerző a farostlemezek és növényi olajok közötti kölcsönhatás lehetőségeivel is foglalkozik. Megállapítja, hogy a láncképződés folyamán izolált és konjugált kettős kötéseket tartalmazó zsírsav - gliceridek esetében fennáll az egyéb reakcióképes csoportokhoz való kapcsolódás lehetősége. Rostlemezek esetében reakciós partnerként a fakomponensek aktív, illetve hőhatásra aktivizálódó csoportjai jöhetnek számításba. Röviden ismerteti az eljárás hatásmechanizmusára vonatkozó többféle elméletet, köztük L. Paszner és J. W. Wilson új eredményét, amely szerint az olaj és a farostlemez közötti kapcsolatot jelentékeny részben a lignin hozza létre. Egy másik elmélet szerint a vízfelvétel és a dagadás csökkenés a hidrofil csoportok blokkírozásával magyarázható. Végül megállapítja, hogy bármely elméletet is veszi alapul az egyértelmű, hogy az olajedzés minőségjavító hatásának foka az alkalmazott olaj sajátosságaitól, az impregnálás paramétereitől, a felszívódott olaj mennyiségétől és az utólagos hőkezelés paramétereitől függ. A kísérleti rész tárgyalását a szerző a kísérletekhez felhasznált anyagok, és azok jellemző tulajdonságainak ismertetésévelésével kezdi. A felhasznált rostlemezek részben kereskedelmi forgalomból származtak, részben a Mohácsi farostlemezgyár termékei voltak. Fontosabb fizikai-mechanikai tulajdonságaikat a 2. táblázat tartalmazza.
Táblázat.
A felhasznált kilenc olajfajta – Kínai faolaj, Tall-Olaj, lenolaj, Rizscsíra-olaj, Lenolajkence, Vegyes kerti mag olaj, napraforgóolaj, Repceolaj, Szójaolaj – jellemzőinek ismertetése helyett az olajfajták szabványszámait adja meg. A kísérleti berendezések, és laboreszközök rövid említése után a kísérletek részletes ismertetésére kerül sor. Az elő-kísérletek során, irodalmi adatokon nyugvó azonos technológia szerint impregnáltak. Az olajkezelési műveleti hatásosságát befolyásoló tényezők vizsgálatára is kitértek és meghatározták az optimális kísérleti körülményeket, biztosító paramétereket. Mivel ezek csak elő-kísérletek voltak, az eredmények alapján tett megállapításaikat tíz pontban összefoglalták, de nem részletezték azokat. A következő pont a tervezett kísérleti munka megoldásának rövid ismertetésével foglalkozik. A vizsgált összefüggéseket ismertetését a szerző két fő részre osztja, amelyen belül kerül sor a kiválasztott három olajfajta egyedi vizsgálatára és összehasonlítására. Az egyik a felhordási művelet alatt, a másik pedig az edzési művelet alatt változtatható tényezők vizsgálata. A felhordási művelet alatt változtatható tényezők vizsgálata során az impregnálási hőfok befolyásoló hatását azonos olajfelvitel és azonos edzési paraméterek mellett vizsgálták. A 3. táblázat az olajedzett rostlemezek hajlítószilárdságának alakulását tartalmazza az impregnálási hőmérséklet függvényében.
Táblázat.
Az egyes eredmények rövid szöveges értékelése után megállapítja, hogy az elvégzett kísérletsorozat eredményei a technológiai megoldás szempontjából kedvezőek. Kiemeli, hogy a melegítés nélküli felhasználás lehetővé teszi a kínai faolaj és tall - olaj esetében az egyszerű szórásos módszer alkalmazását, a hőfok szabályozásával járó kivitelezési nehézségek elhagyását. A szerző megadja a kísérletek konstans paramétereit, de megjegyzi, hogy azok még nem tekinthetők optimálisnak, mivel az optimális tényezők meghatározása a munka későbbi szakaszában történt. A vizsgálati eredményeiket a szemléletesség kedvéért az 1. ábrán diagram formájában is bemutatják.
Ábra.
A felvett görbék alapján tett megállapítások között szerepel, hogy az olajfelvétel növelésével a szilárdság is növekszik, majd a maximumon áthaladva csökken. Az optimális tulajdonságokat biztosító olajfelvitel 5 – 9 % közé esik. Továbbá, hogy a kínai faolaj kiemelkedően jó eredményeket szolgáltat. Az eredmények alapján a kísérleti munka további szakaszaiban az olajfelvitelt a megállapított optimumok szerint állították be. A kísérleti munka másik részét az edzési művelet alatt változtatható tényezők vizsgálata képezte. Az edzési művelet alatt az edzési hőfokot és időt változtatva vizsgálták a kialakuló szilárdsági és vízfelvételi, valamint dagadási tulajdonságok alakulását. A szerző itt is megadja a kísérletek konstans paramétereit és az eredményeket - a szöveges értékelés mellett - diagrammok és táblázatok formájában is szemlélteti. A 2. ábra az edzési idő függvényében ábrázolja a hajlítószilárdság növekedést ábrázolja kínai faolajnál.
Ábra.
A 3. ábra az edzési idő – hajlítószilárdság növekedést mutatja lenolaj esetében.
Ábra.
A 4. ábra az edzési idő – hajlítószilárdság kapcsolatot tall-olaj esetében szemlélteti.
Ábra.
A szöveges megállapítások között szerepel, hogy a létrejövő szilárdságnövekedést főleg az olaj fajtája befolyásolja. Továbbá, hogy a hosszabb idő utáni csökkenő szilárdság növekedés tendenciáját elsősorban az olaj öregedése és azt követően a farost és az olaj közötti kapcsolat gyengülése idézheti elő. A vízfelvétel és a dagadás vizsgálatát olajfajták szerint, a maximális szilárdságnövekedést előidéző edzési paraméterek mellett készített lemezeknél a hőmérséklet függvényében végezték el. Az eredményeket, vagyis az olajedzett rostlemez higroszkopikus tulajdonságainak alakulását a hőmérséklet függvényében, a 4. táblázat adatai mutatják.
Táblázat.
Az 5. táblázat a kínai faolajjal 180 0C -on edzett farostlemezek higroszkópikus tulajdonságainak változását mutatja az idő függvényében.
Táblázat.
A 4. és 5. táblázat alapján tett fontosabb megállapítások., hogy a rostlemezek higroszkopikus tulajdonságait azonos olajfelvitel mellett döntő módon az edzési hőmérséklet befolyásolja. Az edzési idő, bizonyos minimális értékeken túl nem idéz elő lényeges változást az olajedzett rostlemezek higroszkopikus tulajdonságainál. Az elért vízfelvételi és dagadási értékek az extrakemény rostlemezek kritériumát – a vizsgált hőmérsékleten – egyaránt kielégítik. A szerző a továbbiakban az elvégzett kiegészítő kísérleteikről is beszámol. Ezeknek célja elsősorban az olajkezelési művelet gazdaságosságának fokozása és így néhány olcsóbb olajfajta, valamint olajok keverhetőségének és oxidatív módosításának kipróbálása volt. A nagyrészt tájékoztató jellegű eredményeket a „Különleges olajkezelésű farostlemezek fontosabb fizikai - mechanikai sajátosságai, a kezelés paramétereinek megadásával „című 6. táblázat tartalmazza.
Táblázat.
A táblázat adatai alapján tett megállapítások: y