Склеивание опилок

[Quantum1]

Добрый день друзья!
Я сам не химик) а разработчик/конструктор эл. техники. Поэтому обращаюсь к вам. Есть задача склеивание/прессование опилок в различные небольшие формы(размером не более 200*200*50мм) с тонкими стенками 3-5 мм, тара короче... требование к ним - водостойкость, прочность(на изгиб хотя бы как у картона), экологичность. Есть мощное пресовое оборудование, необходимо создать тех процесс. Одним пресованием тут вероятно не обойтись читал что при большом давлении выделяется лигнин который и скрепляет опилки но его явно не достаточно для тонких форм. У меня основной химический вопрос)) есть ли натуральные клеи/хим вещества способные обеспечить необходимую прочность и водостойкость?

Благодарю если поможете или направить в нужное русло!

[amik]

Натуральность клея/хим. вещества обязательное условие? Это резко сужает круг круг возможных предложений.

[Smol]

Натуральные - видимо коллега имеет в виду "не токсичные". Вопрос: что имеется в виду под "водостойкостью"? Будет ли эта тара подвергаться воздействию воды и какой температуры будет эта вода? Ибо опилки сами по себе воду не любят, соответственно - связка должна исправить этот их недостаток?
Ну и естественно - масштаб проблемы? Сколько в год будет нужно этого связующего: один килограмм, сто килограмм, сто тонн? (Из расчета, что связки в опилочной композиции будет самое большее 10 масс.%, а в реальности - может и в 5 раз меньше).

[avor]

Угу натуральные и держащие воду - это какая-нибудь канифоль или олифа, которые ни к черту не прочные. А так идеально подходит фенолформальдегидная смола, только она ни хрена ни натуральная и довольно токсичная в производстве особенно во время полимеризации,а как заполимеризуется так вроде и ничего.

Какие еще могут быть варианты? Опилки сдаем на ЦБК, где из них делают гофрокартон и там же покрываем бумагу силиконкой или полиэтиленовой пленкой. А на вырученные от продажи пресса деньги покупаем машину квартиру и пару шуб жене.

Еще можно попробовать клеить опилки белковым клеем: казеиновый мездровый костный, а потом покрывать либо полиэтиленовой пленкой либо кремний органикой(как делают с бумагой). Можно и маслянным лаком покрыть вроде художественного, только долго такое покрытие воду удержать не сможет.

[Quantum1]

Да я прекрасно понимаю что не токсичность крайне ограничивает круг вариантов. Но делать нечего тара может использоваться и для продуктов питания.

Да воздействие воды будет, может находится некоторое время на улице.

Если считаем по 5% кол-ву то годовой объём связующего звена при выходе на полные мощности 20-50 тонн в год

[avor]

Делайте что-то похожее по технологии на оргалит(МДФ). Он вроде как не считается токсичным, хотя и делается по моему из смеси меламин и мочевин формальдегидных смол. А потом сверху гидрофобизируйте поверхность. Есть специальные гидрофобизаторы для бумаги на основе органосилоксанов.

[ChemNavigator]

У меня основной химический вопрос)) есть ли натуральные клеи/хим вещества способные обеспечить необходимую прочность и водостойкость?

Я экспериментировал с подобными составами. В качестве клея хорошо работает 15-20% раствор желатина в воде, примерное соотношение опилки:клей около 1:1. В качестве гидрофобизатора можно взять раствор канифоли в горячем льняном масле. После полного высыхания получается довольно прочный материал. Но если предполагается использовать его на улице, то нужна будет дополнительная гидрофобизация.

[Quantum1]

А как осуществляется сушка желатина? Насколько быстро? Мы сначала высушенные опилки и раствор желатина быстро пресуем горячим пресом. Желатин в последствии высыхает?
Почитал про гидрофобизацию, есть на водной основе с жирами, распыляется пульверами. Её прочности будет достаточно что бы не связываться с канифолью?

[ChemNavigator]

Я сушил несколько дней в тёплом месте (на батарее отопления). Материал получается пористый, поэтому простого распыления скорее всего будет недостаточно. Надо чтобы материал полностью пропитался водостойким веществом, желательно также чтобы оно одновременно и как клей работало.

[avor]

А как осуществляется сушка желатина? Насколько быстро? Мы сначала высушенные опилки и раствор желатина быстро пресуем горячим пресом. Желатин в последствии высыхает?
Почитал про гидрофобизацию, есть на водной основе с жирами, распыляется пульверами. Её прочности будет достаточно что бы не связываться с канифолью?

Вместо желатина можно использовать более дешевый клея белковые я выше писал какие. Желатин - по сути очищенный костный клей.

Да, прессуете в горячем прессе и ждете пока высохнет, перестанет идти пар. Надо все время давить и нельзя перегревать иначе клей выгорит и потеряет клеющую силу(вонять будет не по детски, если перегреть высушенное)

--Почитал про гидрофобизацию, есть на водной основе с жирами, распыляется пульверами. Её прочности будет достаточно что бы не связываться с канифолью?

Это хрень мертвому припарки, а не гидрофобизатор. Не хотите геморроя используйте то, что я сказал(меламинмочевинформальдегидная смола и силоксановый гидрофобизатор), иначе будет вонючее разваливающиеся и намокающее гафтно, а не тара.

[Авас Петяев]

А зачем что-то придумывать, когда уже давно существуют композиционные материалы с опилками:
https://en.wikipedia.org/wiki/Wood-plastic_composite
https://www.google.ru/search?q=Wood-Pla ... 20&bih=940
http://wpcasia.ru/wpc-media/stati/vidy- ... k-profilya
Эти термопластичные материалы отвечают всем условиям задания ТС, причем пресс у него уже есть. Конечно, неплохо было бы прикупить и экструдер, а также заказать профессиональные формы для литья под давлением и тогда можно будет организовать вполне серьезное производство.

[Smol]

По цене у Вас какие ограничения? Дело в том, что в ДСП для подобных целей используют полиуретаны (полиол + изоцианат), но такая система заметно дороже обычной карбамидки/карбамидо-меламинки.
И еще: а почему опилки? У них прочности никакой, недаром в той же ДСП используют не опилки, а стружку. В МДФ - там вообще волокно, соответственно - и прочность достаточно высокая
Древесно-полимерный композит - материал замечательный и сейчас делает его достаточно много фирм, одно плохо - темноват он по цвету, белое изделие из него не получится.

[Quantum1]

Почему опилки? Потому что под боком есть килотонны опилок горбыля, стружки итд.. есть помещения, и не маленькие. Есть производство биотоплива, думаем что еще можно делать из имеющегося сырья... нам предложили делать эко-тару... вот сидим думаем как и стоит ли вообще

По поводу композиционных материалов... сейчас тоже думаем... Но сбыта пока не видим...

[paraxylol]

Есть идея взять полисахарид - хитозан, производное хитина, растворить его в водно-уксусном растворе, смешать с опилками, спрессовать по горячему. В результате обработки температурой соли хитозана превращаются в нерастворимую в воде субстанцию, считается что происходит сшивка молекул. Сырьевая база в России есть, преимущественно Владивосток. Можно технический закупать из Китая. Единственное не могу ничего сказать насчет прочности сшитого полимера, необходимо на опыте проверять качество.
Если интересно могу в личку ответить подробнее на вопросы.

[DALAL3]

Неужто такой большой спрос на эко-тару, если килотонны опилок?
Просто информация. дроблённая пробка под давлением и температуры выделяет из себя клеющее и готовый продукт остается достаточно прочным. Может добавлять смолосодержащие опилки и давить с нагревом или типа канифоль.

[Smol]

Почему опилки? Потому что под боком есть килотонны опилок горбыля, стружки итд.. есть помещения, и не маленькие. Есть производство биотоплива, думаем что еще можно делать из имеющегося сырья... нам предложили делать эко-тару... вот сидим думаем как и стоит ли вообще

На любом ДОКе (деревообрабатывающем комбинате) этих опилок - горы, сколько не пытались их в древесно-стружечные плиты (которые часто тот же самый ДОК и делает) засунуть - ничего не выходит, прочность плит сразу резко падает, для них именно стружка нужна.
Да и для древесно-полимерных композитов в общем-то нужны не опилки, а древмука, а это как говорится - две большие разницы.
Поэтому лучшее, что можно с этими опилками делать - это жечь их в котельной или делать из них топливные брикеты (они без всякого связующего делаются, за счет собственных смолистых веществ), пока ничего другого придумать не удалось.
Лучше всего по Вашей теме Вас могут проконсультировать в какой-то Лесотехнической академии, например - в Санкт-Петербургской, на кафедре технологии древесных композиционных материалов, у профессора Леоновича.

[ChemNavigator]

У меня основной химический вопрос)) есть ли натуральные клеи/хим вещества способные обеспечить необходимую прочность и водостойкость?

Вам нужно воспроизвести что-то вроде этого: http://www.tecnaro.de/english/arboform. ... n=arboform (или наберите в поисковике слово "Арбоформ").
И всё же, уточните насколько важно требование о "натуральности" связующего? Потому что если нужен клей именно природного происхождения, то полиуретаны, фенолформальдегидные смолы, пластмассы и т.п. добавки не подойдут. Хотя в производстве ДСП, МДФ, WPC и т.п. материалов именно их и используют.

[Smol]

Если речь идет о таре для пищевых продуктов, то древесно-полимерный композит (древмука, а в Арбоформе - лигнин, плюс полиэтилен) - самое то!

[Денис_1990]

В Екатеринбурге есть профильный ВУЗ УГЛТУ (Уральский государственный лесотехнический университет). В данном ВУЗе есть "Институт химической переработки растительного сырья и промышленной экологии (бывший инженерно-экологический факультет). Так вот, на данном факультете готовят экологов, специалистов упаковочного производства, специалистов по химической переработке растительного сырья. Как говорится, три в одном для решения Вашего вопроса.