ДСП та МДФ панелі, виготовлені із суміші деревини та соснових шишок: Стійкість до гниючих грибів та термітів у лабораторних умовах

Анотація

Плити ДСП та ДВП середньої щільності (МДФ) виготовляли із використанням шишок кам’яної сосни (Pinus pinea), які змішувались або з частинками деревини, або з волокнами деревини сосни та бука у різних співвідношеннях. Зразки з панелей піддавали випробуванням грунтових блоків AWPA E10-06 із використанням двох грибів бурої гнилі, Gloeophyllum trabeum та Postia placenta та двох грибів білої гнилі, Trametes versicolor та Pleurotus ostreatus протягом 12 тижнів. Зразки також піддавали дії підземних термітів, Coptotermes formosanus, відповідно до стандартного методу випробувань JIS K 1571 протягом 3 тижнів. Матеріал соснової шишки в обробці не суттєво впливав на стійкість до розпаду зразків ДСП та МДФ, підданих дії грибів бурої гнилі; однак масові втрати зразків, що зазнали впливу грибів білої гнилі, поступово зменшувались із збільшенням коефіцієнта соснової шишки в обробці. Підвищеної стійкості у зразків, що зазнали впливу термітів, не спостерігалося. У деяких випадках зразки, що містять обробку соснової шишки, мали більші масові втрати порівняно з контрольними зразками.

Повна стаття

ПАНЕЛІ ДЛЯ ПЛИТКИ І МДФ, ВИКОНАНІ З СУМІШІ ДЕРЕВА ТА ПІКЕКОНІВ: ОПІР ГРИБАМ І ТЕРМІТАМ ЗАГОЛОШЕННЯ ЗА ЛАБОРАТОРНИХ УМОВ

Кошкун Кьосе, а, * Еврен Терзі, а Уміт Бююксарі, б Еркан Авджі, б Надір Айрилмиш, б С. Намі Картал, а та Юдзі Імамура cx

Плити ДСП та ДВП середньої щільності (МДФ) виготовляли із використанням шишок кам’яної сосни (Pinus pinea), які змішувались або з частинками деревини, або з волокнами деревини сосни та бука у різних співвідношеннях. Зразки з панелей піддавали випробуванням грунтових блоків AWPA E10-06 з використанням двох грибів бурої гнилі, Gloeophyllum trabeum та Postia placenta та двох грибів білої гнилі, Trametes versicolor та Pleurotus ostreatus протягом 12 тижнів. Зразки також піддавали дії підземних термітів, Coptotermes formosanus, відповідно до стандартного методу випробувань JIS K 1571 протягом 3 тижнів. Матеріал соснової шишки в обробці не суттєво впливав на стійкість до розпаду зразків ДСП та МДФ, підданих дії грибів бурої гнилі; однак масові втрати зразків, підданих дії грибів білої гнилі, поступово зменшувались із збільшенням коефіцієнта соснової шишки в обробці. Підвищеної стійкості у зразків, що зазнали впливу термітів, не спостерігалося. У деяких випадках зразки, що містять обробку соснової шишки, мали більші масові втрати порівняно з контрольними зразками.

Ключові слова: ДСП; МДФ; Соснова шишка; Стійкість до гниття; Стійкість до термітів

ВСТУП

Кам'яна сосна (Pinus pinea L.) вирощується в різних регіонах світу, і відповідно до статистики лісового господарства Турецького головного управління лісового господарства кам'яні соснові ліси Туреччини займають приблизно 43000 га (Anonymous 2010), а майже 6200 тонн шишок було зібрано в 2006 (Анонім 2009). Пінекони містять велику кількість глюкози, а також менші кількості маннози, галактози та ксилози, значну кількість екстрактів лігніну та фенолу, фенолу та конденсованих дубильних речовин (Petterson 1984; Micales et al. 1994). Гонулташ (2008) повідомляє, що кам’яна шишка сосни містить нижчі голоцелюлози та вищі екстрактивні речовини, ніж її деревина. Кількість голоцелюлоз та лігніну в кам'яній сосновій шишці вимірюється 67,6% та 37,2% відповідно, виходячи з ваги видобутої шишки. Екстракти діетилового ефіру соснових шишок пригнічували ріст грибів-представників цвілі, плям соку та деревних гнилей (Micales et al., 1994). Таким чином, шишка представляється перспективною альтернативою природно міцним композитам.

Численні попередні дослідження оцінювали стійкість грибів і термітів до різних лігноцелюлозних речовин у композитах, однак, немає інформації про стійкість композитів, виготовлених із соснових шишок. Отже, метою цього дослідження було дослідити стійкість до розпаду та термітів ДСП та МДФ-панелей, виготовлених як з деревини, так і з соснової шишки.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА

Підготовка соснових шишок

Свіжі шишки були зібрані з кам'яних соснових дерев (Pinus pinea) у лісовому районі Фатих у Белградському лісі в Стамбулі, Туреччина. Шишки розкладали на пластиковому листі на сонці для просушування. Потім горіхи в шишках виймали, а соснові шишки без горіхів замочували в гарячій воді на 4 години при 90 ° C. Вважається, що ця обробка частково видаляє камедь з поверхні конусів та покращує процес подрібнення та зв’язуючі властивості конусового борошна (Ayrilmis et al. 2009). Потім мокрі конуси сушили в духовці при 60 ° C протягом 10 годин, щоб зменшити вміст вологи до 20-30%.

Виробництво ДСП панелей

Таблиця 1. Експериментальне проектування композиції ДСП та панелей МДФ

Виробництво панелей з МДФ

Панелі МДФ виготовляли в лабораторії з використанням процедур, що імітують промислове виробництво. Після висихання шишки обробляли на роторній шліфувальній машині без додавання води. Борошно конуса, що проходить через сито з 35-мешковою сіткою США і утримується за допомогою 80-мешового сита в США, сушили в лабораторній печі при температурі 85 ° C протягом 15 год до MC 2 - 3%. Деревні волокна (суміш 50:50), що складаються із сосни (Pinus nigra) та бука (Fagus orientalis), були отримані з комерційного заводу МДФ у Туреччині. Деревні волокна виготовляли за допомогою термомеханічного процесу рафінування без додавання хімічних речовин та смол. Після змішування деревних волокон та конусного борошна та розміщення суміші у роторному барабанному блендері до суміші наносили рідку UF-смолу (10%) із системою насадок із повітряним розпилювачем у обертовому блендері. Суміш зважували, а потім формували в килимок на алюмінієвій пластині, використовуючи формувальну коробку розміром 600 мм на 600 мм. Щоб зменшити висоту килимка і ущільнити килимок, килимок холодним віджимом. Ця процедура дозволила легко вставити килимки в гарячий прес. Волокнисті килимки при 10% MC піддавали гарячому пресуванню, використовуючи прес з електричним нагріванням з ручним управлінням.

максимальний тиск преса, температура пресування та загальний цикл пресування становили 3,5 МПа, 180 ° C та 8 хв відповідно. Потім панелі МДФ, що містять конусне борошно на 10%, 20%, 30%, 40% або 50% на основі сухої маси волокна в духовці, потім обробляють до остаточного розміру 500 мм на 500 мм на 10 мм після охолодження. Отримані панелі шліфували послідовно з наждачного паперу 80 та 120 пісок. Всього було виготовлено 12 експериментальних панелей, по дві для кожного типу панелей. Інші параметри процесу, такі як відсоток UF смоли, параметри преса, були незмінними на всіх експериментальних панелях. Значення щільності вироблених панелей МДФ складали 0,73-0,76 г/см 3 .

Тести на стійкість до розпаду

Випробування на стійкість до розпаду проводили шляхом опромінення зразків (19 мм на 19 мм по товщині панелі) чотирьом грибкам, що погіршують деревину, Gloeophyllum trabeum (Pers .:Fr.) Murrill MAD 617-R, Postia placenta (Fr.) MJ Larsen & Lombard MAD 698-R, Trametes versicolor (L.:Fr.) PilátCOV 1030 (Coriolus versicolor (L.:Fr.) Quél.) Та Pleurotus ostreatus (Jacq .: FR) P. Kumm.PLO 9669, в випробування грунтових блоків за стандартним методом AWPA E10-06 (AWPA, 2007). Культури G. trabeum та P. placenta були отримані з лабораторії лісових продуктів лісового господарства USDA, штат Медісон, штат Вісконсин, США, тоді як культури T. versicolor та P. ostreatus отримані від Науково-дослідного інституту стійкої гуманосфери (RISH), Кіотський університет Японія. Після 12 тижнів інкубації при 27 ° C і 70% вологості відносний міцелій грибів на зразках видаляли, зразки сушили при 60 ° C і втрати маси визначали у відсотках до загальної маси зразка. Дев'ять зразків тестували на кожен гриб та групу.

Тести на стійкість до термітів

Зразки ДСП та МДФ (20 мм на 20 мм за товщиною панелі) піддавали дії підземного терміту Coptotermes formosanus, згідно стандартного методу JIS K 1571 (JIS 2004). В якості контейнера був використаний акриловий циліндр (діаметром 80 мм, висотою 60 мм), нижній кінець якого заклеєний твердою штукатуркою товщиною 5 мм (GCNew Plastone, Dental Stone, GC Dental Industrial Corp., Токіо, Японія) . Випробувальний зразок поміщали в центр гіпсового дна контейнера для випробувань. Загалом 150 робочих термітів, зібраних з лабораторної колонії RISH, Університет Кіото, Японія, були введені в кожен контейнер для випробувань разом з 15 солдатами-термітами. Три зразки в групі панелей аналізували на термітів. Зібрані контейнери встановлювали на вологих ватяних дисках для подачі води до зразків і витримували при температурі 28 ° C і> 85% RH у темряві протягом трьох тижнів. Втрати маси зразків внаслідок атаки термітів були розраховані на основі різниці у початковій і кінцевій вазі сухих у печі (60 ° C, 3 дні) зразків після очищення сміття від нападу термітів.

Аналіз даних

Для статистичного аналізу був використаний багаторазовий тест Данкана (p0.05) для оцінки відмінностей між втратами маси в тестах на розпад та стійкість до термітів.

РЕЗУЛЬТАТИ І ОБГОВОРЕННЯ

Масові втрати у зразках МДФ та ДСП, що зазнали впливу випробовуваних грибів Gloeo-phyllum trabeum, Postia placenta, Trametes versicolor та Pleurotus ostreatus протягом 12 тижнів, наведені в таблицях 2 і 3. Не було значного впливу шишки в обробці на сприйнятливість зразків МДФ проти грибів бурої гнилі, але втрати маси для всіх зразків були менше 10%. Зразки МДФ, виготовлені із соснової шишки та змішаної обробки, були більш стійкими до нападу грибів бурої гнилі, ніж гриби білої гнилі. Масові втрати у зразках МДФ, підданих дії T. versicolor, становили від 32% до 48%.

Таблиця 2. Масові втрати (%) у зразках МДФ при випробуваннях на стійкість до розпаду a

Таблиця 3. Масові втрати (%) зразків ДСП при випробуваннях на стійкість до розпаду a

Подібні результати були отримані в зразках ДСП. Не було значного впливу шишки в обробці на сприйнятливість зразків ДСП проти грибів бурої гнилі. Найменші втрати маси у зразках були отримані для P. placenta (0,3-2,5%). Значення втрат маси для грибів білої гнилі були вищими, ніж гриби бурої гнилі. T. versicolor спричинив збільшення втрат маси зразків ДСП (30,2-42,8%).

Порівняно з грибами бурої гнилі, гриби білої гнилі спричинили більші втрати ваги у всіх зразках МДФ та ДСП. Втрати маси в зразках, що зазнали впливу грибів білої гнилі T. versicolor та P.ostreatus, зменшувались із збільшенням кількості соснової шишки. Ці результати дозволяють припустити, що частинки соснової шишки в ДСП і композиції МДФ не забезпечували захист від грибів, випробуваних у цьому дослідженні.

Неозброєним оком виявилося, що як частинки деревини, так і соснової шишки в матриці деградували грибами коричневої та білої гнилі, але ніяких мікроскопічних оцінок для підтвердження цього не проводили.

Середні втрати маси у зразках ДСП та МДФ, що зазнали впливу атаки Coptotermes formosanus протягом 3 тижнів, показані на рис. 1 і 2. Існували суперечливі відмінності між органами управління та панелями, що містять обробку сосновою шишкою. Ці результати припустили, що всі зразки були прийнятними як джерело їжі для термітів, використаних у дослідженні.

Рис. 1. Втрати маси (%) у зразках МДФ при випробуваннях на стійкість до термітів. Ті самі літери на кожному стовпчику вказують на відсутність статистичної різниці між зразками згідно з тестом множення дальності Дункана (с

2820 Кран доктор, Кампус Box 8001
Ролі, штат Північна Кароліна 27695