Перспективы применения шунгита как сорбента формальдегида в композитных материалах
Аннотация
При производстве современных конструкционных материалов на основе древесины используют синтетические клеи, токсичность которых определяется наличием свободного формальдегида. Выделение свободного формальдегида из изделий может продолжаться в течение продолжительного неопределенного периода. Разработка способов снижения эмиссии формальдегида в технологии получения и при эксплуатации композиционных древесных материалов, несомненно, актуальная задача. Цель исследования: оптимизация способа повышения адсорбционно-структурных характеристик наполнителя на основе природного шунгита, исследование влияния пористой структуры углеродсодержащих адсорбентов, используемых в качестве наполнителей, на эмиссию формальдегида в древесных клееных композиционных материалах. Как наполнители исследованы шунгит, активированный уголь БАУ-7, нанодиспергированный углеродный материал Сибунит и сажа ПМ-75. Для развития пористой структуры и повышения дисперсности шунгита применялись следующие методы модифицирования шунгита: механоактивация сухим способом, активация электромагнитными полями в диапазоне 150÷800W СВЧ (ЭМП СВЧ), парогазовое активирование в различных температурных и временных режимах и химическое активирование серной кислотой. Химическое активирование проводили в растворе 2 М H2SO4 при постоянном перемешивании при температуре 97оС в течение 7.5 часов с помощью ротационного испарителя Heidolph LABOROTA 4000. Анализ текстуры и состояния поверхности материалов проводили методами равновесной адсорбции, колебательной спектроскопии, рентгеновского микроанализа (метод EDAX). Эмиссия свободного формальдегида изучалась камерным методом. Показано, что механоактивация и термоактивирование позволяют увеличить поверхность шунгита в 10-35 раз и получить образцы с высокой дисперсностью (в интервале от 90 до 40 мкм). Наиболее эффективным в качестве адсорбционного наполнителя клеевой композиции оказалось применение нанодиспергированного механоактивированного шунгита и Сибунита. Применение нанодиспергированного механоактивированного шунгита позволяет снизить эмиссию формальдегида из древесных композитных материалов до 0.040 мг/м3, что в два раза ниже нормы 0.124 мг/м3 формальдегида в воздухе.
Скачивания
Литература
Tsvetkov V.E., YAkun'kin A.A. Tekhno-logiya i oborudovanie. Nauch. tr., 2007, Vyp. 338, pp. 172-175.
Rusakov D.S., Varankina G.S., Chu-binskij A.N., Klei, Germetiki, Tekhnologii, 2017, No 8, pp. 16-20.
CHubinskij A.N., Varankina G.S., Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenij. Le-snoj zhurnal, 2013, No 6, pp. 67-72.
Chubinsky A., Brutyan K., Proceedings of Saint-Petersburg Forest Engineering Academy, 2009, Vol. 186, pp. 156-162.
Leonovich A.A., Rabysh A.A., Dre-vesnye plity: teoriya i praktika. 12-ya Mezhdunar. nauchnopraktich. konf., 2009, No 10, pp. 68-73.
Leonovich A.A., Sheloumov A.L., Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2010, No 2, pp. 169-176.
Varankina G.S., Chubinskij A.N., Brutyan K.G., Klei, Germetiki, Tekhnologii, 2017, No 6, pp. 12-14.
Solov'eva A,B., Rozhkova N.N., Glag-olev N.N., Zajchenko N.L. et al., Zhurn. fiz. khimii. 1999, Vol. 73, No 2, pp. 299-305.
Korolev Yu.M., Kolesnikov B.YA., Efremova S.V., Efremov S.A., Khimiya tverdogo topliva, 2000, No 2, pp. 88-92.
Krylov I.O., Lugovskaya I.G., Petu-khova G.A., Yakushina O.A., Tezisy II Mezhdunarodnoj konferentsii «Kolloid-2003», 2003, pp. 99.
Shalimov A.S., Kovalevskij V.V., Obrezkov O.N., Yaroslavtsev A.B., Neorganicheskie materialy, 2004, Vol. 40, pp. 430-434.
Polunina I.A., Vysotskii V.V., Sen-chikhin I.N., Polunin K.E. et al., Colloid J., 2017, No 2, pp. 244-249.
Dubinin M.M., Carbon, 1989, Vol. 27, No 3, pp. 457-467.
Polyakov N., Dubinin M., Kataeva L., Petukhova G., Pure Appl. Chem., 1990, Vol. 65, pp. 2189-2193
Polyakov N.S., Petukhova G.A., Zhurnal rossijskogo khimicheskogo obshchestva im. D.I. Mendeleeva, 1995, Vol. 39, No 6, pp. 7-14.
Kul'kova T.A., Averin A.A., Klyuev V.A., Buryak A.K. et al., Materialy VII vse-rossijskogo simpoziuma i SHkoly-konferentsii molodykh uchenykh «Kinetika i dinamika obmennykh protsessov», 2018, pp. 88-89.
Zatezky A. et al., Carbon, 2005, Vol. 43, pp. 1731-1742.
EN 717-1-2005. Materialy dreves-nye. Opredelenie emissii formal'degida. CHast' 1. Opredelenie emissii for-mal'degida metodom pomeshcheniya v kameru