ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2023.245.293-307isplta-79Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGYВлияние содержания гидролизного лигнина на показатели отделочного материала на основе пластика без связующегоThe effect of the content of hydrolytic lignin on the performance of the finishing material based on plastic without resinsАртёмовА. В.ArtyomovA. V.

АРТЁМОВ Артём Вячеславович – доцент кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров, кандидат технических наук, доцент

620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

ARTYOMOV Artyom V. – PhD (Technical), Associate Professor of the department technology of pulp and paper industries and polymer processing

620100. Siberian tract 37. Yekaterinburg

artemovav@m.usfeu.ruВураскоА. В.VuraskoA. V.

ВУРАСКО Алеся Валерьевна – заведующая кафедрой технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров, доктор технических наук, профессор

620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

VURASKO Alesya V. – DSc (Technical), Professor of the department technology of pulp and paper industries and polymer processing

620100. Siberian tract 37. Yekaterinburg

vuraskoav@m.usfeu.ruЕршоваА. С.ErshovaA. S.

ЕРШОВА Анна Сергеевна – аспирант кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров

620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

ERSHOVA Anna S. – PhD student of department technology of pulp and paper industries and polymer processing

620100. Siberian tract 37. Yekaterinburg

ershovaas@m.usfeu.ruБурындинВ. Г.BuryndinV. G.

БУРЫНДИН Виктор Гаврилович – профессор кафедры технологий целлюлозно-бумажных производств и переработки полимеров, доктор технических наук

620100, ул. Сибирский тракт, д. 37, г. Екатеринбург

BURYNDIN Victor G. – DSc (Technical), Professor of the department technology of pulp and paper industries and polymer processing

620100. Siberian tract 37. Yekaterinburg

buryndinvg@m.usfeu.ruУральский государственный лесотехнический университетРоссияUral State Forest Engineering UniversityRussian Federation2023180220240245293307Copyright © Артёмов А.В., Вураско А.В., Ершова А.С., Бурындин В.Г., 20242024Артёмов А.В., Вураско А.В., Ершова А.С., Бурындин В.Г.Artyomov A.V., Vurasko A.V., Ershova A.S., Buryndin V.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/79

Были получены образцы пластика без связующего (ПБС) на основе древесного наполнителя в различном соотношении с гидролизным лигнином. Образцы ПБС прессовались в герметичной пресс-форме под давлением 40 МПа и при температуре 180 С с последующим ее уменьшением без снятия давления до 40 С. Полученные образцы были испытаны на прочность при изгибе, на водопоглощение за 24 ч и 30 сут и на биостойкость по отношению к активному грунту за 21 сут. Также у образцов были определены приобретенные цветовые характеристики лицевой поверхности с целью оценки декоративных показателей. На основании полученных результатов испытаний на минимальные необходимые свойства для отделочных материалов (показатели прочности, водо- и биостойкости, декоративности) было установлено рациональное соотношение пресс-композиции с содержанием гидролизного лигнина в интервале 40÷60%. При данном соотношении достигаются следующие показатели материала: прочность при изгибе – 11,4–12,4 МПа; водопоглощение за 24 ч – 27%; водостойкость материала без начала деструктивных процессов до 21 сут; биостойкость при наличии постоянной влажной и патогенной среды – локальная без сквозной эрозии, цветовая окраска лицевой поверхности по шестнадцатизначной кодировке цвета соответствует цветам от нефритового до елового.

Samples of plastic without resins (PWR) based on wood filler in various ratios with hydrolyzed lignin were obtained. The PWR samples were pressed in a sealed mold at a pressure of 40 MPa and a temperature of 180 C, followed by its cooling without pressure relief to 40 C. The obtained samples were tested for bending strength, for water absorption in 24 hours and 30 days, and for biostability with respect to active soil in 21 days. Also, the acquired color characteristics of the front surface were determined in the samples in order to evaluate decorative indicators. Based on the obtained test results for the minimum necessary properties for finishing materials (strength, water and bio-resistance, decorative properties), a rational ratio of the press composition with the content of hydrolytic lignin in the range of 40-60% was established. With this ratio, the following indicators of the material are achieved: bending strength – 11.4–12.4 MPa; water absorption in 24 hours – 27%; water resistance of the material without the onset of destructive processes reaches up to 21 days; biostability in the presence of a constant moist and pathogenic environment is local without through erosion, the color coloration of the front surface by a sixteen– digit color coding corresponds to the colors from jade to spruce.

пластикдревесная мукагидролизный лигнинпрочность при изгибеводопоглощениебиостойкостьактивный грунтцветовая окраскаplasticwood flourhydrolysis ligninflexural strengthwater absorptionbiostabilityactive soilcolor coloringReferencesАртёмов А.В., Бурындин В.Г., Дедюхин В.Г., Глухих В.В. Зависимость водопоглощения и прочности при изгибе от плотности древесного пластика без связующего // Технология древесных плит и пластиков: межвузовский сборник научных трудов / Министерство образования Российской Федерации, Уральский государственный лесотехнический университет. Екатеринбург: ФБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», 2004. С. 24–31.Artyomov A.V., Buryndin V.G., Dedyukhin V.G., Glukhikh V.V. Dependence of water absorption and bending strength on the density of wood plastic without resins. Technology of wood slabs and plastics: Interuniversity collection of scientific papers / Ministry of Education of the Russian Federation, Ural State Forestry University. Yekaterinburg: Ural State Forestry University, 2004, pp. 24–31. (In Russ.)Артёмов А.В., Бурындин В.Г., Савиновских А.В. Влияние гидролизного лигнина на экспозиционные свойства пластиков без связующего // Древесные плиты и фанера: теория и практика: материалы XXIV Всероссийской научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 17–18 марта 2021 года / Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова. Санкт-Петербург: Политех-пресс, 2021. С. 86–91. EDN: XSNHXO.Artyomov A.V., Buryndin V.G., Savinovskikh A.V. The influence of hydrolysis lignin on the exposure properties of plastics without resins. Wood boards and plywood: theory and practice: materials of the XXIV All-Russian Scientific and Practical Conference, St. Petersburg, March 17–18, 2021 / St. Petersburg State Forestry University named after S.M. Kirov. St. Petersburg: Polytech Press, 2021, pp. 86–91. (In Russ.)Базарнова Н.Г., Галочкин А.И., Крестьянников В.С. Влияние мочевины на свойства прессованных материалов из древесины, подвергнутой гидротермической обработке // Химия растительного сырья. 1997. № 1. С. 17–21. EDN: HDSBZJ.Bazarnova N.G., Galochkin A.I., Krestyanikov V.S. The influence of urea on the properties of pressed materials from wood subjected to hydrothermal treatment. Chemistry of vegetable raw materials, 1997, no. 1, pp. 17–21. (In Russ.)Бурындин В.Г., Бельчинская Л.И., Савиновских А.В. и др. Изучение получения древесных и растительных пластиков без связующих в присутствии катализаторов типа полиоксометаллатов // Лесотехнический журнал. 2018. Т. 8, № 1(29). С. 128–134. DOI: 10.12737/article_5ab0dfc1e37185.35527284. EDN: ZJFQLJ.Buryndin V.G., Artemov Yu.V., Savinovskikh Yu.V. et al. Biostability of wood and plant plastics that do not contain binders protected by antiseptics. Food products and raw materials, 2022, vol. 10, no. 1, pp. 148–154. DOI: 10.21603/2308-4057-2022-1-148-154.Галяветдинов Н.Р., Илалова Г.Ф., Саерова К.В., Погодина Я.Д. Технология производства биоразлагаемых композитов для сельскохозяйственных целей // Деревообрабатывающая промышленность. 2022. № 3. С. 73–82. EDN OVCLVV.Buryndin V.G., Belchinskaya L.I., Savinovskikh A.V. et al. Study of receiving wood and plant plastics without binders in the presence of catalysts of polyoxometallates type. Forestry Journal, 2018, vol. 8, no. 1 (29), pp. 128–134. DOI: 10.12737/article_5ab0dfc1e37185.35527284.Глухих В.В. Прикладные научные исследования. Урал. гос. лесотехн. ун-т, Екатеринбург, 2016. 240 с.Ermolin V.N., Bayandin M.A., Kazitsin S.N. et al. Water resistance of wood-based panels made without binders. IVUZ. Forest Magazine, 2020, no. 3 (375), pp. 151–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-151-158. (In Russ.)Говядин И.К., Чубинский А.Н. Исследование влияния температуры на 3D-принтере на свойства древесно-полимерной нити // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 229. С. 231–242. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.231-242. EDN: HIDXJC.Galyavetdinov N.R., Ilalova G.F., Saerova K.V., Pogodina Ya.D. Technology for the production of biodegradable composites for agricultural purposes. Woodworking industry, 2022, no. 3, pp. 73–82. (In Russ.)Ермолин В.Н., Баяндин М.А., Казицин С.Н. и др. Водостойкость древесных плит, получаемых без использования связующих веществ // ИВУЗ. Лесной журнал. 2020. № 3(375). С. 151–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-151-158. EDN: NBEGOQ.Glukhikh V., Buryndin P., Artemov A. et al. Plastics: physico-mechanical properties and the potential of biodegradation. Food products and raw materials, 2020, vol. 8, no. 1, pp. 149–154.Криворотова А.И., Эскин В.Д. Исследование способов и режимов переработки шишки сосны сибирской при изготовлении декоративного композиционного материала // Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. 40, № 5. С. 430–438. DOI: 10.53374/1993-0135-2022-6-430-438. – EDN JGPSTS.Glukhikh V.V. Applied scientific research: textbook. Ural. gos. lesotechn. un-t. Yekaterinburg, 2016. 240 p. (In Russ.)Леонович А.А., Бутузов А.С. Об эффективности парафиновой эмульсии ERGOWAX 60 для гидрофобизации древесно-стружечных плит // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2008. Вып. 185. С. 224–232. EDN MVORZZ.Govyadin I.K., Chubinsky A.N. I Study of the influence of temperature on a 3Dprinter on the properties of a wood-polymer thread. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2019, iss. 229, pp. 231–242. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.231-242. (In Russ.)Минин А.Н. Производство пьезотермопластиков из древесных отходов без добавления связующих. М.: УИНТИ бумажной и деревообрабатывающей промышленности, 1961. 38 с.Krivorotova A.I., Eskin V.D. Investigation of methods and modes of processing siberian pine cones in the manufacture of decorative composite material. Coniferous boreal zones, 2022, vol. 40, no. 5, pp. 430–438. DOI: 10.53374/1993-0135-2022-6-430-438. (In Russ.)Минин А.Н. Технология пьезотермопластиков. М.: Лесн. пром-сть, 1965. 296 с.Leonovich A.A., Butuzov A.S. About the efficiency of paraffin emulsion ERGOWAX 60 for water-proofing of wood particle board. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2008, iss. 185, pp. 224–232. (In Russ.)Петри В.Н. и др. Плитные материалы и изделия из древесины и других одресневевших остатков без добавления связующих. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 360 с.Minin A.N. Production of piezothermoplastics from wood waste without the addition of binders. M.: UINTI of paper and woodworking industry, 1961. 38 p. (In Russ.)Плотникова Г.П., Симонян С.Х. Повышение эффективности изготовления древесно-композиционных материалов конструкционного назначения // Системы. Методы. Технологии. 2017. № 3(35). С. 131–137. DOI: 10.18324/2077-5415-2017-3-131-137. EDN: ZGZGUH.Minin A.N. Technology of piezothermoplastics. M.: Forest industry, 1965. 296 p. (In Russ.)Просвирников Д.Б., Сафин Р.Р., Козлов Р.Р. Оценка влияния условий каталитической непрерывной паровзрывной активации древесины на физико-эксплуатационные свойства плитных древесных композиционных материалов на основе активированных волокон // Деревообрабатывающая промышленность. 2020. № 2. С. 35–49. EDN: IJAAEU.Petri V.N. et al. Plate materials and products made of wood and other desalinated residues without the addition of binders. M.: Forest industry, 1976. 360 p. (In Russ.)Сабирова Г.А., Галяветдинов Н.Р., Хайруллин Р.З., Мухаметзянов Ш.Р. Математическая модель прогнозирования цветовых характеристик древесно-наполненных композитов на основе PLA // Деревообрабатывающая промышленность. 2021. № 1. С. 82–89. EDN: QXOKMF.Plotnikova G.P., Simonyan S.H. Increase in the efficiency of manufacturing wood and composite materials for structural purposes. Systems. Methods. Technologies, 2017, no. 3(35), pp. 131–137. DOI: 10.18324/2077-5415-2017-3-131-137. (In Russ.)Савиновских А.В., Артемов А.В., Бурындин В.Г. Влияние модификаторов на физико-механические свойства древесных пластиков без добавления связующих // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. 2016. Т. 20, № 3. С. 55–59. EDN: WKNMON.Prosvirnikov D.B., Safin R.R., Kozlov R.R. Evaluation of the influence of the conditions of catalytic continuous steam explosive activation of wood on the physical and operational properties of wooded composite materials based on activated fibers. Woodworking industry, 2020, no. 2, pp. 35–49. (In Russ.)Скурыдин Ю.Г., Скурыдина Е.М., Сафина А.В., Хабибуллина А.Р. Структурные особенности композиционных материалов из древесины березы, гидролизованной в присутствии пероксида водорода // Деревообрабатывающая промышленность. 2021. № 4. С. 98–108. EDN: RHHXXV.Sabirova G.A., Galyavetdinov N.R., Khairullin R.Z., Mukhametzyanov Sh.R. Mathematical model for predicting the color characteristics of wood-filled composites based on PLA. Woodworking industry, 2021, no. 1, pp. 82–89. (In Russ.)Солечник Н.Я., Наткина Л.Н., Коромыслова Т.С., Лихачева Л.И. О получении древесного пластика без связующего // Деревообрабатывающая промышленность. 1963. № 3. С. 15–17.Savinovskikh A.V., Artemov A.V., Buryndin V.G. The influence of modifiers on the physico-mechanical properties of wood plastics without the addition of binders. Bulletin of the Moscow State University of Forests – Lesnoy Vestnik, 2016, vol. 20, no. 3, pp. 55–59. (In Russ.)Тарбеева Н.А., Рублева О.А., Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Экспериментальное исследование комбинированного процесса изготовления облицовочных изделий на основе пьезотермической обработки деревянных заготовок // Системы. Методы. Технологии. 2021. № 1 (49). С. 90–97. DOI: 10.18324/2077-5415-2021-1-90-97. EDN: KUGANF.Skurydin Yu.G., Skurydina E.M., Safina A.V., Khabibullina A.R. Structural features of composite materials from birch wood hydrolyzed in the presence of hydrogen peroxide. Woodworking industry, 2021, no. 4, pp. 98–108. (In Russ.)Тимофеев И.В., Иванов Д.В., Леонович А.А., Крутов С.М. Использование модифицированного лигнина для снижения токсичности древесных плит // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 222. С. 240–253. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.222.240-253. EDN: YTZFAP.Solechnik N.Ya., Natkina L.N., Koromyslova T.S., Likhacheva L.I. About the production of wood plastic without binder. Woodworking industry, 1963, no. 3, pp. 15–17. (In Russ.)Buryndin V.G., Artyemov А.V., Savinovskih А.V. et al. Biostability of binder-free wood and plant plastics protected with antiseptics // Foods and Raw Materials. 2022. Vol. 10, no. 1. P. 148–154. DOI: 10.21603/2308-4057-2022-1-148-154. EDN: GGSNKW.Tarbeeva N.A., Rubleva O.A., Gorokhovsky A.G., Shishkina E.E. Experimental research of the combined process of manufacturing facing products based on piezothermal processing of wood blanks. System. Methods. Technologies, 2021, no. 1 (49), pp. 90–97. DOI: 10.18324/2077-5415-2021-1-90-97. (In Russ.)Glukhikh V., Buryndin P., Artyemov A. et al. Plastics: physical-and-mechanical properties and biodegradable potential // Foods and Raw Materials. 2020. Vol. 8, no. 1. P. 149–154.Timofeev I.V., Ivanov D.V., Leonovich A.A., Krutov S.M. Usage of modified lignin to reduce the toxicity of wood boards. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2018, iss. 222, pp. 240-253. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.222.240-253. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.