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Obtención de plásticos a partir de madera y residuos vegetales en moldes cerrados Savinovskikh Andrey Viktorovich. Árbol líquido de bricolaje: creamos madera y plástico en casa Plástico de madera

La producción de plásticos de madera de lignocarbohidratos es una nueva producción. El problema de obtener materiales plásticos a partir de partículas de madera trituradas sin la adición de aglutinantes debido a los productos de descomposición de los componentes de madera ha ocupado a los investigadores durante mucho tiempo. Se propusieron muchas variantes de procesamiento piezotérmico de partículas de madera, que diferían en los modos, pero en esencia todos estos métodos involucraban el procesamiento de partículas de madera a altas presiones y temperaturas de prensado, en moldes herméticos. Posteriormente, los plásticos así obtenidos se denominaron piezotermoplásticos.

En la actualidad se han propuesto en nuestro país dos métodos para la obtención de piezotermoplásticos:

1. El método de una etapa, desarrollado en el Instituto Tecnológico de Bielorrusia, consiste en moler la madera hasta un estado cercano en tamaño de partícula a la harina de madera y prensarla en moldes sellados a una presión de 250-300 kg / cm 2 y una temperatura de 190-200°C enfriamiento posterior a 20°C sin aliviar la presión.

2. El método de dos etapas, desarrollado en la Academia Forestal de Leningrado, consiste en una hidrólisis parcial preliminar con agua de las partículas de madera en un autoclave, seguida de prensado en caliente del material seco parcialmente hidrolizado en un molde. La prehidrólisis reducirá la presión de prensado de los materiales prensados ​​de madera de algunos madera dura hasta 150 kg/cm 2 y temperatura de prensado en caliente hasta 160 °C.

En el Departamento de Ciencias de la Madera y Construcción y en el laboratorio problemático de plásticos de madera del Instituto de Ingeniería Forestal de los Urales bajo la dirección del prof. Desde 1962 hasta el presente, V. N. Petri ha realizado estudios exhaustivos de nuevos materiales: plásticos de madera de lignocarbohidratos obtenidos mediante el uso de la reactividad de los componentes de la madera (ligninas naturales y polisacáridos), sin agregar resinas termoendurecibles u otros aglutinantes a las partículas de madera.

Los autores del nuevo método, en contraste con los partidarios de los piezotermoplásticos, creen que al obtener plásticos, la madera no debe someterse a una destrucción profunda, sino solo a influencias leves durante el procesamiento piezotérmico, en el que, en la primera etapa del procesamiento, parcial La hidrólisis de polisacáridos (principalmente solubles en agua y fácilmente hidrolizables) se produce con la formación de una cierta cantidad de ácidos orgánicos, que llevan a cabo la escisión hidrolítica del complejo de lignocarbohidrato natural, ya que se sabe que al menos pequeñas cantidades de un catalizador ácido son necesario para destruir el enlace químico entre la lignina y los carbohidratos.

Como resultado de estos procesos, no se forman monómeros, sino moléculas más grandes que retienen la reactividad natural de los principales componentes de la madera: carbohidratos y lignina. La madera no debe someterse a una destrucción profunda en la fabricación de plásticos, ya que esto destruye los componentes reactivos de la madera natural.

En el proceso de tratamiento piezotérmico, también es necesario brindar oportunidades para la interacción posterior entre los componentes reactivos de las partículas de madera individuales para sintetizar nuevos complejos de lignocarbohidratos. Debido a esto, se produce la formación de plástico duradero y resistente al agua a partir de partículas de madera. Nuevos materiales nombrados lignocarbohidrato madera plásticos(LUPD). El plástico de madera con lignocarbohidratos (LUDP) es un nuevo material de tablero obtenido como resultado del prensado en caliente de partículas de madera sin la adición de aglutinantes. Los plásticos de madera con lignocarbohidratos tienen una serie de características que hacen que su producción sea rentable:

1. La principal ventaja de LUDP, desde este punto de vista, es que hay una cantidad ilimitada de materias primas para su fabricación. Se trata de partículas de madera de cualquiera de las coníferas más comunes (pino, alerce, abeto, cedro, abeto) y frondosas (abedul, álamo temblón, etc.), así como sus mezclas.

La producción de LUDP se puede establecer en cualquier región de nuestro país donde operen empresas madereras y madereras, ya que los plásticos se pueden fabricar a partir de cualquier residuo de la explotación maderera y del procesamiento de la madera, así como de la leña (sin limitar el contenido de podredumbre y corteza).

En base a cálculos técnicos y económicos se comprobó que es económicamente factible potencia minima talleres para la producción de LUDP 3,5-4 mil m 3 de placas por año; la necesidad de materias primas para dicho taller es de 10-12 mil m 3. En consecuencia, la producción de LUDP, a diferencia de la producción de tableros de partículas, puede organizarse en pequeñas empresas.

2. Los plásticos de madera con lignocarbohidratos se obtienen utilizando la reactividad de los componentes de la propia madera, es decir, sin añadir resinas termoendurecibles u otros aglutinantes a las partículas de madera.

3. El proceso tecnológico para la producción de LUDP en comparación con la producción de tableros de partículas es más simple, ya que no existen operaciones tecnológicas para preparar aglutinantes y mezclarlos con partículas de madera.

4. Para la fabricación de LUDP, se utilizan equipos de prensado estándar y otros, utilizados para la producción de tableros de partículas y producidos en masa por la industria nacional.

Principal propiedades tecnicas plano monocapa LUDP el seguimiento:

1. Apariencia y colorear. Después del prensado, las placas LUDP tienen una parte central más oscura (acondicionada) y un borde claro a lo largo de la periferia, o una parte deficiente de la placa. Parte subestándar de la placa en condiciones óptimas el prensado no supera los 10 cm Cuando se utilizan tablas grandes, un borde de 10 cm de ancho es solo el 2-5% del área de la tabla prensada. Por ejemplo, cuando el tamaño de las placas prensadas es de 3100X1100 mm, el borde con un ancho de 10 cm tiene un área del 2,5%. El ancho de la parte deficiente de las placas se puede reducir.

El color de la parte acondicionada del tablero, prensada en condiciones óptimas, depende de la especie de madera de la que están hechos los plásticos, pero siempre es mucho más oscuro que el de la madera original y va del marrón claro al oscuro. La corteza rompe la uniformidad del color. Al teñir las partículas de madera de las capas exteriores de la alfombra que se está formando y al fabricar losas revestidas con varios materiales decorativos, es posible cambiar el color y la apariencia de las losas.

2. Calidad de la superficie. Los tableros hechos de partículas de madera pequeñas y planas tienen una superficie más lisa y uniforme que los tableros hechos de partículas de madera gruesas y gruesas. Al prensar plásticos de pequeñas partículas de madera en tarimas bien acabadas (mejor pulidas), las tablas tienen una superficie lisa y brillante.

3. Pandeo. La deformación de LUDP depende del grosor y el diseño de las placas. Las losas delgadas tienen más pandeo que las losas gruesas. Las losas de tres capas se alabean menos que las losas de una sola capa, y las losas enchapadas un poco más que las no encoladas. Para evitar la deformación de las losas LUDP durante el acondicionamiento, se deben observar estrictamente las reglas para la colocación de las losas y se deben observar las condiciones para su acondicionamiento - secado.

4. Densidad. La densidad de los plásticos de madera lignocarbohidrato no puede ser inferior a 1 g/cm 3 . Sólo a esta densidad se garantiza el grado mínimo de compactación de la masa prensada, en el que se consigue el contacto necesario y la posibilidad de interacción química entre las partículas individuales de madera.

5. absorción de humedad. LUDP, en cierta medida, conserva una de las principales características de la madera: absorber la humedad del aire húmedo. Con un aumento en el contenido de humedad higroscópica en los plásticos, sus propiedades mecánicas disminuyen:

a) LUPD con una densidad de al menos 1,2 g/cm 3 tiene un hinchamiento de 7-10 %, absorción de agua de 5-12 %, un contenido de humedad total de 20-22 %;

b) LUDP con una densidad de 1,20-1,15 g/cm 3 ; hinchazón 10-12%, absorción de agua 12-15%;

c) LUDP con una densidad de 1,15-1 g/cm 3 ; hinchazón 18-25%, absorción de agua 20-26%.

6. Propiedades termales. Material utilizado para pisos en viviendas y edificios industriales, se caracteriza por un coeficiente de absorción de calor, que no debe superar las 10 kcal/m 2 .

Los plásticos de madera de lignocarbohidrato de 10-11 mm de espesor permiten colocar los pisos colocándolos directamente sobre una base de hormigón.

7. Bioestabilidad. LUDP tiene una alta resistencia a la putrefacción, que es 4-5 veces mayor que la de la madera de pino.

Propiedades mecánicas de LUDP. Las placas LUDP planas de una sola capa sin recubrimiento se pueden dividir en tres grupos.

Grupo A - resistencia a la flexión estática de al menos 270 kg / cm 2 (densidad superior a 1,2 g / cm 3), grupo B - resistencia a la flexión estática de al menos 220 kg / cm 2 (densidad 1,2-1, 18 g/cm3) ; grupo B: resistencia a la flexión estática de al menos 120 kg / cm 2 (densidad 1,15-1 g / cm 3).

Las propiedades físicas y mecánicas de los plásticos de madera de lignocarbohidratos obtenidos de los residuos de la tala de abetos son las siguientes: la resistencia a la flexión estática es de 170-190 kgf/cm 2 , el hinchamiento en 24 horas es del 8-11 % y la densidad es de 1,2 g/cm 3 . Los plásticos hechos de abedul y álamo triturado (mezcla 1:1) tienen una resistencia a la flexión estática de 176 kgf/cm 2 , hinchamiento en 24 horas - 16 % y una densidad de 1,18 g/cm 3 .

Proceso tecnológico de producción. es generalmente el mismo para todos los tipos de plásticos de lignocarbohidrato sin recubrimiento de una sola capa. La única diferencia es que para cada tipo específico de materia prima utilizada para la fabricación de LUDP, se requieren diferentes preparaciones de materias primas y diferentes modos de prensado y acondicionamiento de plásticos. Por lo tanto, la organización de la producción industrial de plásticos en una empresa en particular debe estar precedida por investigar destinados a aclarar la tecnología de su fabricación a partir de las materias primas disponibles. Estos estudios se pueden realizar en paralelo con el diseño y construcción de un taller de plásticos.

En general, el proceso tecnológico para la producción de LUDP consta de las siguientes operaciones principales: preparación de materias primas, secado de materias primas, dosificación de partículas de madera, formación de una alfombra (paquete), prensado en frío de una alfombra (paquete), prensado en caliente y enfriamiento, modo de prensado en caliente, placas de corte, aire acondicionado - secado de placas de plástico.

Esquema proceso tecnológico producción de LUDP mediante prensado en caliente a partir de residuos de aserradero y carpintería utilizando una prensa hidráulica.

Ramas, tallos de pequeño tamaño, astillas de madera podrida, etc. son triturados en una astilladora o trituradora y alimentados por un transportador o transportador neumático a la tolva de pulpa de madera picada, que también puede recibir aserrín, virutas o tamices de astillas tecnológicas, astillas producción, etc. Para obtener partículas de madera acondicionadas, la pulpa de madera, previamente limpiada de inclusiones metálicas mediante un detector de metales, se pasa por una astilladora DO-5.7, y luego por molinos cruzados DM-3. Las aberturas del tambor cribador de los molinos para algunas especies se reducen a 3 mm. Después de la trituración, las partículas de madera son aspiradas por un ventilador y transportadas a un ciclón instalado debajo de la tolva.

El dispositivo dosificador de esta tolva permite cambiar la cantidad de chips emitidos por unidad de tiempo, lo cual es necesario para mantener el requerido régimen de temperatura en la cámara de secado.

Las virutas se cargan en la cámara de instalación mediante un transportador de tornillo.

El secador de lecho fluidizado consta de dos secciones instaladas en paralelo. El agente de secado es aire caliente. El aire es suministrado por ventiladores. El grano triturado secado al contenido de humedad requerido ingresa a los alimentadores de esclusas a través de los umbrales de drenaje de las cámaras de secado y luego a la tubería de transporte neumático de succión. El aire que pasa a través de la capa de virutas en cámaras de secado, arrastra polvo, que se deposita en un ciclón con un mayor factor de purificación. Limpiado de polvo, pero con alta humedad, el aire se libera a la atmósfera y el polvo se envía junto con la mayor parte del material a la tolva de astillas secas.

Desde esta tolva, las virutas son alimentadas uniformemente por el dispensador a la cinta transportadora 2 a los alimentadores y distribuidas entre las máquinas formadoras con rodillos fraccionadores. Las máquinas colocan alfombras en tarimas. Los laterales de la alfombra están formados por dos cintas transportadoras verticales. Luego, la paleta con la alfombra suelta colocada sobre ella se mueve por otra sección del transportador de cadena para presionar la alfombra en la prensa de prensado en frío. La alfombra se prensa bajo una presión de 25 kg/cm2 durante 1 minuto.

Antes de cargar el paquete en una prensa en frío, se coloca una junta de duraluminio en la parte superior mediante un travesaño con ventosas. Esto contribuye al calentamiento uniforme del paquete y le permite obtener un plato con una superficie de alta calidad en ambos lados.

Los paquetes se acumulan en el rack de carga de la prensa. Una vez que la librería está completamente llena, todos los compartimientos de prensa se cargan simultáneamente.

Después del final del prensado, todas las losas de plástico se descargan simultáneamente en la pila de descarga, desde la cual se alimentan secuencialmente, comenzando desde abajo, a los transportadores longitudinales y transversales.

Las losas de plástico se transfieren desde el palé inferior a la máquina cortadora y dimensionadora de tres sierras mediante el mecanismo de extracción. Los palets, después de limpiarlos y aplicarles talco, se envían bajo las máquinas formadoras.

Las placas de plástico, después de recortar los bordes ligeros, se clasifican. Las losas rechazadas se cortan en otras más pequeñas y se recortan las áreas defectuosas. Después de la clasificación, los tableros de alta calidad se apilan en espaciadores y se cargan en cámaras de acondicionamiento y secado con la ayuda de un carro transversal. Después de descargarlas de las cámaras, las losas se colocan en pilas densas en una sala climatizada. Luego son empacados y enviados al almacén de productos terminados para su envío al consumidor. (Las operaciones tecnológicas posteriores al corte de placas de plástico no se muestran en el diagrama). Es posible aumentar la productividad del taller LUDP aumentando el tamaño de las placas, el número de pisos de las prensas o su número.

Las altas propiedades físicas y mecánicas de LUDP, su hermosa apariencia y la capacidad de fabricar placas de gran tamaño permiten su uso en la construcción como elemento estructural y material de acabado para la colocación de suelos, archivo de techos, fabricación de muebles empotrados, tabiques, paneles de puerta, alféizares de ventanas, para el revestimiento de paredes y paneles en edificios públicos, en cocinas y pasillos de edificios residenciales, etc., en muebles y otras industrias, así como en sustitución de madera maciza, aglomerado y tableros de fibra y otros materiales laminados. Las placas tienen una superficie lisa y están bien acabadas con barnices y pinturas transparentes y opacas utilizando tecnología convencional. El acabado con barnices transparentes para muebles se puede realizar con un tinte preliminar de la superficie con tintes solubles en agua y otros en cualquier color, manteniendo la textura de las placas.

Así, al triturar ramas y más finos, la producción de astillas de madera acondicionadas es en promedio el 50% de la masa triturada total. Estas astillas acondicionadas se pueden utilizar para producir semicelulosa, la producción de aglomerado y tableros de fibra, y el 50% de las astillas no acondicionadas se pueden utilizar para producir fertilizantes o plásticos de madera con lignocarbohidratos.

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Objeto: la invención se refiere a la producción de productos de plástico de madera. La esencia de la invención: primero se forma un espacio alrededor de todo el perímetro de la parte de trabajo interna del molde, en el que se coloca una capa de material de polímero de madera que contiene 10 - 30% de aglutinante termoplástico, después de lo cual el volumen restante del el moho está cubierto de partículas de madera con un contenido de humedad del 6 al 25 %. El prensado en caliente se realiza a una presión de 70 - 120 kg/cm 2 y a una temperatura de 170 - 200 o C, y la relación entre el espesor de la capa de material polimérico de madera y el espesor del producto es (1 -2): (5-50). Las partículas de madera se vierten en un molde con un tamaño de no más de 0,5 mm, y se puede formar una capa de material de polímero de madera colocando placas prefabricadas de material de polímero de madera. 7 palabras por palabra f-ly, 5 il., 1 pestaña.

La invención se refiere a la producción de plásticos a base de madera a partir de industrias de procesamiento de residuos de madera y se puede utilizar como materiales de construcción/revestimientos, suelos, baldosas, en la fabricación de muebles/. Existe un método conocido de fabricación a partir de madera y otras sustancias vegetales, en el que las partículas de madera se colocan en un molde sellado, se calientan sin acceso de aire y vapores y gases a una presión de 1 - 50 MPa y se mantienen a una presión máxima de 3 a 70 minutos (SU, ed. St. N 38290, clase E 04 C 2/10, 1934). La desventaja de este método es el bajo valor de las características físicas, mecánicas y operativas de los productos resultantes. Lo más parecido en esencia técnica y el resultado obtenido es un método para fabricar productos de construcción a partir de plásticos a base de madera, incluida la molienda de madera, su calentamiento a 170 - 270 o C y prensado en un molde sellado sin acceso de aire y humos y gases a presión. de 5 - 50 MPa dentro de 3 - 70 min / SU, ed. S t. N 38070, clase. E 04 C 2/10, 1934/. Estos métodos tienen las siguientes desventajas: la dificultad de resolver el problema del sellado del molde durante el prensado en caliente bajo presión, la inestabilidad de las propiedades de los productos en caso de violación, al menos parcial, del sellado, la aparición de porosidad abierta cuando se usa reducido prensado, en el que es más fácil proporcionar sellado. La presencia de poros abiertos empeora las características físico-mecánicas y de desempeño de los productos plásticos de madera, en particular, la absorción de agua. El objetivo de la invención es simplificar el sellado del molde aumentando al mismo tiempo su fiabilidad y mejorando las propiedades físicas, mecánicas y otras propiedades de rendimiento de los productos fabricados a partir de plásticos a base de madera. La tarea de crear una hermeticidad confiable del molde se lleva a cabo colocando una capa de masa de polímero de madera en el espacio entre las matrices y los punzones. Cuando el molde se calienta a la temperatura de prensado, la masa de madera y polímero adquiere plasticidad, fluye bajo la presión del prensado en el espacio entre la matriz y los punzones, lo que garantiza una hermeticidad confiable del molde. La viscosidad requerida de la masa, que garantiza una estanqueidad confiable, depende de la cantidad de aglutinante termoplástico y está determinada por la presión de prensado, así como por la presión de los vapores y gases que se producen durante la hidrólisis de las partículas de madera. Se logra un aumento en el rendimiento, en particular una disminución en la porosidad, creando una capa de material impermeable de polímero de madera en la superficie del plástico de madera. Esta capa durante el proceso de fabricación del producto asegura el sellado del molde durante el prensado. La capa impermeable de la superficie se forma durante el proceso de prensado cargando el molde capa por capa: primero, la capa horizontal inferior que contiene partículas de madera y 5–30 % en peso de aglomerante termoplástico, luego la capa de partículas de madera y la capa superior capa horizontal similar a la inferior. La capa impermeable horizontal de la superficie se puede formar a partir de láminas prefabricadas presionando láminas delgadas de material de polímero de madera que contienen 5–30% de aglutinante termoplástico, y su posterior colocación en capas en un molde: las capas inferior y superior son material de polímero de madera, entre ellos hay partículas de madera. Se coloca una lámina de material polimérico de madera entre las paredes del molde y la capa de partículas de madera. El llenado del molde según el prototipo y según la invención se realiza según los esquemas mostrados en la Fig. 1 a 5. En la fig. En la figura 1 se muestra un esquema de llenado de la mezcla según prototipo, en el que se llena todo el molde 2 con la mezcla comprimida 1, y se realiza la compactación por parte de la instalación. Sellos de goma 3, colocado en el espacio entre la matriz y el punzón a lo largo de todo el perímetro de la parte interna de trabajo del molde. En la Fig. 2 muestra el esquema de llenado del molde, según el cual, primero, se vierte una capa 1 de un material de polímero de madera que contiene 10-30% de aglutinante alrededor de todo el perímetro de la parte de trabajo interna del molde, y el volumen restante se llena con partículas de madera 2 con un contenido de humedad de 6–25%. En la Fig. 3 muestra un esquema para llenar el molde, según el cual, primero, las placas prefabricadas 1 hechas de material de polímero de madera que contiene 10-30% de aglutinante se colocan alrededor de todo el perímetro de la parte de trabajo interna del molde, y el resto volumen está lleno de partículas de madera 2 con un contenido de humedad de 6–25 %. En la Fig. 4 muestra un esquema para llenar el molde, según el cual, además de colocar la capa 1 de material de polímero de madera que contiene 10 - 30% de ligante, la capa horizontal inferior 2 de material de polímero de madera que contiene 5 - 30% de ligante se vierte sobre el fondo del molde, luego partículas de madera 3 con un contenido de humedad de 6 - 25%, sobre las cuales también se vierte una capa horizontal 4, cuya composición es similar a la capa horizontal inferior. En la Fig. 5 muestra un diagrama de llenado del molde, que es similar al diagrama de la Fig. 4 con la diferencia de que las capas horizontales 1 no se forman rellenando una mezcla de aglomerante y partículas de madera, sino colocando placas prefabricadas de material de polímero de madera. Estas capas horizontales después de prensar y enfriar los productos forman capas superficiales impermeables. Al mismo tiempo, cuando se prepara una mezcla de madera y polímero a partir de un aglutinante de polímero termoplástico, por ejemplo, polietileno y partículas de madera, se introduce en las partículas del 1 al 5 % de su peso en ácido fórmico o acético antes de mezclarlas con un aglutinante y el contenido de humedad de las partículas aumenta al 5–25% y se pueden usar fibras vegetales en lugar de partículas de madera. Se fabricaron muestras de plásticos de madera según el método del prototipo mediante prensado en caliente en un molde sellado. El espacio entre la matriz y los punzones se selló con una junta refrigerada por agua hecha de caucho resistente a la temperatura. Los plásticos de madera según el método propuesto se fabricaron en un molde convencional con un espacio entre el punzón y la matriz de hasta 1 - 1,5 mm. En ambos casos, para la obtención de plásticos de madera se utilizaron partículas de madera de coníferas con un tamaño de -0,5 mm y un contenido de humedad del 15%. Para sellar la matriz y crear una capa protectora hidrofugante según el método propuesto, se utilizó una masa prensada de la siguiente composición: partículas de madera con un contenido de humedad del 15% / coníferas tamaño 0,5 mm / -85 %, polietileno reciclado - 15 % en peso El modo de prensado en caliente fue el mismo para todas las muestras de plásticos de madera: temperatura de prensado - 170 o C, presión - 70 kg/cm 2 , tiempo de mantenimiento bajo presión - 30 min. La tabla muestra las propiedades de los plásticos de madera obtenidos por el método del prototipo y el método propuesto. Análisis de las propiedades de los productos hechos de plásticos a base de madera, hechos de acuerdo con el método del prototipo y de acuerdo con la invención, de acuerdo con los esquemas para llenar el molde / cm. higo. 2 - 5/ mostró lo siguiente: el sellado del molde, colocado en el espacio entre la matriz y el punzón de la masa de prensa, es más simple y confiable y proporciona mejores características físicas y mecánicas de los productos que cuando se utilizan sellos de goma; la obtención de productos con capas superficiales horizontales a partir de una mezcla de madera y polímero proporciona resistencia al agua de los productos y un aumento de sus características físicas y mecánicas.

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1. Un método para fabricar productos por prensado de madera plástica, que incluye moler madera, llenar un molde, prensado en caliente bajo presión sin acceso de aire y liberación de vapores y gases, seguido de enfriamiento, caracterizado porque, en primer lugar, alrededor de todo el perímetro de la parte de trabajo interna del molde, un espacio en el que se coloca una capa de material de polímero de madera que contiene 10 - 30% de aglutinante termoplástico, después de lo cual el volumen restante del molde se cubre con partículas de madera con un contenido de humedad de 6 - 25 %, y el prensado en caliente se realiza a una presión de 70 - 120 kg / cm 2 y a una temperatura de 170 - 200 o C, y la relación entre el espesor de la capa de material de polímero de madera y el espesor del producto es (1 - 2) : (5 - 50). 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se vierten partículas de madera en el molde, cuyo tamaño no supera los 0,5 mm. 3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la capa de material madera-polímero se forma apilando placas prefabricadas de material madera-polímero. 4. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la capa de material de madera-polímero se forma mediante el relleno en forma de una mezcla de aglutinante de polímero termoplástico y partículas de madera. 5. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las partículas de madera se colocan entre capas horizontales superiores e inferiores adicionales de material polimérico de madera que contiene 5-30% de aglutinante. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque las capas horizontales se forman mediante la colocación de placas prefabricadas de material madera-polímero. 7. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque cuando se prepara un material de madera-polímero, antes de mezclar con un aglutinante, se introduce 1-5% de su peso en ácido fórmico o acético en las partículas de madera triturada. 8. El método según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la preparación del material polimérico de madera se utilizan fibras vegetales como partículas de madera.

En este artículo le diremos cómo puede hacer un popular Material de construcción llamado árbol líquido de bricolaje, y también describa todas sus ventajas.

Cualquier artesano del hogar sabe que los productos de madera tienen miedo impactos negativos una variedad de factores operativos, lo que reduce su vida útil. Al mismo tiempo, muchas personas y constructores profesionales aman el árbol. Es respetuoso con el medio ambiente, se ve muy bien, carga a una persona con energía positiva y tiene muchas otras ventajas.

producto de madera líquida

Por estas razones, los expertos han estado tratando durante mucho tiempo de encontrar un sustituto de la madera natural, que visualmente y propiedades físicas No se diferenciaba de un árbol, superando a este último en calidad y resistencia a la influencia de los fenómenos naturales. La investigación ha sido exitosa. La industria química moderna ha sido capaz de crear un material único - líquido arbol artificial. Literalmente irrumpió en los mercados de la construcción en todo el mundo. Ahora, dicho árbol se vende bajo la abreviatura WPC (compuesto de madera y polímero). El material que nos interesa está compuesto por los siguientes componentes:

  1. aplastada pie de madera- de hecho, el procesamiento de residuos de madera natural. En uno u otro compuesto pueden contener del 40 al 80%.
  2. Polímeros químicos termoplásticos: cloruros de polivinilo, polipropilenos, etc. Con su ayuda, la base de madera se ensambla en una sola composición.
  3. Aditivos llamados aditivos. Estos incluyen colorantes (colorean el material en el tono deseado), lubricantes (aumentan la resistencia a la humedad), biocidas (protegen los productos del moho y las plagas de insectos), modificadores (mantienen la forma del compuesto y aseguran su alta resistencia), agentes espumantes ( permitir reducir el peso de WPC).

Estos componentes se mezclan en ciertas proporciones, se calientan fuertemente (hasta que la composición se vuelve líquida), la mezcla se polimeriza y luego se alimenta en formas especiales bajo presión alta y fresco. Como resultado de todas estas acciones, se obtiene una composición que tiene flexibilidad y excelente resistencia a la corrosión, elasticidad y resistencia al impacto. Y lo más importante: el WPC tiene un aroma mágico a madera natural, así como un color y una textura idénticos a la madera real.

Esperamos que a partir de nuestra breve reseña haya entendido cómo se produce la madera líquida y haya descubierto qué es. Los productos de polímero de madera descritos se caracterizan por una serie de ventajas operativas. Aquí están los principales a continuación:

  • mayor resistencia al daño mecánico;
  • resistencia a los cambios de temperatura (los productos hechos de WPC pueden funcionar tanto a +150 ° С como a -50 °);
  • alta resistencia a la humedad;
  • facilidad de autoprocesamiento e instalación (para estos fines, se utiliza una herramienta que trabaja con madera natural);
  • larga vida útil (al menos 25-30 años);
  • una gran selección de colores;
  • resistencia a hongos;
  • facilidad de mantenimiento (el composite es fácil de limpiar, se puede raspar, barnizar, pintar en cualquier color).

decoración de plástico de madera

Una ventaja importante de la madera plástica es que tiene un costo muy accesible. Esto se logra mediante el uso de productos reciclados (madera contrachapada triturada, aserrín, virutas) en la producción de WPC. Es difícil encontrar deficiencias en el material que estamos considerando, pero existen. ¿Y cómo sin ella? Solo hay dos desventajas del plástico de madera. En primer lugar, al usarlo en salas de estar, es necesario equipar ventilación de alta calidad. En segundo lugar, no se recomienda el uso de WPC en casos en los que hay presencia simultánea y constante en la habitación. alta humedad y temperatura del aire elevada.

Las características especiales de un compuesto de madera y plástico hacen posible fabricar varios productos de construcción a partir de él. Este material se utiliza para la producción de revestimiento exterior, cubiertas lisas, huecas, corrugadas y sólidas (en otras palabras, cubiertas). Balaustradas elegantes, barandillas artísticas, cercas confiables, cenadores lujosos y muchas otras estructuras están hechas de WPC. El plástico de madera le permitirá equipar lujosamente los interiores de su espacio vital y hacer que su área suburbana sea realmente hermosa.

El costo del compuesto descrito depende del polímero que se use para fabricarlo. Si un fabricante fabrica WPC a partir de materias primas de polietileno, el precio de productos terminados será mínimo. Pero vale la pena señalar que dichos productos no son resistentes a la radiación ultravioleta. Pero los polímeros de cloruro de polivinilo le dan al plástico de madera una alta resistencia al fuego y a los rayos UV, y también lo hacen muy duradero. Los productos de WPC (en particular, las cubiertas) generalmente se dividen en sin costura y con costuras. Los primeros se montan sin abrazaderas, tornillos y otros accesorios. Dichos tableros simplemente se entrelazan entre sí, formando una superficie sólida sólida.

material plástico de madera

Pero para instalar productos con costuras, es necesario usar sujetadores de plástico o metal (la mayoría de las veces, las abrazaderas actúan como tales). Los tableros o tableros de WPC pueden ser huecos o macizos. Para arreglar las terrazas de las casas privadas, es mejor usar productos con huecos. Son ligeros y muy fáciles de trabajar. El plástico de madera de cuerpo completo, que puede soportar cargas significativas, es más adecuado para colocar en lugares públicos (terraplenes, restaurantes y bares de verano, cubiertas de barcos), donde hay un alto tráfico de personas.

Al elegir tableros de WPC, preste atención al grosor de sus paredes (debe ser de al menos 4-5 mm), la altura de los refuerzos (cuanto más altos sean, más confiables serán los productos en funcionamiento) y su número (Cuantas más costillas, más fuerte resulta el diseño).

También debe elegir sabiamente el ancho de los paneles y tableros compuestos. Hay un punto que debe entenderse aquí. H Cuanto más anchos sean los productos que compre, más fácil le resultará trabajar con ellos, porque para la instalación de dichos tableros necesitará significativamente menos sujetadores. . varios todavía Consejos útiles Para usted. Consulte con los vendedores de qué aserrín se fabricó el WPC. Si el fabricante utilizó madera blanda para estos fines, es mejor buscar otro material. ¿Por qué? Por la razón de que los compuestos a base de coníferas se consideran peligrosos para el fuego. Y las características de resistencia de tales productos dejan mucho que desear. El WPC basado en desechos de procesamiento de árboles de hoja caduca no tiene estas desventajas.

En los casos en que las rayas o áreas de luz sean claramente visibles en los paneles compuestos (tableros, losas), la confiabilidad operativa de los productos será baja. Lo más probable es que el fabricante haya utilizado harina de madera de baja calidad y, además, mal molida. Dichos paneles, por regla general, tienen un bajo índice de resistencia al agua. No se pueden usar al aire libre. La presencia de un color no uniforme en su superficie (manchas, transiciones de tonos claramente visibles) también habla de la calidad insuficiente del WPC.

Y ahora lo más interesante. Si lo desea, puede hacer fácilmente un digno análogo del WPC en casa. El plástico de madera hecho en casa está hecho de aserrín y pegamento PVA común y se usa para restaurar tablero de parquet, reparación de laminado en el suelo, restauración de otros suelos de madera. También se puede utilizar para la fabricación de pavimentos rugosos para suelos de cenadores y locales auxiliares.

Material compuesto de aserrín y pegamento.

WPC se hace a mano de acuerdo con el siguiente esquema:

  1. Muele el aserrín en un molinillo de café o molinillo de mano hasta obtener un polvo fino.
  2. Agregue cola de PVA al aserrín triturado (proporciones - 30 a 70%) y mezcle estos componentes hasta obtener una mezcla con consistencia de pasta.
  3. Vierta el tinte en la composición hecha (se recomienda usar aditivos utilizados para ordinario pintura a base de agua). Mezcla todo de nuevo.

¡Así que hiciste un plástico de madera casero! Siéntete libre de rellenar huecos en suelos de madera con esta composición. Después de que el WPC se haya endurecido, el área restaurada solo necesitará lijarse con esmeril de grano fino. También se puede usar una composición de bricolaje para equipar pisos nuevos. Recoja, haga WPC casero en las cantidades adecuadas y llénelo con una estructura de encofrado. El grosor de las tablas caseras en este caso debe ser de al menos 5 cm ¡Anímate!

La tarea de fabricar productos a partir de materiales compuestos termoplásticos de madera y polímeros es fundamentalmente simple: combinar todos los ingredientes del futuro compuesto en un material homogéneo y formar un producto de la forma deseada a partir de él. Sin embargo, su implementación requiere un cierto conjunto de equipos tecnológicos bastante complejos.

1. Principios generales de la tecnología.

La materia prima para la producción de WPC es harina de madera (o fibra), resina base en forma de suspensión o gránulos, y hasta 6-7 tipos de aditivos necesarios (aditivos).

Existen dos esquemas fundamentalmente diferentes para la obtención de productos de extrusión a partir de WPC termoplástico:

  • proceso de dos etapas (composición + extrusión),
  • proceso de un solo paso (extrusión directa).

En un proceso de dos pasos, primero se elabora un compuesto de polímero de madera a partir de los ingredientes originales. La resina y la harina están en dos silos. La harina secada en una instalación especial y la resina se envían a un dosificador de peso y entran en la mezcladora, donde se mezcla completamente en caliente con la adición de los aditivos necesarios. La mezcla resultante se forma aún más en forma de gránulos de tamaño mediano (pellets), que luego se enfrían en un dispositivo especial (enfriador).

Arroz. 1. Esquema para obtener un compuesto granulado de madera y polímero.

Luego, este compuesto se utiliza para la extrusión de productos de perfil, consulte el diagrama de la sección de extrusión, Fig. 2.


Arroz. 2. Esquema de la sección de extrusión

El granulado se introduce en la extrusora, se calienta hasta un estado plástico y se fuerza a través de la matriz. El perfil extruido se calibra, se corta (y, si es necesario, a lo largo) y se coloca en la mesa de recepción.

El compuesto de madera y polímero también se utiliza para moldear o prensar productos de WPC termoplástico.

En el caso de la extrusión directa, los ingredientes se envían directamente a la extrusora, véase, por ejemplo, uno de los diagramas de organización del proceso de extrusión directa de WPC en la Fig. 3.


Arroz. 3. Esquema de extrusión directa de compuestos de madera y polímero.

En este caso, la harina de madera se alimenta desde el búnker a la planta de secado, se seca hasta un contenido de humedad inferior al 1 % y entra en el búnker de almacenamiento. Luego, la harina y los aditivos ingresan al dispensador, y de él, al mezclador (mezclador). La mezcla (compuesto) preparada en la mezcladora se introduce en el capacidad de almacenamiento extrusor La resina, el pigmento y el agente lubricante de los contenedores apropiados se introducen en la extrusora, donde finalmente se mezclan, calientan y extruyen a través de una matriz. A continuación, el perfil resultante se enfría (y si es necesario) se calibra y luego se recorta a la longitud deseada. Este esquema se llama extrusión directa.

Ambos esquemas ahora se usan ampliamente en la industria, aunque muchos consideran que la extrusión directa es más avanzada.

Hay empresas en el extranjero que se especializan solo en la producción de gránulos para WPC, es decir. en venta. Por ejemplo, en WTL International, la capacidad de instalaciones de este tipo es de hasta 4500-9000 kg/h.

Para un diseño aproximado del equipo de la sección (línea) de extrusión para la extrusión directa de piezas de perfil, consulte el siguiente diagrama.

Dependiendo del propósito del proyecto, la producción de WPC extruido se puede implementar en forma de una sección compacta en una instalación, o en forma de taller (una planta con más o menos líneas de producción).

Las grandes empresas pueden tener docenas de plantas de extrusión.

Temperaturas límite del proceso de extrusión para diferentes tipos las resinas base se muestran en el diagrama de la Fig.6.

Figura 6. Temperaturas límite de la mezcla de trabajo (línea 228 grados - temperatura de ignición de la madera)

Nota. La mayoría de los polímeros naturales y sintéticos a temperaturas superiores a 100 grados. C es propenso a la degradación. Esto se debe al hecho de que la energía de las moléculas individuales llega a ser suficiente para destruir los enlaces intermoleculares. Cuanto más alta es la temperatura, más moléculas de este tipo se vuelven. Como resultado, la longitud de las cadenas moleculares del polímero se reduce, el polímero se oxida y las propiedades físicas y mecánicas del polímero empeoran significativamente. Cuando se alcanzan las temperaturas límite, la degradación de las moléculas de polímero se produce a gran escala. Por lo tanto, en la extrusión y la composición en caliente, es necesario controlar cuidadosamente la temperatura de la mezcla y esforzarse por reducirla y reducir el tiempo de operación. La degradación de los polímeros también ocurre durante el envejecimiento natural del compuesto cuando se expone a la radiación ultravioleta. No solo el plástico está sujeto a degradación, sino también las moléculas de polímero que forman la estructura del componente de madera del compuesto.

La presión de la mezcla fundida en el cilindro de la extrusora suele estar entre 50 y 300 bar. Depende de la composición de la mezcla, el diseño de la extrusora, la forma del perfil extruido y el índice de fluidez. Las potentes extrusoras modernas están diseñadas para presiones de funcionamiento de hasta 700 bar.

La velocidad de extrusión del WPC (es decir, la tasa de flujo de fusión de la matriz) está en el rango de 1 a 5 metros por minuto.

La parte principal de este proceso tecnológico es la extrusora. Por lo tanto, a continuación consideraremos algunos tipos de extrusoras.

2. Tipos de extrusoras

En la literatura nacional, las extrusoras a menudo se denominan prensas de tornillo sinfín. El principio de funcionamiento de la extrusora es el "principio de la picadora de carne" bien conocido por todos. Un tornillo giratorio (sinfín) captura el material de la entrada, lo compacta en el cilindro de trabajo y lo empuja hacia la matriz bajo presión. Además, la mezcla y compactación final del material tiene lugar en la extrusora.

El movimiento del material en la extrusora durante la rotación del tornillo se produce debido a la diferencia en los coeficientes de fricción del material sobre el tornillo y el cilindro. Como dijo en sentido figurado un experto extranjero: "El polímero se adhiere al cilindro y se desliza a lo largo del tornillo".

El calor principal en el cilindro de trabajo se libera debido a la compresión de la mezcla de trabajo y al trabajo de las fuerzas de fricción significativas de sus partículas en la superficie de la extrusora y entre sí. Para el procesamiento de termoplásticos, las extrusoras están equipadas con dispositivos adicionales para calentar la mezcla de trabajo, medir la temperatura y mantenerla (calentadores y enfriadores).

En la industria del plástico, las más comunes, debido a su relativa simplicidad y precio relativamente bajo, son las extrusoras monocilíndricas (de un solo tornillo), ver diagrama y foto, fig. 7.

Arroz. 7. Esquema estándar y apariencia de una extrusora monocilíndrica: 1- tolva; 2- barrena; 3 cilindros; 4- cavidad para circulación de agua; 5- calentador; 6- celosía; 7- cabeza formadora. Fases del proceso (I - suministro de material, II - calentamiento, III - compresión)

Las principales características de la extrusora son:

  • diámetro del cilindro, mm
  • la relación entre la longitud del cilindro y su diámetro, L / D
  • velocidad de rotación del tornillo, rpm
  • potencia del motor y del calentador, kW
  • productividad, kg/hora

Nota. El rendimiento de pasaporte de la extrusora es un valor condicional. El rendimiento real de la extrusora puede diferir significativamente de la especificación en un proceso particular, según el material que se esté procesando, el diseño de las matrices, el equipo de postextrusión, etc. Los indicadores de desempeño de un proceso de extrusión en particular son las relaciones entre productividad y consumo de energía, costo del equipo, cantidad de personal, etc.

El siguiente diagrama muestra las diferencias de rendimiento de las extrusoras de la serie TEM de la empresa inglesa NFM Iddon Ltd en la fabricación de gránulos y perfiles sobre diferentes composiciones de WPC.

El siguiente tipo es extrusora de tornillo cónico. Estructuralmente, es similar a una extrusora cilíndrica, pero el tornillo y la cavidad de trabajo tienen forma de cono. Esto hace posible capturar y empujar más vigorosamente el material suelto hacia el área de trabajo, compactarlo y elevar rápidamente la presión en el área de la matriz al nivel requerido.

Nota. Las extrusoras de un solo husillo cilíndricas y cónicas se pueden utilizar en la producción de perfiles WPC termoplásticos en un proceso de dos etapas, es decir, al procesar el compuesto de WPC terminado.

Más productivas son las extrusoras con dos tornillos cilíndricos o cónicos, ver fig. 8. Además, tienen propiedades de mezcla significativamente mejores. Los tornillos del extrusor pueden girar en una dirección o en direcciones opuestas.

Arroz. Fig. 8. Esquemas de tornillos de extrusoras de dos cilindros y dos conos: zona de alimentación, zona de compresión, zona de ventilación, zona de dosificación

El diseño de una máquina de doble husillo es mucho más complicado y costoso.

Los tornillos de las extrusoras modernas son una estructura compleja, ver Figura 6.9.a. y la fig. 6.9.b.


Figura 1.9. Ventana de verdad
seguimiento del proceso en la extrusora.

En la cavidad de trabajo de la extrusora tienen lugar varios procesos mecánicos, hidráulicos y químicos, cuya observación y descripción exacta es difícil. en la fig. 9 muestra una ventana especial de vidrio blindado para la observación directa del proceso de extrusión (FTI)

Debido a su alta productividad y buenas propiedades de mezcla, son las máquinas de doble tornillo las que se utilizan para implementar el esquema de extrusión directa de termoplástico WPC. Aquellas. llevan a cabo tanto la mezcla de los componentes como el suministro de la mezcla de trabajo preparada a la hilera. Además, las extrusoras de doble tornillo se utilizan a menudo en un proceso de dos etapas como mezcladores para producir gránulos de WPC.

Los tornillos de las máquinas de doble tornillo no tienen necesariamente solo superficies helicoidales. Para mejorar sus propiedades de mezcla, se pueden hacer secciones de mezcla especiales con otros tipos de superficies en los tornillos, lo que proporciona un cambio significativo en la dirección y la naturaleza del movimiento de la mezcla de trabajo y, por lo tanto, una mejor mezcla.

Recientemente, la firma japonesa Creative Technology & Extruder Co. Ltd para el procesamiento de composiciones de madera y polímeros, se propuso un esquema de diseño de extrusora combinada, en el que las extrusoras de doble tornillo y de un solo tornillo se combinan en un cuerpo de cilindro.

Los principales mecanismos de los fenómenos que ocurren durante la extrusión de materiales termoplásticos son bien conocidos. EN en términos generales ver por ejemplo el apéndice "Introducción a la extrusión"

Nota. Se utilizó una extrusora de disco en la instalación para la producción de láminas de madera y polímero en Rostkhimmash. En algunos casos, en la producción de WPC, se puede usar extrusión de pistón en lugar de extrusión de tornillo.

Existen métodos especiales de modelado matemático por computadora de los procesos de extrusión que se utilizan para calcular y diseñar extrusoras y troqueles, consulte la Fig. 10. y en sistemas de control por computadora para extrusoras.

Arroz. 10. Sistema de simulación por ordenador de procesos de extrusión.

Las extrusoras utilizadas en la producción de WPC deben estar equipadas con un dispositivo de desgasificación eficaz para eliminar vapores y gases y tener superficies de trabajo resistentes al desgaste, como un cilindro profundamente nitrurado y un tornillo reforzado con molibdeno.

Tradicionalmente, la tecnología de producción de WPC utiliza harina de madera con un contenido de humedad inferior al 1%. Sin embargo, las nuevas extrusoras modernas, diseñadas específicamente para la producción de WPC, pueden procesar harina con un contenido de humedad de hasta el 8 %, ya que están equipadas con un potente sistema de desgasificación. Algunas personas creen que el vapor de agua generado en la extrusora ayuda a facilitar el proceso de extrusión hasta cierto punto, aunque esta es una afirmación controvertida. Por ejemplo, la empresa Cincinnati Extrusion indica que la extrusora fabricada por la empresa mod. Fiberex A135 con un contenido de humedad de harina de 1-4% tendrá una productividad de 700-1250 kg/h, y con 5-8% solo 500-700 kg/h. Por lo tanto, una extrusora estándar, incluso equipada con un sistema de desgasificación, todavía no es una secadora, sino simplemente capaz de eliminar de manera más o menos efectiva la mezcla de trabajo. una pequena cantidad de humedad. Sin embargo, hay excepciones a esta situación, por ejemplo, la extrusora finlandesa Conex que se describe a continuación, que también puede trabajar en materiales húmedos.

Como regla general, el agua debe eliminarse por completo del material durante la extrusión para obtener una estructura compuesta densa y duradera. Sin embargo, si el producto se utilizará en interiores, entonces puede ser más poroso y, en consecuencia, menos denso.

Una de las extrusoras diseñadas específicamente para la producción compuestos de madera y polímeros, se muestra en la Fig. once.

Arroz. 11. Extrusora modelo DS 13.27 de Hans Weber Gmbh, tecnología "Fiberex"

Las extrusoras utilizadas en el proceso de dos etapas para la granulación previa de WPC están equipadas con un cabezal de granulación especial en lugar de una matriz de perfil. En el cabezal de granulación, el flujo de la mezcla de trabajo que sale de la extrusora se divide en varias corrientes de pequeño diámetro (hebras) y se corta en trozos cortos con un cuchillo.


Después de enfriar, se convierten en gránulos. Los gránulos se enfrían en aire o en agua. Los gránulos húmedos se secan. El WPC granular es adecuado para el almacenamiento, el transporte y el procesamiento posterior en piezas en la siguiente etapa del proceso tecnológico o en otra empresa mediante extrusión, moldeo por inyección o prensado.

Anteriormente, las extrusoras tenían una zona de carga. Los nuevos modelos de extrusoras que se están desarrollando para el procesamiento de materiales compuestos pueden tener dos o más zonas de carga: por separado para resina, por separado para rellenos y aditivos. Para adaptarse mejor al trabajo en diferentes composiciones, las extrusoras: los mezcladores a menudo están hechos de un diseño seccional plegable, lo que le permite cambiar la relación L / D

3. Troqueles (cabezas) de extrusoras

El troquel (el llamado "cabezal del extrusor") es una herramienta reemplazable del extrusor, que le da a la masa fundida que sale de la cavidad de trabajo del extrusor la forma necesaria. Estructuralmente, la matriz es una ranura a través de la cual se presiona (caduca) la masa fundida.

Arroz. 12. Cajón, perfil, calibrador.

En la hilera tiene lugar la formación final de la estructura del material. Determina en gran medida la precisión sección transversal perfil, su calidad superficial, propiedades mecánicas, etc. La hilera es la más importante parte integral sistema dinámico extrusor-matriz y realmente determina el rendimiento del extrusor. Aquellas. con diferentes troqueles, la misma extrusora es capaz de producir diferentes cantidades de perfiles en kilogramos o metros lineales (incluso para el mismo perfil). Depende del grado de perfección del cálculo reológico y de ingeniería térmica del sistema (tasa de extrusión, coeficiente de hinchamiento del extruido, deformaciones viscoelásticas, balance de flujos de extruído individuales, etc.). 6.13. se muestra el troquel (a la izquierda) de donde sale el perfil caliente (en el centro) y va al calibrador (a la derecha).

Para obtener productos con un perfil complejo, se utilizan matrices que tienen una resistencia relativamente alta al movimiento de la masa fundida. El principal problema que debe resolverse dentro de la matriz durante el proceso de extrusión, y especialmente para una pieza de perfil complejo, es igualar la velocidad espacial de los diversos flujos de fusión en la matriz en toda la sección del perfil. Por tanto, la velocidad de extrusión de perfiles complejos es menor que la de los simples. Esta circunstancia debe tenerse en cuenta ya en la etapa de diseño del perfil en sí, es decir. productos (simetría, espesores, disposición de nervios, radios de transición, etc.).

Figura 13. Matriz prefabricada de dos hilos para la producción de perfiles de ventana.

El proceso de extrusión permite que una extrusora produzca simultáneamente dos o más, por regla general, perfiles idénticos, lo que permite aprovechar al máximo la productividad de la extrusora en la producción de perfiles de tamaño medio. Para ello se utilizan matrices de dos hilos o de varios hilos. La foto muestra la apariencia de un troquel de dos hilos, ver Fig. trece

Los cajones están hechos de aceros fuertes y resistentes al desgaste. El costo de un troquel puede oscilar entre varios miles y varias decenas de miles de dólares (según el tamaño, la complejidad del diseño, la precisión y los materiales utilizados).

Parece que la complejidad técnica de las poderosas extrusoras modernas y las matrices para ellas (en términos de precisión, tecnologías de producción y materiales utilizados) se está acercando a la complejidad de los motores de los aviones, y lejos de todas las plantas de construcción de maquinaria pueden manejarlo. Sin embargo, es muy posible considerar la posibilidad de organizar la producción de equipos de extrusión domésticos, si utiliza componentes importados terminados (cilindros de trabajo, tornillos, cajas de engranajes, etc.). En el extranjero, hay empresas que se especializan en la fabricación de estos productos.

4. Dosificadores y mezcladores.

En la producción de materiales estructurales, las cuestiones de homogeneidad (uniformidad de estructura) y constancia de composición son, como saben, de suma importancia. La importancia de esto para los compuestos de madera y polímeros ni siquiera requiere una explicación especial. Por lo tanto, en la tecnología WPC se presta mucha atención a los medios de dosificación, mezcla y suministro de materiales. En la producción de WPC, se implementan varios métodos y esquemas tecnológicos para resolver estos procesos.

La dosificación de materiales se realiza de 5 maneras:

  • Dosificación volumétrica simple cuando el material se vierte en un recipiente de un tamaño determinado (balde medidor, barril o recipiente mezclador)
  • Dosificación por peso simple, cuando el material se vierte en un recipiente ubicado en la balanza.
  • Dosificación continua de volumen, por ejemplo con un tornillo dosificador. La regulación se lleva a cabo cambiando la velocidad de alimentación del dispositivo.
  • Dosificación ponderal continua (gravimétrica) con la ayuda de dispositivos electrónicos especiales.
  • Dosificación combinada, cuando unos componentes se dosifican de una forma y otros de otra.

La dosificación volumétrica es más barata, la dosificación gravimétrica es más precisa. Los medios de dosificación continua son más fáciles de organizar en un sistema automatizado.

La mezcla de componentes se puede llevar a cabo por métodos fríos y calientes. El compuesto caliente se envía directamente a la extrusora para formar el perfil o al granulador y enfriador para producir los gránulos. Un extrusor-granulador especial puede actuar como mezclador caliente.

Notas:

  1. Los materiales granulares suelen tener una densidad aparente estable y se pueden dosificar con bastante precisión mediante métodos volumétricos. Con los polvos, y más aún con la serrín, la situación es la contraria.
  2. Los materiales orgánicos líquidos y polvorientos son propensos a incendios y explosiones. En nuestro caso, esto se aplica especialmente a la harina de madera.

La mezcla de componentes se puede hacer diferentes caminos. Para ello, existen cientos de dispositivos diferentes, tanto los mezcladores más sencillos como las plantas mezcladoras automáticas, véase, por ejemplo, mezcladores de paletas para mezclas en frío y en caliente.

Arroz. 14. Estación de mezcla y dosificación computarizada de Colortonic

En la fig. 14. muestra un sistema gravimétrico para la dosificación y mezcla automática de componentes, diseñado específicamente para la fabricación de compuestos de madera y polímero. El diseño modular le permite formar un sistema para mezclar cualquier componente en cualquier secuencia.

5. Comederos

Una característica de la harina de madera es su densidad aparente muy baja y su fluidez no muy buena.

Arroz. 15. Diagrama estructural del alimentador

No importa qué tan rápido gire el tornillo extrusor, no siempre puede capturar una cantidad suficiente (en peso) de mezcla suelta. Por ello, para mezclas ligeras y harinas, se han desarrollado sistemas de alimentación forzada para extrusoras. El alimentador introduce la harina en el área de carga de la extrusora bajo cierta presión y, por lo tanto, garantiza una densidad suficiente del material. El diagrama de dicho alimentador se muestra en la Fig. quince.

Por lo general, los alimentadores forzados son suministrados por el fabricante junto con la extrusora por pedido especial para una mezcla específica, ver por ejemplo el esquema de la organización del proceso de extrusión directa ofrecido por Coperion, Fig. dieciséis.

Arroz. 16. Esquema de extrusión directa de WPC con alimentación forzada, Coperion.

El esquema prevé la carga de componentes individuales del material compuesto en diferentes zonas de la extrusora. La apariencia de una instalación similar de Milacron, ver Fig. 1.17.a.


Arroz. 17.a. Extrusora cónica de doble husillo TimberEx TC92 con sistema de alimentación forzada con una capacidad de 680 kg/h.

6. Refrigerador.

En los casos más simples, el proceso de extrusión de WPC se puede completar enfriando el perfil. Para esto, se usa un enfriador de agua simple, por ejemplo, un canal con un cabezal de ducha. El perfil caliente cae bajo los chorros de agua, se enfría y toma la forma y dimensiones finales. La longitud del canal se determina a partir de la condición de enfriamiento suficiente del perfil hasta la temperatura de transición vítrea de la resina. Esta tecnología es recomendada, por ejemplo, por Strandex y TechWood. Se utiliza cuando los requisitos de calidad de la superficie y precisión de la forma del perfil no son demasiado altos ( Construcción de edificio, algunos productos para cubiertas, etc.) o se espera un procesamiento posterior, como lijado, enchapado, etc.

Para productos con mayores requisitos para la precisión de las dimensiones del producto (estructuras prefabricadas, elementos interiores, ventanas, puertas, muebles, etc.), se recomienda utilizar dispositivos de calibración (calibradores).

Una posición intermedia en cuanto a la precisión de las dimensiones de los productos resultantes la ocupa la tecnología de enfriamiento natural del perfil por aire sobre una mesa de rodillos, utilizada, por ejemplo, por la empresa alemana Pro-Poly-Tec (y parece ser una de las empresas coreanas).

7. Calibradores.

El perfil que sale de la matriz tiene una temperatura de hasta 200 grados. Durante el enfriamiento, se produce una contracción térmica del material y el perfil cambia necesariamente de tamaño y forma. La tarea del calibrador es proporcionar una estabilización forzada del perfil durante el proceso de enfriamiento.

Los calibradores están refrigerados por aire y agua. Hay calibradores combinados de agua y aire que proporcionan un mejor prensado del extruido a las superficies de formación del calibrador. Los calibradores de vacío se consideran los más precisos, en los que las superficies móviles del perfil formado son succionadas por vacío hacia las superficies de la herramienta de formación.

La empresa austriaca Technoplast ha desarrollado recientemente un sistema especial para la calibración con agua y el enfriamiento de perfiles de madera y polímero, llamado Lignum, véase la fig. Dieciocho.

Arroz. 18. Sistema de calibración Lignum de Technoplast, Austria

En este sistema, la calibración del perfil se lleva a cabo con la ayuda de un accesorio especial en el troquel, en el que se produce el enfriamiento por vórtice de agua de la superficie del perfil.

8. Dispositivo de tracción y sierra de corte.

A la salida de la extrusora, el compuesto caliente tiene poca resistencia y puede deformarse fácilmente. Por ello, para facilitar su movimiento a través del calibrador, se suele utilizar un dispositivo de tracción, normalmente de tipo oruga.

Arroz. 19. Dispositivo de tracción con sierra tronzadora de Greiner

El perfil es capturado con delicadeza por las huellas de la pista y se retira del calibrador a una velocidad estable predeterminada. En algunos casos, también se pueden utilizar máquinas de rodillos.

Para dividir el perfil en segmentos de la longitud requerida, se utilizan sierras pendulares circulares móviles, que se mueven junto con el perfil durante el aserrado y luego regresan a su posición original. El dispositivo de aserrado, si es necesario, puede equiparse con una sierra longitudinal. El dispositivo de arrastre se puede hacer en la misma máquina que la tronzadora, ver foto en la fig. diecinueve.

9. Mesa de recepción

Puede tener diseño diferente y grado de mecanización. El eyector de gravedad más simple es el más utilizado. Aspecto véase, por ejemplo, la Fig. 20


Arroz. 20. Mesa de descarga automatizada.

Todos estos dispositivos montados juntos, equipados con un sistema de control común, forman una línea de extrusión, ver fig. 21

Arroz. 21. Línea de extrusión para la producción de WPC (mesa de recepción, sierra, dispositivo de tracción, calibrador, extrusor)

Se utilizan varios carros, transportadores y cargadores para mover perfiles por la empresa.

10. Trabajos de acabado.

En muchos casos, un perfil hecho de WPC no requiere procesamiento adicional. Pero hay muchas aplicaciones donde, por razones estéticas, es necesario un trabajo de acabado.

11. Embalaje

Los perfiles terminados se recogen en bolsas de transporte y se atan con cinta de polipropileno o metal. Las partes responsables de la protección contra daños se pueden cubrir adicionalmente, por ejemplo, con película de polietileno, tiras de cartón).

Los perfiles pequeños pueden requerir un embalaje rígido (cajas de cartón, cajones) para protegerlos contra roturas.

análogos domésticos.

En el curso de la investigación de información en el campo de la extrusión de WPC, también se llevó a cabo una búsqueda de tecnologías domésticas. La única línea para la producción de láminas de madera y polímero la ofrece la planta de Rostkhimmash, sitio web http://ggg13.narod.ru

Especificaciones de la línea:

Tipo de producto - hoja 1000 x 800 mm, espesor 2 - 5 mm

Productividad 125 - 150 kg por hora

Composición de línea:

  • extrusora de doble husillo
  • extrusora de disco
  • cabeza y calibre
  • baño de calibración de vacío
  • dispositivo de transporte
  • dispositivo de corte, para recortar bordes y recortar a medida
  • almacenamiento automático

Dimensiones totales, mm, no más

  • longitud, 22500 mm
  • ancho, 6000 mm
  • altura, 3040 mm

Peso - 30 620 kg

La capacidad instalada de equipos eléctricos es de unos 200 kW.

Esta configuración se puede evaluar de la siguiente manera:

  • tiene un bajo rendimiento
  • no adaptado a la producción de piezas de perfil
  • precisión extremadamente baja (+/- 10% en espesor)
  • alto consumo de material específico y consumo de energía

Los detalles se pueden cortar y pulir cada uno de ellos a mano, pero esta técnica es muy imperfecta: requiere mucho esfuerzo y es imposible obtener dos productos absolutamente idénticos. Por ello, en este material aprenderás a realizar la inyección de plástico en casa.

Lo que podríamos necesitar

Para el moldeado de plástico hecho a sí mismo, no necesitamos herramientas o materiales especiales. Podemos hacer un modelo de plantilla, una especie de matriz, de casi cualquier cosa, de metal, cartón o madera. Pero independientemente de la opción que elija, en cualquier caso, debe impregnarse con una solución especial antes de comenzar a trabajar. Esto es especialmente cierto para la madera y el papel, ya que absorben la humedad de forma activa y, para evitar este proceso, debemos rellenar los poros, preferiblemente con cera líquida.

Silicona.

Si nos decidimos por esta opción, debe comprarla con la viscosidad más baja; esto contribuirá a una mejor racionalización de la pieza. Por supuesto, los resultados serán más precisos. Hay una gran cantidad de sus variedades en el mercado moderno, y no tiene sentido compararlas entre sí: no tenemos ni el tiempo ni la oportunidad para esto. Solo podemos decir con certeza que el sellador para automóviles, preferiblemente rojo, es ideal para recubrir. Con él, verter plástico en casa será mucho más fácil.

Determinación del material de fundición

Para ser honesto, hay incluso más materiales de moldeo que grados de silicona. Entre ellos se encuentran el plástico líquido y el yeso ordinario mezclado con cola de PVA e incluso resina de poliéster. Las sustancias para soldadura en frío, metales de bajo punto de fusión, etc., son algo menos populares. Pero en nuestro caso, nos basaremos en algunas otras características de las sustancias de fundición:

  • La duración de su trabajo.
  • Viscosidad.

Respecto al primer punto, indica el tiempo durante el cual podemos realizar manipulaciones con el material que aún no ha endurecido. Por supuesto, si la fabricación de productos de plástico se lleva a cabo en la fábrica, dos minutos serán más que suficientes. Bueno, nosotros, que lo hacemos en casa, necesitamos al menos cinco minutos. Y si sucediera que materiales adecuados Si no pudo obtenerlo, entonces es muy posible reemplazarlos con una resina epoxi simple. ¿Dónde buscarlo? En talleres mecánicos o en tiendas para aficionados al aeromodelismo. Además, dicha resina se encuentra a menudo en las ferreterías ordinarias.

Hacer una forma de corte

Este es ideal para verter plástico con sus propias manos, ya que se pueden verter tipos inusuales de resinas. Se puede considerar un pequeño truco de esta técnica: en la etapa preliminar, toda la superficie del modelo debe tratarse con silicona y luego, después de que el material se haya endurecido por completo, se puede cortar la matriz. Después de eso, extraemos su "interior", que nos será útil para continuar con la fundición. Para que nos ajustemos a la forma, debemos aplicar una capa de sellador de tres milímetros, después de lo cual simplemente esperamos a que el material se endurezca; por lo general, toma dos horas. En este caso, es conveniente aplicarlo con un pincel. Al aplicar la primera capa, debemos intentar rellenar todas las irregularidades o huecos con el material para que no se formen burbujas de aire posteriormente.

como es el proceso de casting

Primer paso.

Tomamos el molde de fundición y lo limpiamos a fondo; debe estar seco y limpio. Todos los restos del material que quede después de los procedimientos preliminares deben ser eliminados.

Segundo paso.

Si surge la necesidad, podemos cambiar ligeramente el color de nuestra composición: para esto solo necesita agregarle una gota de pintura, pero en ningún caso agua (los plásticos líquidos tienen una aversión personal por ellos).

Tercer paso.

No hay necesidad de desgasificar nuestra mezcla de fundición. Esto puede explicarse por el hecho de que el moldeado de plástico en el hogar proporciona inicialmente la duración relativamente corta de su "vida". Al mismo tiempo, para extraer las burbujas de aire de los productos de tamaño pequeño, solo es necesario eliminarlas manualmente después del vertido.

Cuarto paso.

Mezcle bien todos los componentes necesarios y viértalo en la forma de la plantilla lentamente, en una corriente delgada. Esto debe hacerse hasta que la mezcla llene todo el volumen y algo más del canal de colado. Y pronto, cuando se lleve a cabo el procedimiento de desgasificación, el volumen de este material disminuirá significativamente y se convertirá en lo que necesitamos.

Y el último consejo: para que la calidad del modelo sea alta, debe enfriar la plantilla gradualmente, lentamente. Entonces, ¡sigue todas las instrucciones y tendrás éxito!