МЕЛНИЦИ ЗА ПРИГОТВЯНЕ НА ДЪРВЕСНИ ПЛЪТНИЦИ
ДЪРВОПОЛИМЕРНИ КОМПОЗИТИ
Добре дошли в тематичния раздел, посветен на съвременните композитни материали, получени от дървесина на базата на термопластични смоли - дървесно-полимерни композити (WPC). Днес те успешно изместват естествените и дори синтетичните материали, които вече не отговарят напълно на изискванията на дизайнери, архитекти и технолози. Напредъкът в науката и технологиите, воден от идеологията за икономично и екологосъобразно използване на дървесните ресурси, направи възможно създаването на технологии, които също успяха да накарат дървесината да „тече“. Следователно DPKT понякога се нарича "течно дърво". В този раздел: технологии за производство и обработка, материали и тяхното приложение, пазарни тенденции и новини.
МЕЛНИЦИ ЗА ПРИГОТВЯНЕ НА ДЪРВЕСНИ ПЛЪТНИЦИ
Най-важните фактори, определящи количествения и качествения състав на ПМ, са съвместимостта на техните компоненти, както и дисперсността на пълнителя. С намаляване на размера на частиците (при условие, че те са добре смесени с полимерно свързващо вещество), тяхната максимална концентрация в състава на PM се измества към по-високи стойности (до 70-80 wt%), като по този начин предизвиква допълнително повишаване на физичните и механични характеристики на напълнения PM.
Ефективен начин за подобряване на съвместимостта на полимерите с пълнителите е финото смилане на последните, което е придружено от образуването на свежи, реактивни повърхности. Според редица характеристики механичното смилане е най-универсалният и икономичен начин за получаване на фино диспергирани прахове от евтини, практически „отпадъчни“ материали.Един от най-разпространените органични PM пълнители е дървесното брашно. Високата якост на огъване и опън, ниската плътност, ниската топлопроводимост и влакнестата структура на дървесното брашно доведоха до използването му в производството на пластмаси, каучук и др. Качеството на тези ПМ се определя до голяма степен от свойствата на дървесния пълнител и преди всичко от размера на частиците.
Доскоро механичното смилане на еластични материали с ниска плътност беше свързано със значителни трудности и беше съпроводено с висока консумация на енергия. Така че, за да се получи сравнително груб продукт от дървесни отпадъци (например класове 160-560), традиционно се използват чукови мелници, които всъщност са модифицирани трошачки, способни да произвеждат прах с желаното качество само в затворен цикъл на смилане с огромна циркулация на „зърна“. Опитите за използване на вибрационни мелници за смилане на дървесни отпадъци, въпреки че направиха възможно получаването на прахове, съответстващи на клас 100, обаче, консумацията на енергия също се оказа много висока - около 1000-1200 kWh на тон продукт. В допълнение, предпоставка за използването на вибрационни мелници беше предварителното фино раздробяване на суровините, както и изсушаването им до 4% съдържание на влага, което допълнително увеличи разхода на енергия за получаване на дървесен прах. Експериментите с мелници с въздушна струя също са неуспешни по отношение на по-фино смилане и намалена консумация на енергия. Поради слабата смилаемост на дървесината в сравнение с минералните вещества (кварц, варовик и др.), тези агрегати не са подходящи за производството на фини степени на прах - 120 или по-малко.
Основният проблем при получаването на дървесно брашно с помощта на мелници, първоначално предназначени за работа с крехки материалиполикристална структура, се свързва с реализирания от тях принцип на смилане. Минералните суровини като правило имат якост на натиск 8-10 пъти по-голяма от якостта на огъване и опън, т.е. рационално е да се използва удар, за да се смачка. И чуковите мелници, и мелниците с въздушна струя са от типа смилащо оборудване с ударно действие, вибрационните мелници са от ударно-триещ тип. Въпреки това, дървесните отпадъци, като дървени стърготини, талаш, дървени стърготини и др., Не са крехки материали, а напротив, еластичните, въздействието върху тях не води до тяхното унищожаване и следователно смилането на такива материали трябва да се извършва по други начини.
Съвсем очевидно е, че ниската ефективност на чуковите мелници, използвани при производството на дървесно брашно, е свързана с изключително неоптимален принцип на смилане на този материал. Шарнирните ударни елементи сами по себе си не са в състояние да разрушат еластичните частици на дървото, те само им придават вихровия характер на движението. Следователно бяха получени повече от скромни резултати от смилане не поради „основните“, а поради „страничните“ ефекти от движението на смилащите органи - завихряне на потока и самоабразия на частиците в този поток. И самият дизайн на чукови мелници, поради големите работни междини и масивността на ротора, не засилва положителния ефект от взаимното смилане на частици в плътни потоци.
За да се намали радикално консумацията на енергия за получаване на фино диспергиран дървесен прах, е необходимо да се създаде машина за смилане от коренно различен тип, различна от чукови, вибрационни и струйни мелници.
Машиностроителното предприятие "ТЕХПРИ-БОР" разработи и пусна в производство роторна мелница модел IM-450, предназначена за фино смилане на дървесни отпадъци. Мелницата принадлежи към типашлифовъчно оборудване с абразивно действие, работният му орган е роторно колело с лопатки. Основната разлика на мелницата с работно колело IM-450 от оборудването с подобно предназначение е възможността за образуване на зона на интензивно самосмилане на тороидална форма в камерата за смилане, където вихровият характер на движението на частиците се допълва от тяхното радиално движение в плътен слой.
Оригиналният дизайн на работното колело и статора на мелницата ви позволява да създадете две почти независими зони на смилане. Първата зона има увеличени работни хлабини, за да се предотвратят повреди на работните органи, свързани с навлизането на несмилаеми включвания в камерата за смилане, а втората, напротив, има малки празнини за ефективно смилане и динамично разделяне на частиците според техния размер. Тестовете на работната мелница IM-450 потвърдиха високата ефективност на това оборудване при смилане на неподготвени дървени стърготини от иглолистна и твърда дървесина.
Полученият прах се състои от частици с размер 2-5 микрона (70%) и 7-10 микрона (30%) (изследвания за изследване на гранулометрията на праха са извършени от Държавния изследователски институт "Синтезбелок"). Производителността на мелницата е 100 kg/h, разходът на енергия за получаване на един тон фин прах не надвишава 300 kWh.
По този начин, в сравнение с известните видове оборудване за фино смилане на дървесина, мелницата с ротор IM-450 има 3,5-4 пъти по-ниска консумация на енергия за получаване на дървесен прах с размер D90
Текущата ситуация и прогнозата за развитието на българския пазар на WPC можете да намерите в доклада на Академията за индустриални пазарни изследвания „Пазар на дървесно-полимерни композитни материали в България”.
А. Б. Липилин, генерален директор на MP "Techpribor",