Введение
Сегодня перед человечеством стоит задача найти новые способы удовлетворения потребностей промышленности, минимизируя негативное воздействие на окружающую среду. Одной из ключевых проблем является производство строительных материалов, особенно древесно-стружечных плит (ДСП). Спрос на эти изделия неуклонно растёт — ежегодно рынок увеличивается на 2–5%, составляя значительную долю в общем объёме потребления древесных продуктов. Однако традиционные методы производства ДСП связаны с использованием синтетических клеёв, содержащих формальдегиды, что негативно сказывается на здоровье людей и экологии планеты.
Для решения этой проблемы группа международных исследователей представила новый метод создания экологически чистых и огнеупорных древесно-стружечных панелей из биомассы растения Miscanthus × giganteus (мискантус гигантский).
Почему мискантус гигантский?
Биомасса растений, такая как мискантус гигантский, представляет собой отличный источник сырья для замены традиционной древесины. Это растение обладает высокой урожайностью и быстрорастущими свойствами, что делает его экономически выгодным и возобновляемым ресурсом. Благодаря своей химической структуре, схожей с древесиной, оно идеально подходит для производства различных видов древесноподобных изделий.
Исследования последних лет показали, что использование органических веществ, содержащихся в лигноцеллюлозе (структурных компонентах растительных клеток), позволяет производить ДСП без добавления вредных клеевых составов. Природный лигнин, содержащийся в биомассе, способен создавать прочные связи между волокнами при воздействии высоких температур и давления. Таким образом, достигается устойчивость продукции без ущерба для здоровья и природы.
Результаты исследования
В данном исследовании рассматривался новый метод огнезащиты с помощью фитиновой кислоты и мочевины для обработки частиц мискантуса после парового взрыва, а также их применение в огнестойких панелях без связующего с добавлением или без оливковых выжимок. Были подробно изучены процессы парового взрыва, огнезащиты и подготовки панелей. Оказалось, что пропитка частиц мискантуса водой с последующей паровой обработкой при 210°C в течение 8 минут приводит к образованию частиц с большим содержанием лигнина и лучшей однородностью по размерам, что необходимо для создания панелей без связующего (образец Mse - N8_2).
Чтобы получить огнеупорные частицы с низким содержанием фосфора и азота (1% P и 1,5% N), исследователи обработали взорванный паром мискантус водным раствором, содержащим 20% фитиновой кислоты и 10% мочевины.
Для сравнительного эксперимента на огнеупорность были изготовлены 4 образца ДСП: Mse - из измельченных частиц мискантуса, не обработанных фитиновой кислотой и мочевиной; Mseg - из измельченных частиц мискантуса,обработанных фитиновой кислотой и мочевиной; MseOP -из измельченных частиц мискантуса и оливковых выжимок, не обработанных фитиновой кислотой и мочевиной; MsegOP - из измельченных частиц мискантуса и оливковых выжимок, обработанных фитиновой кислотой и мочевиной. Полученные в этом исследовании ДСП без связующего имели среднюю плотность в диапазоне от 697 до 717 кг/м3.
После обработки пламенем, было замечено, что панели продемонстрировали три различных типа поведения.
1. Панели, содержащие измельченные частицы мискантуса, не обработанные фитиновой кислотой и мочевиной с добавлением или без добавления оливковых выжимок (панели Mse и MseOP), легко воспламенялись и к концу испытания теряли значительное количество вещества.
2. ДСП, содержащие привитые фосфором мискантус и оливковые выжимки
(MsegOP), были самозатухающими, так как они воспламенялись, но быстро гасли.
3. Панели Mseg, содержащие привитые фосфором частицы мискантуса, были огнеупорными (негорючими), поскольку они даже не улавливали огонь и пламя не распространялось, демонстрируя, таким образом, отличные противопожарные характеристики.
Таким образом, проведённый эксперимент подтверждает, что предлагаемый экологически чистый метод огнезащиты с применением фитиновой кислоты и мочевины может успешно применяться для повышения огнестойкости частиц мискантуса, которые в последующем могут быть использованы в производстве огнеупорных панелей без связующего.
Заключение
Предложенный метод производства древесно-стружечных панелей из мискантуса гигантского открывает путь к созданию экологически чистого строительного материала с высокими эксплуатационными характеристиками. Новый подход не только решает проблему токсичности традиционных ДСП, но и способствует развитию устойчивого производства, основанного на возобновляемых источниках сырья.
_________________________________________________________________________________________
Первоисточник публикации - https://www.semanticscholar.org/paper/An-Extensive-Study-of-an-Eco-Friendly-Fireproofing-Khalaf-Sonnier/34c85eb8deb55150dc6ddce4952feca0952f323b
Если вам понравилась статья, не забудьте поставить 👍 и подписаться на наш канал ✅!
Наш сайт: https://misc.farm
Телефон: +7 (495) 177-89-89
Email: info@misc.farm
Мы в соцсетях:
Telegram: https://t.me/miscant
Одноклассники: https://ok.ru/group/70000007152054
Rutube: https://rutube.ru/channel/37881605/