Древесноволокнистая плита средней плотности ( МДФ ) - это конструктивное изделие из древесины, получаемое путем измельчения остатков твердой или мягкой древесины на древесные волокна, часто в дефибраторе , комбинируя их с воском и связующим на основе смолы и формируя из них панели путем приложения высокой температуры и давления . [1] МДФ обычно более плотный, чем фанера . Он состоит из отдельных волокон, но может использоваться как строительный материал, аналогичный по применению фанере. Он прочнее и плотнее, чем ДСП . [2]
Название происходит от различия в плотности из древесноволокнистых плит . Крупномасштабное производство МДФ началось в 1980-х годах как в Северной Америке, так и в Европе. [3]
Физические свойства
Со временем термин «MDF» стал общим названием для любой сухого процесса древесно - волокнистой плиты . МДФ обычно состоит из 82% древесного волокна , 9% клея на основе карбамидоформальдегидной смолы, 8% воды и 1% парафинового воска . [4] Плотность обычно составляет от 500 до 1000 кг / м 3 (от 31 до 62 фунтов / куб. Фут). [5] Диапазон плотности и классификации картона как легкой, стандартной или высокой плотности - неправильное название и сбивает с толку. Плотность плиты, если ее оценивать по отношению к плотности волокна, которое идет на изготовление панели, очень важна. Толстая панель из МДФ с плотностью 700–720 кг / м 3 (44–45 фунтов / куб фут) может считаться высокой плотностью в случае панелей из мягких древесных волокон, тогда как панель такой же плотности, сделанная из волокон твердой древесины, является не считается так. Эволюция различных типов MDF была обусловлена различной потребностью в конкретных областях применения.
Типы
Различные виды МДФ (иногда обозначаемые цветом):
- Сверхлегкая плита МДФ (ULDF) [6]
- Влагостойкая плита обычно зеленого цвета
- Огнестойкий МДФ обычно бывает красного или синего цвета.
Хотя при производстве всех типов древесноволокнистых плит используются аналогичные производственные процессы, типичная плотность МДФ составляет 600–800 кг / м 3 или 0,022–0,029 фунта / дюйм 3 , в отличие от древесностружечных плит (500–800 кг / м 3 ) и на древесноволокнистые плиты высокой плотности (600–1 450 кг / м 3 ).
Производство
В Австралии и Новой Зеландии основным видом дерева, используемого для изготовления МДФ, является выращенная на плантациях сосна лучистая , но также использовалось множество других продуктов, включая древесину, макулатуру и волокна. Если требуется влагостойкость, можно использовать часть видов эвкалипта , используя эндемичное содержание масла в таких деревьях. [7]
Производство чипов
Окорка с деревьев производится после срезки. Кора может быть продана для использования в озеленении или использована в качестве топлива из биомассы в местных печах . Окоренные бревна отправляются на завод МДФ, где проходят процесс рубки . Типичный дисковый измельчитель содержит от четырех до 16 ножей. Любые полученные микросхемы слишком большого размера могут быть повторно обработаны; в качестве топлива можно использовать мелкую стружку. Затем стружку промывают и проверяют на наличие дефектов. Чипы могут храниться навалом, как резерв для производства. [7]
Производство волокна
По сравнению с другими древесноволокнистыми плитами, такими как масонит , МДФ отличается следующей частью процесса и тем, как волокна обрабатываются как отдельные, но неповрежденные волокна и сосуды, производимые сухим способом. [7] Затем щепа уплотняется в маленькие пробки с помощью шнекового питателя, нагревается в течение 30–120 секунд для размягчения лигнина в древесине, а затем подается в дефибратор . [7] Типичный дефибратор состоит из двух вращающихся в противоположных направлениях дисков с канавками на лицевых сторонах. Стружка подается в центр и подается наружу между дисками за счет центробежной силы. Уменьшение размера бороздок постепенно разделяет волокна, чему способствует размягченный лигнин между ними. [7]
Из дефибратора пульпа попадает в продувочную линию, отличительную часть процесса производства МДФ. Это расширяющийся круговой трубопровод, первоначально диаметром 40 мм, увеличивающимся до 1500 мм. На первом этапе вводится воск, который покрывает волокна и равномерно распределяется за счет турбулентного движения волокон. Мочевино-формальдегидные смолы затем вводятся в качестве основного связующего вещества. Воск улучшает влагостойкость, а смола изначально помогает уменьшить комкование. Материал быстро высыхает в последней нагретой камере расширения выдувной линии и превращается в тонкое, пушистое и легкое волокно. Это волокно можно использовать немедленно или хранить. [7]
Формование листа
Сухое волокно засасывается в верхнюю часть «пендистора», который равномерно распределяет волокно в однородный мат под ним, обычно толщиной 230–610 мм. Мат предварительно сжимается и либо отправляется прямо на горячий пресс непрерывного действия, либо разрезается на большие листы для горячего пресса с несколькими отверстиями. Горячий пресс активирует связующую смолу и устанавливает профиль прочности и плотности. Цикл прессования осуществляется поэтапно: сначала толщина мата сжимается примерно в 1,5 раза больше толщины готовой плиты, а затем сжимается поэтапно и выдерживается в течение короткого периода. Это дает профиль плиты с зонами повышенной плотности, следовательно, механической прочности вблизи двух сторон плиты и менее плотной сердцевиной. [7]
После прессования МДФ охлаждается в сушилке Star или охлаждающей карусели, обрезается и шлифуется. В некоторых случаях плиты также ламинируются для дополнительной прочности.
Воздействие МДФ на окружающую среду с годами значительно улучшилось. [ необходима цитата ] Сегодня многие плиты МДФ изготавливаются из различных материалов. Сюда входят другие виды древесины, лом, переработанная бумага, бамбук, углеродные волокна и полимеры, рубки ухода за лесом и обрезки лесопилок.
Поскольку производителей заставляют выпускать более экологичные продукты, они начали тестирование и использование нетоксичных связующих. Вводится новое сырье. Солома и бамбук становятся популярными волокнами, потому что они являются быстрорастущими возобновляемыми ресурсами.
Сравнение с натуральным деревом
МДФ не содержит сучков и колец, что делает его более однородным, чем натуральная древесина, при распиловке и эксплуатации. [8] Однако МДФ не полностью изотропен , поскольку волокна плотно прижаты друг к другу сквозь лист. Типичный МДФ имеет твердую, плоскую, гладкую поверхность, что делает его идеальным для облицовки, так как нет видимых волокон, которые можно было бы передать сквозь тонкий шпон, как в случае фанеры. Доступен так называемый МДФ «премиум», который отличается более равномерной плотностью по всей толщине панели.
МДФ может быть клееным, приклеенным или ламинированным. Типичными крепежными элементами являются Т-образные гайки и крепежные винты с полукруглой головкой . [9] Гвозди с гладким стержнем плохо держатся, как и шурупы с мелким шагом, особенно по краю. Доступны специальные винты с крупным шагом резьбы, но подойдут и винты для листового металла . МДФ не подвержен раскалыванию при установке шурупов на лицевую сторону материала, но из-за выравнивания древесных волокон может расколоться, когда шурупы установлены на краю плиты без направляющих отверстий .
Преимущества
- Соответствует по прочности и размеру
- Формы хорошо
- Стабильные размеры (меньшее расширение и сжатие, чем у натурального дерева)
- Хорошо переносит краску
- Хорошо принимает столярный клей
- Высокая прочность на вырыв шурупа по лицевой поверхности материала.
- Это гибкий
Недостатки
- Плотнее фанеры или ДСП
- Низкосортный МДФ может разбухать и ломаться при насыщении водой
- Может деформироваться или расширяться во влажной среде, если не герметизирован
- Может выделять формальдегид , который является известным канцерогеном для человека [10] и может вызывать аллергию, раздражение глаз и легких при резке и шлифовании [11]
- Лезвия затупляются быстрее, чем многие виды древесины: использование режущих инструментов с режущими кромками из карбида вольфрама практически обязательно, так как быстрорежущая сталь затупляется слишком быстро.
- Хотя это не имеет зерна в плоскости доски, у него есть один в совет. Ввинчивание в край доски, как правило, приводит к ее расколу, аналогичному расслаиванию.
Приложения
МДФ часто используется в школьных проектах из-за его гибкости. Панели Slatwall из МДФ используются в производстве торгового оборудования . МДФ в основном используется для внутреннего применения из-за его плохой влагостойкости. Он доступен в сыром виде, с мелко отшлифованной поверхностью или с декоративным покрытием.
МДФ также может использоваться для изготовления мебели, такой как шкафы, из-за его прочной поверхности. [12]
Соображения безопасности
При резке МДФ в воздух выбрасывается большое количество частиц пыли. Респиратора должна быть изношена и материал вырезать в контролируемом и вентилируемом помещении. Герметизация открытых краев является хорошей практикой для ограничения выбросов связующих, содержащихся в этом материале.
Формальдегидные смолы обычно используются для связывания волокон в МДФ, и испытания неизменно показывают, что изделия из МДФ выделяют свободный формальдегид и другие летучие органические соединения, которые представляют опасность для здоровья в концентрациях, считающихся небезопасными, в течение как минимум нескольких месяцев после производства. [13] [14] [15] Мочевина-формальдегид всегда медленно выделяется с краев и поверхности МДФ. При покраске рекомендуется покрыть все стороны готовой детали, чтобы запечатать свободный формальдегид. В качестве отделки можно использовать воск и масло, но они менее эффективны для герметизации в свободном формальдегиде. [8]
Достигнут ли эти постоянные выбросы формальдегида вредных уровней в реальных условиях, еще полностью не определено. Основное беспокойство вызывают отрасли, в которых используется формальдегид. Еще в 1987 году Агентство по охране окружающей среды США классифицировало его как «вероятный канцероген для человека», а после дополнительных исследований Международное агентство ВОЗ по изучению рака (IARC) в 1995 году также классифицировало его как «вероятный канцероген для человека». Дополнительная информация и оценка всех известных данных побудили IARC реклассифицировать формальдегид как «известный канцероген для человека» [10], связанный с раком носовых пазух и раком носоглотки, и, возможно, с лейкемией в июне 2004 года [16].
В соответствии с Международными стандартами выбросов формальдегида для композитных материалов используются три европейских класса формальдегида, E0, E1 и E2, на основе измерения уровней выбросов формальдегида. Например, E0 классифицируется как содержащий менее 3 мг формальдегида на каждые 100 г клея, используемого при производстве древесностружечных плит и фанеры. E1 и E2 классифицируются как содержащие 9 и 30 г формальдегида на 100 г клея соответственно. Во всем мире существуют различные схемы сертификации и маркировки таких продуктов, которые могут явно указывать на выброс формальдегида, например, Калифорнийский совет по воздушным ресурсам. [17]
Шпонированный МДФ
Шпонированный МДФ обеспечивает многие преимущества МДФ благодаря декоративному поверхностному слою шпона дерева . В современном строительстве, подстегиваемое высокой стоимостью древесины твердых пород, производители применяют этот подход для получения высококачественной отделочной пленки, покрывающей стандартную плиту МДФ. Один из распространенных типов - это шпон дуба. [18] Изготовление фанерованного МДФ - сложная процедура, которая включает в себя получение очень тонкого среза твердой древесины (толщиной около 1-2 мм), а затем с помощью методов высокого давления и растяжения оборачивают им профилированные плиты МДФ. Это возможно только с очень простыми профилями, иначе, когда тонкий слой древесины высохнет, он сломается в местах изгибов и углов.
Смотрите также
- Ориентированно-стружечная плита
- Твердое дерево
Рекомендации
- ^ Спенс, Уильям П. (2005). Руководство по ремонту домашних плотников и плотников . Нью-Йорк : Стерлинг. ISBN 1-4027-1055-0 стр. 114
- ^ «Древесноволокнистые плиты средней плотности, литье, тиснение, кухонные шкафы - Ассоциация композитных панелей» . Contemporarysurfaces.org . Проверено 2 апреля 2014 .
- ^ Организация Объединенных Наций (2005). Перспективное исследование лесного сектора Европы: 1960/2000/2020, основной отчет . Нью-Йорк [ua]: Организация Объединенных Наций. п. 32. ISBN 9211169216 .
- ^ Р. Козловски и М. Хельвиг (декабрь 1996 г.). Критический взгляд на модификацию целлюлозы . Материалы Международного симпозиума по модификации целлюлозы. Гонолулу, США.
- ^ ANSI A208.2 MDF для внутренних работ (PDF) . Гейтерсбург, Мэриленд: Ассоциация композитных панелей. 2002. с. 3. Архивировано из оригинального (PDF) 05 января 2012 года . Проверено 6 июня 2012 .
- ^ «МДФ, ЛДФ, ХДФ - www.sppd.pl» . Sppd.pl . Проверено 17 января 2018 .
- ^ Б с д е е г «Производственный процесс» . ДВП средней плотности . Департамент лесного хозяйства Австралийского национального университета .
- ^ а б «ДВП средней плотности» . Design-technology.org . Проверено 2 апреля 2014 .
- ^ «FAQ по MDF Board - Учебное пособие» . Diyaudioandvideo.com . Проверено 2 апреля 2014 .
- ^ а б "Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для людей, том 88 (2006) Формальдегид, 2-бутоксиэтанол и 1-трет-бутоксипропан-2-ол" . ВОЗ Press. 2006. Архивировано из оригинала на 2017-12-01 . Проверено 21 ноября 2009 .
- ^ "Введение в качество воздуха в помещении" , Агентство по охране окружающей среды США.
- ^ «ДВП средней плотности» . Design-technology.org . Проверено 14 декабря 2016 .
- ^ Джордж Э. Майерс. «Влияние обработки картона на выброс формальдегида: обзор литературы (1960-1984)» (PDF) . Fpl.fs.fed.us . Проверено 17 января 2018 .
- ^ Hodgson, AT; Бил, Д .; McIlvaine, JER (1 декабря 2002 г.). «Источники формальдегида, других альдегидов и терпенов в новом промышленном доме» . Внутренний воздух . 12 (4): 235–242. DOI : 10.1034 / j.1600-0668.2002.01129.x . PMID 12532755 . S2CID 30065953 .
- ^ «ВЫБРОСЫ АЛЬДЕГИДА ОТ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДВП И СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ» (PDF) . Fpl.fs.fed.us . Проверено 17 января 2018 .
- ^ «Формальдегид и риск рака» . Национальный институт рака . Проверено 17 января 2018 .
- ^ «Какой стандарт на ДСП и фанеру следует использовать?» . Amrosia.com . Архивировано из оригинала 9 ноября 2017 года . Проверено 17 января 2018 .
- ^ «Шпонированный МДФ» . Skirtingboard.co.uk . Проверено 2 апреля 2014 .
дальнейшее чтение
- Инглиш, Брент, Джон А. Янгквист и Анджей М. Кшисик, Лигноцеллюлозные композиты в Гилберте, Ричард Д., изд. Целлюлозные полимеры, смеси и композиты . Нью-Йорк: Hanser Publishers: 115–130; 1994. Глава 6
Внешние ссылки
- ASTM D5651 - 95a (2008) Стандартный метод испытаний прочности сцепления с поверхностью древесных волокон и материалов панелей из частиц