×
29.12.2017
217.015.f382

Способ получения композиционных материалов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к производству композиционных материалов типа древесностружечных из растительного сырья, включая гуминосодержащее торфяное сырье, без использования синтетических связующих веществ. Изобретение может быть использовано для изготовления изделий конструкционного, отделочного и другого назначения в мебельной и строительной отраслях промышленности. Описан способ получения композиционных материалов, заключающийся в обработке растительного сырья перегретым водяным паром, в котором в качестве растительного сырья используют торф или смесь торфа с древесиной при массовом соотношении 1:1, а обработку сырья перегретым водяным паром ведут при 190-210°С и давлении 1.42-2.03 МПа в течение 10 мин с последующей декомпрессией, высушиванием пресс-массы до влажности 5% и дальнейшим горячим прессованием полученной пресс-массы при температуре 120°С, давлении 40 МПа в течение 5 мин. Технический результат: расширение сырьевой базы путем использования для получения композиционных материалов торфа, возможность получения из него дополнительного количества связующих гуминовых веществ, удешевление процесса за счет исключения катализаторов, приводящих к дополнительным затратам и коррозии технологического оборудования. 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к производству композиционных материалов типа древесностружечных из растительного сырья, включая гуминосодержащее торфяное сырье, без использования синтетических связующих веществ. Изобретение может быть использовано для изготовления изделий конструкционного, отделочного и другого назначения в мебельной и строительной отраслях промышленности.

Плитные материалы типа ДСП из растительного сырья традиционно изготавливают с использованием синтетических термореактивных смол - фенолоформальдегидных, карбамидоформальдегидных и др., имеющих ряд недостатков. Процесс их изготовления является токсичным. При эксплуатации выделяется формальдегид и оказывает раздражающее действие на кожу и нервную систему человека. Другим недостатком является то, что синтетические связующие являются продуктом нефтехимических производств и довольно дороги [Щербаков А.С. Технология композиционных древесных материалов / А.С. Щербаков, И.А. Гамова, Л.В. Мельникова. - М.: Экология, 1992. - 192 с.].

Известны различные способы получения плитных материалов из измельченной древесины без применения связующих веществ: одностадийный способ получения пьезотермопластиков; двухстадийный способ получения пластиков из гидролизованных опилок; технология получения лигноуглеводных древесных пластиков [Щербаков А.С. Технология композиционных древесных материалов / А.С. Щербаков, И.А. Гамова, Л.В. Мельникова. - М.: Экология, 1992. - 192 с.].

Известные способы имеют свои достоинства и недостатки. Положительной стороной в основном выступает увеличение реакционной способности лигноцеллюлозных материалов. В зависимости от технологических условий в древесине протекают деструктивные процессы, различающиеся степенью деградации основных компонентов. Основными недостатками этих способов являются использование высоких давлений (до 20-30 МПа) и температуры (170-225°С), т.е. высокая материало- и энергоемкость, а в некоторых случаях и необходимость нейтрализации и регенерации продукта, что ухудшает экологию процессов.

Известен способ получения композитных материалов из лигноцеллюлозного сырья, заключающийся в обработке лигноцеллюлозного измельченного сырья, не содержащего свободных сахаров, паром под давлением при 190-260°С для высвобождения гемицеллюлоз в течение 15 с - 10 мин. Далее композитный материал получают горячим прессованием при 210°С [патент РФ №2075384, МПК C08L 97/02. опубл. 20.03.1997, бюл. №8].

Недостатком описанных композиции и способа ее получения является то, что используется катализатор и выбраны слишком жесткие режимы паровой обработки и прессования. Причина в том, что предлагаемый способ получения композитных материалов из частиц лигноцеллюлозного материала состоит из двух основных этапов: гидролиза гемицеллюлозной части исходного сырья и термоотверждения полученных продуктов в процессе горячего формования.

Катализатор, в качестве которого предлагается использовать кислоту (например, использование серной кислоты), сыграв позитивную роль в процессе гидролиза, сохраняется в обработанной массе и оказывает отрицательное деструктирующее воздействие на компоненты древесной массы как при прессовании, так и при последующем использовании изделий. Жесткие режимы паровой обработки и прессования приводят к увеличению энергетических затрат и интенсификации термодеструкции структурных компонентов лигноцеллюлозного комплекса.

Известен способ получения композиционных материалов из лигноцеллюлозного материала, полученного при гидротермической обработке растительного сырья с предварительно нанесенным на него раствором 0,1-15,0 мас. ч. гидролизующего агента - перекиси водорода - с дальнейшей обработкой его перегретым водяным паром при 170-180°С. Пропаренные древесные отходы при декомпрессии превращаются в разволокненную древесную массу, которая для последующей переработки подсушивается до влажности не более 5%. Древесноволокнистую массу без добавки связующих веществ формуют и проводят холодную подпрессовку. Горячее прессование осуществляют при 120-160°С при давлении 4,0 МПа в течение 1 мин на 1 мм готового изделия [патент РФ №2152966, МПК C08L 97/02, опубл. 20.07.2000, бюл. №20].

Недостатком известного способа является то, что свойства изделий, получаемых данным способом, сильно зависят от природы применяемого сырья и режимов их предобработки. В результате чего получаются плитки темного цвета за счет частичного осмоления. При их получении используется сильно энергозатратный метод подготовки сырья перегретым паром и декомпрессии, а также сложное аппаратурное оформление.

Известна пресс-масса в виде частиц растительного сырья, имеющих в своем составе целлюлозу, лигнин, легко- и трудногидролизуемые полисахариды и карбоксильные группы, которая получается при кавитационной обработке растительного сырья, при этом она содержит легко- и трудногидролизуемые полисахариды 13-18% и 28-37% соответственно, целлюлозу с медным числом 1,7-2,9 г/100 г - 53-58%, лигнин по Комарову 31-37% и карбоксильные группы 0,6-4,9% [патент РФ №2381244, МПК C08L 97/02, опубл. 10.02.2010, бюл. №4].

Недостатком описанных композиции и способа ее получения является использование сернокислотного катализатора. Кислотный катализатор, сыграв позитивную роль в процессе гидролиза, сохраняется в обработанной массе и оказывает отрицательное деструктирующее воздействие на компоненты древесной массы как при прессовании, так и при последующем использовании изделий. Кроме того, его использование приводит к дополнительной коррозии технологического оборудования.

Известна пресс-композиция для изготовления композиционных материалов с повышенными эксплуатационными показателями путем предварительной обработки лигноцеллюлозных материалов водой при комнатной температуре в течение 20-120 минут с последующей обработкой паром и дальнейшим горячим прессованием [патент РФ №2277554, МПК C08L 97/02, опубл. 10.06.2006, бюл. №16]. Недостатками этого технического решения являются: двухстадийность процесса и общая его продолжительность до 120 мин.

Заявляемое изобретение отличается от аналогов тем, что расширяется сырьевая база за счет использования торфа, применение которого позволяет получать значительные количества собственных связующих веществ в составе композиционных материалов за счет наличия кроме лигнина и полисахаридов дополнительно в его составе торфяных гуминовых веществ, обладающих ярковыраженными связующими свойствами [Копаница Н.О., Кудяков А.И., Ковалева М.А. Торфодревесные теплоизоляционные строительные материалы. - Томск: Изд-во SST, 2009. - 183 с.].

В заявляемом изобретении недостатки существующих аналогов устраняются следующим образом: использование торфа позволяет расширить сырьевую базу и получить в процессе изготовления композиционных материалов значительные количества собственных связующих веществ в составе композиционных материалов за счет наличия дополнительно в составе торфа гуминовых веществ, содержащих широкий набор различных реакционно-способных кислородсодержащих функциональных групп, а исключение использования катализаторов (серная кислота и пероксид водорода) предотвращает технологическое оборудование от коррозии.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что разработан способ получения композиционных материалов, заключающийся в обработке растительного сырья перегретым водяным паром, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют торф или смесь торфа с древесиной, а обработку сырья перегретым водяным паром ведут при 190-210°С и давлении 1.42-2.03 МПа в течение 10 мин с последующей декомпрессией, высушиванием пресс-массы до влажности 5% и дальнейшим горячим прессованием полученной пресс-массы при температуре 120°С, давлении 40 МПа в течение 5 мин.

Технический результат: расширение сырьевой базы путем использования для получения композиционных материалов торфа, возможность получения из него дополнительного количества связующих гуминовых веществ, удешевление процесса за счет исключения катализаторов, приводящих к дополнительным затратам и коррозии технологического оборудования.

Осуществление заявляемого изобретения достигается следующим образом.

Образцы опилок растительного сырья объемом 0.5 литра загружают в предварительно нагретый до 190-210°С реактор аппарата взрывного автогидролиза, конструкция которого позволяет нагревать материал паром до заданной температуры. В процессе паровой обработки в реакторе поддерживают постоянное давление (1.62-2.03 МПа) и температуру (190-210°С). Через 10 мин после начала обработки производят декомпрессию реактора взрывным способом (за время не более 1 с), в результате которой обработанный композиционный материал на основе растительного сырья вместе с паром перемещается в приемный циклон.

Композиционный материал из полученной массы после ее высушивания до влагосодержания 5% изготавливался методом горячего прессования под давлением 40 МПа и при температуре 120°С в течение 5 минут. После охлаждения плитку вынимают из пресса, и изучают ее свойства. Для полученных композиционных материалов определяют плотность, предел прочности на изгиб, водопоглощение и разбухание по ГОСТ 10634-88 и 10635-88.

В таблице 1 приведено влияние условий обработки сырья водяным паром на состав получаемых композиционных материалов. В таблице 2 приведены данные о влиянии условий обработки торфа и смеси торфа с древесиной сосны водяным паром на свойства полученных композиционных материалов.

* смесь 50% торфа и 50% опилок древесины сосны (фракция 0.5-1.0 мм).

Как показывают исследования свойств полученных композиционных материалов (таблице 2), полученные после обработки перегретым паром и последующим горячим прессованием композиционные материалы на основе торфа и смеси торфа и древесины удовлетворяют требованиям ГОСТ по прочностным характеристикам, водопоглощению и разбуханию.

Способ получения композиционных материалов, заключающийся в обработке растительного сырья перегретым водяным паром, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют торф или смесь торфа с древесиной при массовом соотношении 1:1, а обработку сырья перегретым водяным паром ведут при 190-210°С и давлении 1.42-2.03 МПа в течение 10 мин с последующей декомпрессией, высушиванием пресс-массы до влажности 5% и дальнейшим горячим прессованием полученной пресс-массы при температуре 120°С, давлении 40 МПа в течение 5 мин.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 15.
10.06.2015
№216.013.533c

Состав для стимулирования роста растений полевых культур

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству, и может быть использовано для предпосевной обработки семян. Предлагаемый состав для стимуляции роста растений полевых культур содержит 0,01% раствор гумата калия-80 и 2% водный раствор крахмала, приготовленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552829
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.10.2015
№216.013.8227

Способ оценки состояния окружающей среды

Изобретение относится к экологии и может найти применение при оценке степени токсичности определенного участка территории. Оценка состояния окружающей среды осуществляется путем оценки чистоты атмосферы по хвое деревьев, причем используется хвоя деревьев 2-3- летнего возраста, которую срезают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564916
Дата охранного документа: 10.10.2015
25.08.2017
№217.015.ab86

Способ определения суммарной фитотоксичности почвы

Изобретение относится к области экологии, а именно к определению суммарной фитотоксичности почвы методом биоиндикации. Для этого проводят биотестирование почвы по активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Токсичность почвы определяют по степени разложения льняного полотна размером 5х10...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612345
Дата охранного документа: 07.03.2017
25.08.2017
№217.015.b5d5

Способ получения связующих из торфа

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способу получения ацетилированных производных торфа, которые могут быть использованы в производстве пластических масс и для получения композиционных материалов с минеральными и органическими наполнителями. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614671
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.c66a

Способ получения ягодно-орехового напитка

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения функциональных напитков. Способ получения ягодно-орехового напитка характеризуется тем, что осуществляют кавитационную обработку смеси, включающей сахар, ягоды клюквы или брусники и ядра кедровых орехов, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618696
Дата охранного документа: 11.05.2017
25.08.2017
№217.015.ceaf

Зольно-ангидритовое вяжущее

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности вяжущего. Зольно-ангидритовое вяжущее, включающее фторангидрит и нейтрализатор, содержит в качестве нейтрализатора высококальциевую золу, совместно измельчаемую со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620673
Дата охранного документа: 29.05.2017
19.01.2018
№218.015.ff2a

Серьга

Изобретение относится к ювелирным изделиям, в частности к серьгам. Серьга выполнена из легкого материала, например из пластика или металла, состоит из крепежного элемента, выполненного в виде клеящегося аппликатора на полимерной основе, прикрепленного за ухом на внешней стороне ушной раковины в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629490
Дата охранного документа: 29.08.2017
09.06.2018
№218.016.5c44

Медовый ягодно-ореховый напиток и способ его получения

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения функционального напитка, а именно к получению медово-ягодного орехового напитка. Способ предусматривает кавитационную обработку смеси ягод и кедровых орехов с водой и медом при температуре 50–70С в течение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655792
Дата охранного документа: 29.05.2018
09.06.2018
№218.016.5e21

Способ карбоксиметилирования торфа

Изобретение относится к химической промышленности, предназначено для получения натриевых солей карбоксиметиловых эфиров гуминовых материалов и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин. Воздушно-сухой торф смешивают с твердыми NaOH и монохлорацетатом натрия Na-МХУК, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656461
Дата охранного документа: 05.06.2018
16.06.2018
№218.016.639c

Стимулятор роста из торфа

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Стимулятор роста из торфа содержит карбоксиметильные группы, причем дополнительно содержит до 32,9 % карбоксиметилированных гуминовых кислот при общем содержании карбоксиметильных групп 17,9 - 25,4 % и растворимости в воде 42 - 84 %. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657448
Дата охранного документа: 14.06.2018
Показаны записи 1-10 из 20.
10.06.2015
№216.013.533c

Состав для стимулирования роста растений полевых культур

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству, и может быть использовано для предпосевной обработки семян. Предлагаемый состав для стимуляции роста растений полевых культур содержит 0,01% раствор гумата калия-80 и 2% водный раствор крахмала, приготовленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552829
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.10.2015
№216.013.8227

Способ оценки состояния окружающей среды

Изобретение относится к экологии и может найти применение при оценке степени токсичности определенного участка территории. Оценка состояния окружающей среды осуществляется путем оценки чистоты атмосферы по хвое деревьев, причем используется хвоя деревьев 2-3- летнего возраста, которую срезают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564916
Дата охранного документа: 10.10.2015
25.08.2017
№217.015.ab86

Способ определения суммарной фитотоксичности почвы

Изобретение относится к области экологии, а именно к определению суммарной фитотоксичности почвы методом биоиндикации. Для этого проводят биотестирование почвы по активности целлюлозоразлагающих микроорганизмов. Токсичность почвы определяют по степени разложения льняного полотна размером 5х10...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612345
Дата охранного документа: 07.03.2017
25.08.2017
№217.015.b5d5

Способ получения связующих из торфа

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способу получения ацетилированных производных торфа, которые могут быть использованы в производстве пластических масс и для получения композиционных материалов с минеральными и органическими наполнителями. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614671
Дата охранного документа: 28.03.2017
25.08.2017
№217.015.c66a

Способ получения ягодно-орехового напитка

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения функциональных напитков. Способ получения ягодно-орехового напитка характеризуется тем, что осуществляют кавитационную обработку смеси, включающей сахар, ягоды клюквы или брусники и ядра кедровых орехов, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618696
Дата охранного документа: 11.05.2017
25.08.2017
№217.015.ceaf

Зольно-ангидритовое вяжущее

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности вяжущего. Зольно-ангидритовое вяжущее, включающее фторангидрит и нейтрализатор, содержит в качестве нейтрализатора высококальциевую золу, совместно измельчаемую со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620673
Дата охранного документа: 29.05.2017
19.01.2018
№218.015.ff2a

Серьга

Изобретение относится к ювелирным изделиям, в частности к серьгам. Серьга выполнена из легкого материала, например из пластика или металла, состоит из крепежного элемента, выполненного в виде клеящегося аппликатора на полимерной основе, прикрепленного за ухом на внешней стороне ушной раковины в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629490
Дата охранного документа: 29.08.2017
09.06.2018
№218.016.5c44

Медовый ягодно-ореховый напиток и способ его получения

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения функционального напитка, а именно к получению медово-ягодного орехового напитка. Способ предусматривает кавитационную обработку смеси ягод и кедровых орехов с водой и медом при температуре 50–70С в течение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655792
Дата охранного документа: 29.05.2018
09.06.2018
№218.016.5e21

Способ карбоксиметилирования торфа

Изобретение относится к химической промышленности, предназначено для получения натриевых солей карбоксиметиловых эфиров гуминовых материалов и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин. Воздушно-сухой торф смешивают с твердыми NaOH и монохлорацетатом натрия Na-МХУК, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656461
Дата охранного документа: 05.06.2018
16.06.2018
№218.016.639c

Стимулятор роста из торфа

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Стимулятор роста из торфа содержит карбоксиметильные группы, причем дополнительно содержит до 32,9 % карбоксиметилированных гуминовых кислот при общем содержании карбоксиметильных групп 17,9 - 25,4 % и растворимости в воде 42 - 84 %. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657448
Дата охранного документа: 14.06.2018
+ добавить свой РИД