UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV FACULTATEA DE INDUSTRIA LEMNULUI CATEDRA DE TEHNOLOGIA LEMNULUI TEZĂ DE DOCTORAT * CONTRIBUŢII LA STUDIUL UNOR COMPOZIŢII ADEZIVE PE BAZĂ DE RĂŞINI FURANICE MIXTE CU ALCOOL FURFURILIC PENTRU ȊNCLEIEREA LEMNULUI * REZUMAT Ing. Anca Maria VARODI Conducător ştiinţific Prof. univ. dr. ing. Valeriu PETROVICI BRAŞOV- 2010
103
Embed
TEZĂ DE DOCTORAT - webbut.unitbv.rowebbut.unitbv.ro/teze/rezumate/2010/rom/AncaMariaVarodi.pdf · universitatea transilvania din braŞov facultatea de industria lemnului catedra
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAŞOV
FACULTATEA DE INDUSTRIA LEMNULUI
CATEDRA DE TEHNOLOGIA LEMNULUI
TEZĂ DE DOCTORAT *
CONTRIBUŢII LA STUDIUL UNOR COMPOZIŢII ADEZIVE
PE BAZĂ DE RĂŞINI FURANICE MIXTE CU ALCOOL
FURFURILIC PENTRU ȊNCLEIEREA LEMNULUI *
REZUMAT
Ing. Anca Maria VARODI
Conducător ştiinţific Prof. univ. dr. ing. Valeriu PETROVICI
BRAŞOV- 2010
2
MINISTERUL EDUCAŢIEI ŞI CERCETĂRII
UNIVERSITATEA „TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV 2200 Braşov, B-dul EROILOR Nr. 29, 500036, tel. 0040-0268-413000
Fax. 0040-0268-410525
RECTORAT
COMPONENŢA
comisiei de doctorat
numită prin Ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov
Nr 3988 din 16. 02. 2010
PREŞEDINTE:
Prof. univ. dr. ing. Gavril BUDĂU
DECAN- Facultatea de Industria Lemnului
Universitatea „Transilvania” din Braşov
CONDUCĂTOR
ŞTIINŢIFIC:
Prof. univ. dr. ing. Valeriu PETROVICI
Universitatea „Transilvania” din Braşov
REFERENŢI: Prof. univ. dr. ing. Valentin POPA
Universitatea Tehnică „Gh. ASACHI” din
Iaşi
Prof. univ. dr. ing. Aurel Horia ANDREICA
Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca
Prof. univ. dr. ing. dr.h.c. Ioan CURTU
Universitatea „Transilvania” din Braşov
Ȋn conformitate cu instucţiunile privind conferirea titlurilor ştiintifice în Romȃnia,
vă trimitem rezumatul tezei, cu rugămintea ca eventualele dvs. aprecieri sau
observaţii să le trimiteţi în scris pe adresa Universităţii „Transilvania” din Braşov
sau pe adresa de e-mail [email protected], pȃnă la data de 23.03.2010.
Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: VINERI, 26.03.2010,
Ȋn figura 48 este redat aspectul ruperilor într-o epruvetă după efectuarea acestei
încercări, acestea avȃnd loc aproape în toate cazurile parţial în stratul de adeziv, parţial în
lemn.
Fig.48 Aspectul ruperilor din unele epruvete după determinarea influenţei contracţiei
lemnului asupra rezistenţei la forfecare prin compresiune: a- vedere din faţă; b- vedere de sus. Ȋn tabelul 36 sunt redate centralizat valorile rezistenţelor medii la forfecare
obţinute experimental, precum şi proporţiile de suprafaţă încercată care prezintă rupere în
lemn. Tabelul 36.
Rezistenţa la forfecare prin compresiune şi proporţiile de suprafaţă de încercare acoperită cu fibre de lemn
pentru compoziţiile adezive studiate.
Nr
crt
Indicativele
compoziţiilor adezive
(Tip de răşină/Tip de
catalizator)
Rezistenţa la forfecare
prin compresiune
(prevederi conform
SR EN 301:2006),
N/mm2
Valori obţinute experimental
Rezistenţa medie la
forfecare prin
compresiune,
N/mm2
Proporţia de suprafaţă
încercată acoperită cu
fibre de lemn, %
1 UR/IRs
min 1,5
0,964 79,16
2 UR/FR3/H2SO4 0,753 40,00
3 UR/FC2/NH4Cl – 20 1,215 87,50
4 FC2/NH4Cl – 20 1,682 90,83
Rezistenţa medie a încleierii la forfecare prin compresiune în cazul compoziţiilor
adezive UR/IRs, UR/FR3/H2SO4-20 şi UR/FC2/NH4Cl-20 este mai redusă cu cca. 19-
49% faţă de limita minimă admisă.
Aceasta este în schimb mai mare cu cca. 12% faţă de limita minimă admisă in
cazul compozitiei adezive FC2/NH4Cl-20, proporţia medie a suprafeţei acoperită cu
fibre de lemn fiind de cca. 90,83%.
4.3. Adezivi structurali cu reticulare la cald
Avȃnd în vedere rezultatele anterior prezentate privind caracteristicile calitative
ale adezivilor structurali pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip
URELIT FC2 prin reticulare la temperatura mediului ambiant, s-a considerat necesar şi
oportun a se studia influenţa aceluiaşi tip de răşină furanică şi asupra calităţii unor
adezivi structurali cu reticulare la cald.
Calitatea adezivilor structurali pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic
tip URELIT FC2 prin reticulare la cald s-a evaluat comparativ cu cea a unor compoziţii
adezive de referinta folosind drept criteriu de baza rezistenta incleierii la forfecare prin
tractiune longitudinala.
a b
43
4.3.1. Adeziv structural pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip
ADEZIV G în amestec cu răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC2 Ȋntr-o primă etapă s-a plecat practic de la o compoziţie adeziva de referinţă pe
bază de răşina ureo-formaldehidica tip ADEZIV G, AG-F/NH4Cl, folosita pentru
fabricarea placajului de interior din lemn de fag cu rezistenţă mărită la apă, în care s-a
substituit integral adaosul corespunzător de 6,67% răşină fenol-formaldehidică tip
FENOFOR XP-102 cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2,
avȃnd componentele prezentate în tabelul 38. Tabelul 38
Componentele compoziţiilor adezive, caracteristicile lor fizico-chimice, parametrii regimului de încleiere şi
rezistenţele încleierii la forfecare obţinute.
Nr.
crt. Specificaţii tehnice U/M
Indicativele compoziţiilor adezive
(Tip de răşină/ Tip de catalizator)
AG-F/NH4Cls AG-
FC2/1/NH4Cls
AG-
FC2/2/NH4Cls
1. Componentele compoziţiilor adezive:
- răşină ureo-formaldehidică tip ADEZIV
G (AG);
- răşină fenol-formaldehidică tip
FENOFOR XP 102 (F);
- răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC-2 (FC2);
- clorură de amoniu solidă (NH4Cls);
- făină de secară;
- apă.
g
g
g
g
g
cm3
150
10
-
2,7
36
36
150
-
10
2,7
36
36
150
-
10
2,7
36
36
2. Caracteristicile
fizico-chimice
ale
compoziţiilor
adezive
realizate:
pH iniţial - 9,00 5,00 5,00
pH final - 5,00 3,50 3,50
Timp de scurgere
prin cupa FORD
Ø8mm, la 20ºC
s 36 46 46
Timp de gelificare, tg,
la 130ºC s 89 60 -
Timp de gelificare, tg,
la 100ºC s 101 - 70
Timp de solidificare,
ts, la 20 ºC s 300 88 88
Viabilitatea, la 20 ºC h 48 20 20
3. Parametrii
regimului de
încleiere:
Temperatura ºC 130 130 110
Presiunea specifica N/mm2
1,5 2,0 1,5 2,0 1,5 2,0
Durata de presare min 9 9 9
Consum specific g/m2 134 106 106
4. Rezistenţa
încleierii la
forfecare prin
tracţiune
longitudinală
determinată
experimental, tfe
în stare uscată N/mm2 15,72 20,62 16,66 21,57 17,89 24,57
dupa 24h imersie în
apă la temperatura de
20ºC
N/mm2 8,16 12,92 8,21 14,40 9,51 18,42
5 Rezistenţa
încleierii la
forfecare prin
tracţiune
longitudinală
calculată, tfc
în stare uscată N/mm2 19,69 25,83 26,01 33,68 27,93 38,36
dupa 24h imersie în
apă la temperatura de
20ºC
N/mm2 10,22 16,18 12,82 22,48 14,85 28,76
44
Caracteristicile superioare de rezistenţă a încleierii la forfecare prin tracţiune
longitudinală în cazul compoziţiilor adezive care conţin răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC2 apar mai pregnant în evidenţă în figura 50, unde este redată
grafic evoluţia raportului procentual al rezistenţelor încleierii la forfecare prin tracţiune
longitudinală calculate, τfcAG-FC2/1/NH4Cls şi τfcAG-FC2/2/NH4Cls faţă de cea a
răşinii ureice de referinţă τfcAG-F/NH4Cls.
100 100
132
125
142145
90
100
110
120
130
140
150
AG-F/NH4Cls AG-FC2/1/NH4Cls AG-FC2/2/NH4Cls
Indicativ adeziv (Tip de rasina/Tip de catalizator)
in stare uscatadupa 24h imersie in apa
p= 1,5 N/mm2
τfc
AG
-FC
2/1
/;τ
fcA
G-F
C2/2
/
τ
fcA
G-F
/
τfc
2
τ
fc2
* 1
00
%
100 100
130
139
148
179
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
AG-F/NH4Cls AG-FC2/1/NH4Cls AG-FC2/2/NH4Cls
Indicativ adeziv (Tip de rasina/Tip de catalizator)
in stare uscatadupa 24h imersie in apa
p= 2,0 N/mm2
τfc
AG
-FC
2/1
/;τ
fcA
G-F
C2/2
/
τ
fcA
G-F
/
τfc
2
τ
fc2
* 1
00
%
Fig.50 Variaţiile rapoartelor procentuale ale rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune
longitudinală calculate pentru compoziţiile adezive pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip
ADEZIV G cu adaos de 6,67% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, AG-
FC2/1/NH4Cls şi AG-FC2/2/NH4Cls în raport cu cea a răşinii ureice de referinţă, AG-F/NH4Cls
la presiunile specifice de 1,5N/mm2 şi 2,0 N/mm
2.
Utilizȃnd aceeaşi temperatură de presare de 130°C, de exemplu, în cazul
compoziţiei adezive AG-FC2/1/NH4Cls creşterile rapoartelor procentuale ale rezistenţei
încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculată în raport cu cea a probei de
referinţă, la ambele presiuni studiate, sunt mai mari cu cca. 30-32% pentru epruvetele
încercate în stare uscată şi cu cca. 25-39% în cazul celor testate după 24h imersie în apă
la temperatura de 20°C;
Utilizȃnd temperatura de 110°C în cazul compoziţiei adezive AG-FC2/2/NH4Cls
efectul este mult mai favorabil, creşterile aceloraşi rapoarte procentuale fiind mai mari cu
cca. 42-48% pentru epruvetele încercate în stare uscată şi cu cca. 45-79% în cazul celor
testate după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C.
4.3.2. Adeziv structural pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip
URELIT PN în amestec cu răşina furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC2
Ȋn cea de a doua etapa s-a plecat de la o altă compoziţie adeziva de referinţă pe
bază de răşina ureo-formaldehidică tip URELIT PN, UP-V/NH4Cl, folosită deasemenea
pentru fabricarea placajului din lemn de fag cu rezistenţă mărită la apă, în care s-a
substituit integral adaosul corespunzător de 13,54% răşină melamin-formaldehidică tip
VIMEL 911 cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, avȃnd
componentele prezentate în tabelul 40.
Caracteristicile superioare de rezistenţă a încleierii la forfecare prin tracţiune
longitudinală în cazul compoziţiilor adezive care conţin răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC2 apar mai clar în evidenţă în figura 54, unde este redată grafic
evoluţia raportului procentual al rezistenţelor încleierii la forfecare prin tracţiune
longitudinală calculate, τfcUP-FC2/1/NH4Cls şi τfcUP-FC2/2/NH4Cls faţă de cea a
răşinii ureice de referinţă τfcUP-V/NH4Cls.
45
Tabelul 40
Componentele compoziţiilor adezive caracteristicile lor fizico-chimice, parametrii regimului de încleiere şi
rezistenţele încleierii la forfecare obţinute.
Nr.
crt. Specificaţii tehnice U/M
Indicativele compoziţiilor adezive
(Tip de răşină/ Tip de catalizator)
UP-V/NH4Cls UP-
FC2/1/NH4Cls
UP-
FC2/2/ NH4Cls
1. Componentele compoziţiilor adezive:
- răşină ureo-formaldehidică tip URELIT
PN (UP);
-răşină melamin-formaldehidică tip
VIMEL (V);
- răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC-2 (FC2);
- clorură de amoniu solidă (NH4Cls);
-uree ;
-soluţie de amoniac 25% ;
- făină de secară ;
- apă.
g
g
g
g
g
cm3
g
cm3
96
13
-
1,6
15
2
24
18
96
-
13
1,6
15
2
24
18
96
-
13
1,6
15
-
24
-
2. Caracteristicile
fizico-chimice
ale
compoziţiilor
adezive
realizate:
pH iniţial - 10 8 6
pH final - 7 6 4
Timp de scurgere prin
cupa FORD Ø8mm,
la 20ºC
s 38 37 50
Timp de gelificare, tg,
la 100ºC s 59 66 60
Timp de solidificare,
ts, la 20 ºC s 76 86 78
Viabilitatea, la 20 ºC h 6 6 4
3. Parametrii
regimului de
încleiere:
Temperatura ºC 110 110 110
Presiunea specifica N/mm2
1,5 2,0 1,5 2,0 1,5 2,0
Durata de presare min 9 9 9
Consum specific g/m2 117 117 117
4. Rezistenţa
încleierii la
forfecare prin
tracţiune
longitudinală
determinată
experimental,
tfe
în stare uscată N/mm2 12,06 13,81 15,27 15,62 17,69 17,95
dupa 24h imersie în
apă la temperatura de
20ºC
N/mm2 6,40 9,58 10,09 11,44 12,16 13,76
5 Rezistenţa
încleierii la
forfecare prin
tracţiune
longitudinală
calculată, tfc
în stare uscată N/mm2 18,56 21,25 23,50 24,04 24,02 24,37
dupa 24h imersie în
apă la temperatura de
20ºC
N/mm2 9,85 14,74 15,53 17,61 16,51 18,68
Ȋn cazul compoziţiilor adezive pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT
PN modificată cu răşina furanică tip URELIT FC2 pentru epruvetele testate în stare
uscată, creşterile rapoartelor procentuale ale rezistenţei încleierii la forfecare prin
tracţiune longitudinală calculată în raport cu cea a probei de referinţă, la ambele presiuni
studiate, sunt mai mari cu cca. 13-26% pentru compoziţia adezivă cu adaos de apă şi
amoniac, UP-FC2/1/NH4Cls şi cu cca. 19-29% pentru cea fără adaos de apă şi
amoniac, UP-FC2/2/ NH4Cls.
46
100 100
126
157
129
167
90
100
110
120
130
140
150
160
170
UP-V/NH4Cls UP-FC2/1/NH4Cls UP-FC2/2/NH4Cls
Indicativ adeziv (Tip de rasina/Tip de catalizator)
in stare uscatadupa 24h imersie in apa
p= 1,5 N/mm2
τfc
UP
-FC
2/1
/;τ
fcU
P-F
C2
/2/
τ
fcU
P-V
/
τfc
2
τ
fc2
* 1
00
%
100 100
113
119 119
126
90
95
100
105
110
115
120
125
130
UP-V/NH4Cls UP-FC2/1/NH4Cls UP-FC2/2/NH4Cls
Indicativ adeziv (Tip de rasina/Tip de catalizator)
in stare uscatadupa 24h imersie in apa
p= 2,0 N/mm2
τfc
UP
-FC
2/1
/;τ
fcU
P-F
C2
/2/
τ
fcU
P-V
/
τfc
2
τ
fc2
* 1
00
%
Fig.54 Variaţiile rapoartelor procentuale ale rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune
longitudinală calculate pentru compoziţiile adezive pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip
URELIT PN cu adaos de 13,54% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2,
UP-FC2/1/NH4Cls şi UP-FC2/2/ NH4Cls în raport cu cea a răşinii ureice de referinţă, UP-
V/NH4Cls, la presiunile specifice de 1,5N/mm2 şi 2,0 N/mm
2.
Creşterile aceloraşi rapoarte procentuale pentru epruvetele testate după 24h
imersie în apă la temperatura de 20°C sunt mai mari cu cca. 19-57% pentru compoziţia
adezivă cu adaos de apă şi amoniac şi cu cca. 26-67% pentru cea fără adaos de apă şi
amoniac.
4.4. Concluzii
Cercetările experimentale efectuate în această fază au confirmat asadar
urmatoarele:
Compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureică tip URELIT R, UR/IRs, nu
poate fi considerată un adeziv structural de tip I. Ea ar putea fi în schimb considerată
din acest punct de vedere doar un adeziv structural de tip II numai în cazul utilizării
unei durate de presare de 4 ore.
Compoziţiile adezive pe bază de amestec masic egal de răşină ureică tip URELIT R,
răşină furanică tip URELIT FR3 sau URELIT FC2, nu pot fi considerate un adeziv
structural de tip I şi tip II.
Compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20,
este singura care poate fi considerată un adeziv structural de tip I şi respectiv de tipul
II.
47
Cap.5. Cercetări privind caracteristicile de calitate ale lemnului
lamelat încleiat realizat cu adezivi structurali pe bază de răşină
ureică şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic.
5.2. Experimentări la fază de laborator privind realizarea lemnului lamelat
încleiat cu adezivi structurali pe bază de răşină ureică şi răşină
furanică mixtă cu alcool furfurilic.
5.2.1. Realizarea elementelor de lemn lamelat încleiat
Aceste cercetări s-au efectuat pe elemente de lemn lamelat încleiat orizontal cu
orientare normală a lamelelor avȃnd dimensiunile de 300mm x 110mm x 60mm, realizat
in laborator în conformitate cu condiţiile minime de fabricaţie prevăzute de SR EN
386:2003.
Pentru obţinerea acestor elemente s-au folosit lamele cu grosimile de 12mm şi
20mm, debitate din cherestea cu grosimea de 24 mm sau de 38 mm pentru lemnul de
răşinoase (R) şi din cherestea cu grosimea de 25 mm sau de 40 mm pentru speciile din
stejar (S) şi fag (F).
Pentru încleierea lamelelor s-au folosit doar 3 din cele 4 compoziţii adezive
studiate în capitolul anterior al lucrării, simbolizate generic UR/IRs, UR/FC2/NH4Cl-20
şi FC2/NH4Cl-20,.
După aplicarea adezivului pe lamele şi formarea structurii elementele de lemn
lamelat încleiat s-au presat uniform într-o presă hidraulică de laborator timp de 2 ore şi
respectiv 4 ore la temperatura mediului ambiant, folosind o presiune specifica de 0.6
N/mm2 şi un consum specific de 220-350g/m
2.
Ȋn figura 59 este prezentat un ansamblu de 3 elemente de lemn lamelat cu lamele
de răşinoase avȃnd grosimea de 20mm înainte de presare (a) şi respectiv după presare (b).
a) b) Fig.59 Ansamblu din 3 elemente de lemn lamelat încleiat cu lamele din răşinoase avȃnd
grosimea de 20mm: a- înainte de presare, b- după presare
5.2.2. Verificarea comportării şi a rezistenţei zonelor de încleiere ale
lemnului lamelat încleiat
Verificarea comportării şi a rezistenţei zonelor de încleiere s-a realizat folosind 2
determinări fizico-mecanice specifice, respectiv:
• încercarea la desprindere în zonele de încleiere (SR EN 391:2003);
• încercarea la forfecare a zonelor incleiate ( SR EN 386:2003).
48
5.2.2.1. Ȋncercarea la desprindere în zonele de încleiere
Controlul integrităţii zonelor de încleiere s-a realizat în acest caz pe epruvete
debitate perpendicular pe fibre din elementele de lemn lamelat încleiat folosind 2 metode
de încercare la desprindere, denumite generic A şi B, recomandate pentru adezivii
structurali de tip I şi o metodă C pentru adezivii structurali de tip II.
Ȋn figura 61 sunt prezentate aspecte ale zonelor cu desprinderi de încleiere produse
între lamelele din unele epruvetele încercate.
a b Fig.61 Aspecte ale epruvetelor după încercarea la desprindere în zonele de încleiere:
a- epruvetă cu 3 lameledin fag; b- epruvetă cu 5 lamele din răşinoase.
Rezultatele experimentale obţinute în urma încercării la desprindere în zonele de
încleiere ale elementelor de lemn lamelat încleiat cu compoziţiile adezive studiate sunt
prezentate centralizat în tabelul 41.
Analizȃnd datele prezentate în acest tabel prin prisma cerinţelor SR EN 386:2003
rezultă următoarele aspecte importante:
Ȋn cazul compoziţiei adezive de referinţă, UR/IRs, procentele de desprindere totală,
D şi de desprindere maximă a unei singure suprafeţe, PDM, la elementele de lemn
lamelat încleiat determinate prin cele 3 metode variază pentru ambele grosimi de lamele
şi durate de presare între: cca. 5-35% şi cca 0-27% în cazul lemnului lamelat încleiat de
răşinoase, cca. 5-100% şi cca. 7-100% la cel de fag şi cca. 93-100% şi cca. 50-100% la
cel de stejar.
Utilizȃnd compoziţia adezivă pe bază de amestec masic egal de răşină ureo-
formaldehidică tip URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT
FC2, UR/FC2/NH4Cl-20, procentele de desprindere totală, D şi cele de desprindere
maximă a unei singure suprafeţe, PDM, sunt mai reduse decȃt în cazul precedent. Ele
sunt cuprinse pentru toate metodele de determinare, specii lemnoase, grosimi de lamele şi
durate de presare studiate între: cca. 0-7% şi cca. 0-8% în cazul lemnului lamelat încleiat
de răşinoase, cca. 5-100% la cel de fag şi cca. 82-100% şi cca. 50-100% la cel de stejar.
Folosind compoziţia adezivă numai pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, procentele de desprindere totală, D şi
cele de desprindere maximă a unei singure suprafeţe, PDM, sunt mult mai reduse faţă
de ambele cazuri mai sus menţionate. Pentru toate metodele de determinare, specii
lemnoase, grosimi de lamele şi durate de presare studiate ele variază între: cca. 0-5% şi
cca. 0-7% în cazul lemnului lamelat încleiat de răşinoase, cca. 5-100% şi cca. 4-100% la
cel de fag şi cca. 79-100% şi cca. 49-100% la cel de stejar.
Pentru toate metodele de determinare, specii lemnoase, compoziţii adezive şi grosimi
de lamele studiate, durata de presare de 4 ore conduce în general la obţinerea unor
49
procente de desprindere totală, D şi de desprindere maximă a unei singure suprafeţe,
PDM, mai mici faţă de cea de 2 ore.
Ȋn acelaşi context, elementele de lemn lamelat încleiat realizat din lamele mai multe şi
cu grosimi mai mici au procente de desprindere totală, D şi de desprindere maximă a
unei singure suprafeţe, PDM, mai mici faţă de cele obţinute din lamele mai puţine şi cu
grosimi mai mari. Tabelul 41
Rezultatele încercării la desprindere în zonele de încleiere ale elementelor din lemn lamelat încleiat realizat
cu compoziţiile adezive studiate în funcţie de specia lemnoasă, grosimea lamelelor şi durata de presare.
Nr
crt
Met
od
a d
e
det
erm
ina
re
Sp
ecia
lem
no
asă
/
Gro
sim
ea l
am
elel
or,
mm
,
Du
rata
de
pre
sare
, h
Prevederi SR EN
386:2003
Indicativele compoziţiilor adezive (Tip de răşină/
Tip de catalizator)/ Procentul de desprindere
totală (D) şi de desprindere maximă a unei
suprafeţe (PDM),%
D,%, max.
după
ciclul nr.
PD
M,%
,
ma
x.
UR/IRs UR/FC2/NH4
Cl-20
FC2/NH4Cl-20
1 2 3 D,% PDM,
%
D,% PDM,
%
D,% PDM,
%
1 A
(Adeziv
tip I)
R 12 2 - 5 10 40 1,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
4 5,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
20 2 35,37 24,71 0,00 0,00 0,00 0,00
4 5,21 10,43 3,24 6,48 0,00 0,00
F 12 2 60,56 50,07 52,78 47,99 48,96 43,36
4 31,61 37,35 26,96 36,63 24,98 35,53
20 2 64,04 49,90 57,60 48,95 49,21 35,98
4 5,92 7,84 5,58 5,16 5,42 4,84
S 12 2 100,0 100,0 97,65 50,06 94,22 50,08
4 93,26 50,11 82,68 50,07 79,97 49,96
20 2 100,0 100,0 100,0 100,0 84,06 50,96
4 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
2 B
(Adeziv
tip I)
R 12 2 4 8 - 40 11,01 12,80 6,65 8,36 1,99 7,99
4 9,46 8,77 6,29 7,00 0,00 0,00
20 2 22,72 27,87 2,51 5,03 0,00 0,00
4 10,28 7,33 3,59 7,19 0,00 0,00
F 12 2 63,34 50,05 55,91 50,08 56,06 51,06
4 61,53 49,97 54,80 49,83 52,17 46,16
20 2 90,04 50,01 63,17 49,99 60,79 44,46
4 64,28 35,89 54,77 49,92 50,12 44,73
S 12 2 96,97 50,08 95,91 50,06 89,99 50,16
4 94,26 50,07 92,00 50,06 89,51 50,03
20 2 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
4 100,0 100,0 84,52 50,21 82,25 50,09
3 C
(Adeziv
tip II)
R 12 2 10 - - 40 2,42 9,69 1,46 5,87 0,00 0,00
4 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
20 2 9,25 9,76 7,20 8,62 5,66 5,92
4 3,65 7,30 0,00 0,00 0,00 0,00
F 12 2 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
4 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
20 2 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
4 100,0 100,0 100,0 100,0 79.44 49,98
S 12 2 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
4 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
20 2 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
4 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
5.2.2.2. Ȋncercarea la forfecare a zonelor încleiate
Pentru realizarea acestei încercări a fost proiectat şi realizat în cadrul Centrului de
Tehnologii, Inventică şi Bussines SA din cadrul Universităţii TRANSILVANIA din
50
Braşov dispozitivul special prezentat în figura 63, cu ajutorul căruia să se poată aplica o
forţă de forfecare prin compresiune în zona de încleiere a fiecărei lamele din barele de
încercare.
Fig.63 Schema de principiu (a) şi vederea de ansamblu a dispozitivului prins în maşina de
încercat(b): 1, 2- placă metalică fixă inferioară şi superioară pentru fixarea barei de incercare;
3- placă metalică superioară mobilă pentru aplicarea forţei de compresiune; 4- bara de
încercare; 5- planul de forfecare.
Modul de prindere a barei de încercare în dispozitivul realizat, precum şi cel de
fixare a acestuia pe maşina de încercări fizico-mecanice tip LLOYD sunt redate mai
sugestiv în figura 64.
Fig.64 Modul de prindere a barei de încercare în dispozitivul realizat: a- vedere din faţă; b-
vedere laterală; c- vedere din faţă a întregului ansamblu fixat în maşina de încercări fizico-
mecanice tip LLOYD.
3
2
1 1
2 3
5 4 F
a b
a
b c
51
În funcţie de calitatea adezivului, aşa cum rezultă din figura 65, s-au înregistrat
diferite tipuri de ruperi, respectiv numai în stratul de adeziv, parţial în stratul de adeziv şi
parţial în lemn, numai în lemn.
a) b)
c) d)
Fig.65 Aspecte ale ruperilor din zonele încleiate ale barelor de încercare după forfecare prin
compresiune: a- ruperi numai în stratul de adeziv; b- ruperi numai în lemn;
c,d- ruperi parţial în stratul de adeziv şi parţial în lemn. Tabelul 42
Rezistenţa la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele a zonelor încleiate din lemnul lamelat realizat cu
compoziţiile adezive studiate în funcţie de specia lemnoasă, grosimea lamelelor şi durata de presare .
Nr.
crt.
Specia
lemnoasă/
Grosimea
lamelelor,
mm
Durata de
presare, h
Prevederi SR
EN 386:2003
Indicativele compoziţiilor adezive (Tip de răşină/ Tip
de catalizator)/ Rezistenţa la forfecare prin
compresiune paralel cu fibrele, fV/ Procentul de
rupere în lemn, PRL
UR/IRs UR/FC2/
NH4Cl-20
FC2/NH4Cl-20
fv,
N/mm2
PRL,
%
fv,
N/mm2
PRL,
%
fv,
N/mm2
PRL,
%
fv,
N/mm2
PRL,
%
1. R 12 2
min
. 6
,00
*
)
min
. 9
0
**
)
5,40
89,95
5,53
93,40
6,00
98,70 4 6,09 6,68 6,77
20 2 5,54 6,05 7,09
4 6,69 7,04 8,07
F 12 2 7,87
84,00
7,89
71,20
10,71
50,20 4 8,28 10,83 11,60
20 2 9,40 10,38 10,60
4 10,89 11,38 11,98
S 12 2 6,40
88,30
8,32
70,60
10,67
47,20 4 10,93 10,74 11,62
20 2 7,53 9,86 10,78
4 9,55 11,21 11,67
NOTĂ: *)
Pentru lemnul de răsinoase trebuie considerată ca acceptabilă o rezistenţă la forfecare prin
compresiune paralel cu fibrele de 4,0 N/mm2 dacă procentul de rupere în lemn, PRL, este de 100%.
**) Pentru valorile medii ale rezistenţei la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele de 8,00
N/mm2 şi respectiv mai mari sau egale cu 11,00 N/mm
2 procentul minim de rupere în lemn, PRL, este de 72%
şi respectiv 45%.
52
În tabelul 42 sunt prezentate centralizat valorile rezistenţelor la forfecare prin
compresiune paralel cu fibrele a zonelor încleiate cu compoziţiile adezive studiate din
barele de încercare pentru cele două durate de presare, folosind lamele din lemn de
răsinoase (R), fag (F) şi stejar (S) cu grosimile de 12mm şi 20mm.
Datele prezentate în acest tabel scot în evidenţă următoarele aspecte:
Folosind compoziţia adezivă de referinţă, UR/IRs, rezistenţele la forfecare prin
compresiune paralel cu fibrele a zonelor încleiate din elementele de lemn lamelat
încleiat variază, pentru ambele grosimi de lamele şi durate de presare studiate, între: cca.
5,40-6,70 N/mm2 în cazul lemnului lamelat de răşinoase, cca. 7,80-10,90 N/mm
2 a celui
de fag şi cca. 6,40-10,90 N/mm2 pentru cel de stejar.
Utilizȃnd compoziţia adezivă pe bază de amestec masic egal de răşină ureo-
formaldehidică tip URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT
FC2, UR/FC2/NH4Cl-20, rezistenţele la forfecare prin compresiune paralel cu
fibrele ale aceloraşi zone sunt ceva mai mari decȃt în cazul precedent.
Pentru ambele grosimi de lamele şi durate de presare studiate acestea sunt cuprinse
între: cca. 5,50-7,00 N/mm2 în cazul lemnului lamelat de răşinoase, cca. 7,80-11,30
N/mm2 pentru cel de fag şi cca. 8,30-11,20 N/mm
2 pentru cel de stejar.
Ȋn acelaşi context, folosind compoziţia adezivă numai pe bază de răşină furanică
mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, rezistenţele la forfecare
prin compresiune paralel cu fibrele ale acestor zone sunt însă mai mari faţă de ambele
cazuri mai sus menţionate.
Pentru ambele grosimi de lamele şi durate de presare studiate acestea sunt cuprinse, de
exemplu, între: cca. 6,00-8,00 N/mm2 în cazul lemnului lamelat de răşinoase, cca. 10,70-
11,90 N/mm2 pentru cel de fag şi cca. 10,60-11,60 N/mm
2 pentru cel de stejar.
Pentru toate speciile lemnoase, compoziţii adezive şi grosimi de lamele studiate,
durata de presare de 4 ore conduce la obţinerea unor rezistenţe la forfecare prin
compresiune paralel cu fibrele mai mari faţă de cea de 2 ore.
Ȋn acelaşi context, rezistenţele la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele
sunt mai mari în cazul elementelor de lemn lamelat încleiat alcătuite din lamele mai
puţine şi mai groase decȃt pentru cele din lamele mai multe şi mai subţiri.
5.2.3. Determinarea unor proprietăţi fizico-mecanice ale lemnului
lamelat încleiat.
Ȋntrucat nu s-a dispus de un lot experimental de lemn lamelat încleiat realizat la
fază pilot sau industrială, in cercetările experimentale efectuate la fază de laborator s-au
determinat următoarele proprietăţi fizico-mecanice ale lemnului lamelat încleiat, care s-
au efectuat în cadrul Laboratorului de Ȋncercări al Facultăţii de Construcţii de la
Universitatea Tehnică din Cluj Napoca :
• rezistenţa la încovoiere;
• rezistenţa la compresiune paralel cu fibrele;
• rezistenţa la compresiune perpendicular pe fibre;
• rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre.
Drept adeziv în acest caz s-au folosit 2 din cele 3 compoziţii adezive anterior
studiate, respectiv:
• o compoziţie adezivă numai pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip
URELIT R, UR/IRs, folosită şi în acest caz drept o probă de referinţă;
• o compoziţie adezivă numai pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC-2, FC2/NH4Cl-20.
53
Parametrii regimului de încleiere a lamelelor au fost următorii:
-consumul specific de adeziv........................180-190g/m2.
placajul realizat prin încleierea furnirelor cu compoziţia adezivă UP-
FC2/1/NH4Cls cu adaos de amoniac şi apă are rezistenţe la forfecare a încleierii
mai mari faţă de cazul utilizării compoziţiei adezive de referinţă cu cca. 14-23% în
stare uscată şi cca. 26-41% după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C în
cazul determinărilor efectuate conform SR EN 314-1:2005. Aceleaşi încercări
efectuate conform STAS 1809-87 indică creşteri mai mari cu cca. 16-25% în stare
uscată şi cca. 17-32% după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C.
faţă de aceaşi compoziţie adezivă de referinţă placajul realizat cu compoziţia
adezivă UP-FC2/2/NH4Cls fără adaos de amoniac şi apă are rezistenţe la
forfecare a încleierii mai mari cu cca. 41-56% în stare uscată şi cca. 53-55% după
24h imersie în apă la temperatura de 20°C în cazul determinărilor efectuate
conform SR EN 314-1:2005. Aceleaşi încercări efectuate conform STAS 1809-87
indică creşteri mai mari cu cca. 43-54% în stare uscată şi cca. 52-68% după 24h
imersie în apă la temperatura de 20°C.
creşterile mai mari ale rezistenţelor la forfecare a încleierii placajului
după tratamentul în stare umedă comparativ cu cele în stare uscată atestă şi
în acest caz faptul că adaosul de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip
URELIT FC2 are un efect mult mai favorabil decȃt răşina melamin-
72
formaldehidică tip VIMEL 911 asupra majorării rezistenţei răşinii ureice tip
URELIT PN faţă de apă.
Din acest punct de vedere efectul este deasemenea vizibil şi în cazul
determinărilor efectuate conform STAS 1809-87 pe epruvetele încercate în stare
uscată, cȃnd cerinţa minimă de 1,80 N/mm2 prevăzută de STAS 1245-86 pentru
rezistenţa la forfecare a încleierii placajului este obţinută numai în cazul
compoziţiei adezive UP-FC2/2/NH4Cls cu adaos de răşină furanică mixtă cu
alcool furfurilic tip URELIT FC2 prin reticulare la 110°C fără adaos de apă şi
amoniac.
folosind presiunea specifică de 2,0 N/mm2 se obţin în ambele cazuri mai sus
specificate rezistenţe la forfecare a încleierii placajului mai mari decȃt în cazul celei de
1,5 N/mm2.
6.4.2. Experimentările efectuate la fază pilot în cadrul SC SILVACARPAT SA
Ghimbav privind realizarea placajului din lemn de fag cu rezistenţă crescută la apă
alcătuit din 3 straturi au scos în evidenţă următoarele:
Folosind compoziţia adezivă pe bază de răşină ureică tip ADEZIV G în adaos
cu 3,33% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, AG-
FC2/1/NH4Cls, placajul de interior obţinut din lemn de fag are caracteristici fizico-
mecanice mai mari faţă de cel realizat de agentul economic mai sus mentionat cu
compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureică tip ADEZIV G şi adaos similar
de răşină melamin-formaldehidică tip VIMEL 911, AG-V/NH4Cls, întrucȃt:
absorbţia totală de apă este mai redusă cu cca. 7%;
rezistenţa la forfecare a încleierii placajului determinată pe epruvete
încercate în stare uscată prin cele 2 standarde specifice de evaluare a calităţii
acestei caracteristici creşte, în general, cu cca. 13-19%, iar după 24 ore imersie
în apă la temperatura de 20°C cu cca. 19-37%;
ruperea în lemn pe suprafaţa totală a planului de încleiere se majorează
cu cca. 12-21%, fără a atinge însă din acest punct de vedere performanţa tipului
de încleiere I20;
rezistenţa la încovoiere statică determinată paralel şi perpendicular pe
direcţia fibrelor straturilor exterioare se majorează cu cca. 23%;
rezistenţa la smulgerea şuruburilor perpendicular pe feţe creşte cu cca.
10%;
deşi conţinutul de formaldehidă a crescut cu cca. 33%, iar cel al emisiei de
formaldehidă cu cca. 13%, placajul realizat în această experimentare la fază
pilot s-a menţinut în aceeaşi clasă de calitate 1 şi respectiv clasă E1 de emisie.
Ȋn acelaşi context, dublȃnd adaosul de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic
tip URELIT FC2 în aceeaşi compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo- formaldehidică
tip ADEZIV G, AG-FC2/2/NH4Cls placajul realizat are însă caracteristici fizico-
mecanice net superioare faţă de aceeaşi probă de referinţă AG-V/NH4Cls şi compoziţie
adezivă mai sus menţionată, AG-FC2/1/NH4Cls, deoarece:
absorbţia totală de apă este mai redusă cu cca. 9,70%;
rezistenţa la forfecare a încleierii placajului determinată pe epruvete
încercate în stare uscată se majorează cu cca. 29-41%, iar după 24 ore imersie în
apă la temperatura de 20°C cu cca. 32-70%;
73
ruperea în lemn pe suprafaţa totală a planului de încleiere creşte cu cca.
25-33%, placajul înscriindu-se de această dată în tipul de încleiere I20;
rezistenţa la încovoiere statică determinată paralel pe direcţia fibrelor
straturilor exterioare creşte cu cca. 30%, iar cea perpendicular pe direcţia fibrelor
cu cca. 42%;
rezistenţa la smulgerea şuruburilor perpendicular pe feţe se majorează cu
cca. 11%;
majorarea conţinutului de formaldehidă cu cca. 83% şi a emisiei de
formaldehidă cu cca. 23% nu a condus nici de această dată la trecerea
placajului din clasa de calitate 1 şi respectiv clasa E1 de emisie într-o clasă
inferioară de calitate.
6.4.3. Experimentările efectuate la fază pilot în cadrul SC SILVACARPAT SA
Ghimbav privind realizarea placajului din lemn de fag cu rezistenţă crescută la apă
alcătuit din 7 straturi au confirmat următoarele:
Utilizȃnd compoziţia adezivă pe bază de răşină ureică tip ADEZIV G cu
acelaşi adaos de 3,33% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, AG-
FC2/1/NH4Cls, placajul de interior obţinut din lemn de fag are deasemenea caracteristici
fizico-mecanice mai mari faţă de cel realizat în mod curent de agentul economic mai sus
specificat cu compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureică tip ADEZIV G cu
un adaos similar de răşină fenol-formaldehidică tip STERON F4, AG-F/NH4Cls,
deoarece:
absorbţia totală de apă este mai redusă cu cca. 13%;
rezistenţa la forfecare a încleierii placajului determinată conform aceloraşi
standarde specifice de evaluare a calităţii încleierii creşte, în general, cu cca. 5-
17% pe epruvete încercate în stare uscată, cu cca. 6-50% pe epruvete testate
după 24 ore imersie în apă la temperatura de 20°C şi cu cca. 3-88% pentru cele
încercate după 3 ore imersie în apă la temperatura de 67°C ;
ruperea în lemn pe suprafaţa totală a planului de încleiere se majorează
cu cca. 6-12%, fără a atinge însă din acest punct de vedere, nici de această dată,
performanţa tipului de încleiere I20;
rezistenţa la încovoiere statică determinată paralel cu direcţia fibrelor
straturilor exterioare creşte cu cca. 4%, iar cea perpendicular pe aceeaşi direcţie
a fibrelor cu cca. 27%;
rezistenţa la smulgerea şuruburilor perpendicular pe feţe se majorează cu
cca. 11%;
deşi conţinutul de formaldehidă a crescut cu cca. 20%, iar cel al emisiei de
formladehidă cu cca. 10%, placajul realizat în această fază pilot s-a menţinut în
aceeaşi clasă de calitate 1 şi respectiv clasă E1 de emisie.
Ȋn acelaşi context, dublȃnd adaosul de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic
tip URELIT FC2 în aceeaşi compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo- formaldehidică
tip ADEZIV G, AG-FC2/2/NH4Cls, placajul realizat are în acest caz caracteristici fizico-
mecanice net superioare faţă de aceeaşi probă de referinţă AG-F/NH4Cls şi compoziţie
adezivă mai sus menţionată, AG-FC2/1/NH4Cls, întrucȃt:
absorbţia totală de apă este mai redusă cu cca. 43%;
rezistenţa la forfecare a încleierii placajului determinată pe epruvete
încercate în stare uscată este mai mare cu cca 23-43%, pe epruvete testate după
74
24 ore imersie în apă la temperatura de 20°C cu cca. 13-55%, iar pentru cele
încercate după 3 ore imersie în apă la temperatura de 67°C cu cca 9-80%;
ruperea în lemn pe suprafaţa totală a planului de încleiere se majorează
cu cca. 16-18%, placajul înscriindu-se de această dată în tipul de încleiere I20
şi chiar I67;
rezistenţa la încovoiere statică determinată paralel pe direcţia fibrelor
straturilor exterioare creşte cu cca. 16%, iar cea perpendicular pe direcţia
aceloraşi fibre cu cca. 31%;
rezistenţa la smulgerea şuruburilor perpendicular pe feţe se majorează cu
cca. 17%;
majorarea conţinutului de formaldehidă cu cca. 67% şi a emisiei de
formaldehidă cu cca. 13% nu a condus nici de această dată la trecerea
placajului din clasa de calitate 1 şi respectiv clasa E1 de emisie într-o clasă
inferioară de calitate.
75
Cap.7. Consideraţii economice
Prezentele consideraţii economice s-au întocmit avȃnd la bază preţurile de cost
actuale ale răşinilor sintetice livrate de SC VIROMET SA Victoria, precum şi cele ale
produselor folosite în cadrul SC SILVACARPAT SA Ghimbav, toate valorile incluzȃnd
TVA-ul aferent.
Din analiza calculatiilor de pret de cost prezentate în lucrare se constată că
folosind compoziţia adezivă pe bază de amestec masic egal de răşină ureică tip URELIT
R şi răşină furanică tip URELIT FC2, UR/FC2/NH4Cl-20, preţul de cost pe tona de
adeziv se reduce faţă de cel al compoziţiei adezive de referinţă, UR/IRs, cu cca. 3,30%.
Folosind însă compoziţia adeziva pe bază de răşină furanică tip URELIT FC2,
FC2/NH4Cl-20, acesta creşte cu cca 9,60%.
Avand în vedere consumul specific mai redus în cazul utilizării compoziţiei
adezive pe bază de amestec masic egal de răşină ureică tip URELIT R şi răşină furanică
tip URELIT FC2, UR/FC2/NH4Cl-20, fata de cazul compoziţiei adezive de referinţă
UR/IRs preţul de cost al 1m2 suprafaţă încleiată de lemn lamelat este mai redus cu cca.
35%.
Ȋn acelaşi context, pretul de cost pentru 1m2 suprafata de lemn lamelat încleiat cu
compozitia adeziva pe bază de răşină furanică tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20 este
mai redus cu cca. 41%.
Preţul de cost pe 1 tonă compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-
formaldehidică tip ADEZIV G în amestec cu 3,33% răşina furanică tip URELIT FC2,
AG-FC2/1/NH4Cls, este mai redus cu cca. 3%, iar cel al compoziţiei adezive cu 6,66%
rasina furanica de acelasi tip, AG-FC2/2/NH4Cls, este aproape egal cu cel al compoziţiei
adezive de referinţă în amestec cu 3,33% răşina melamin-formaldehidică tip VIMEL
M911, AG-V/NH4Cls.
În acelaşi context, faţă de compoziţia adezivă de referinţă folosita in acelasi scop
în amestec cu 3,33% răşina fenol-formaldehidică tip STERON F4, AG-F4/NH4Cls,
preţul de cost pe 1 tonă compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip
ADEZIV G în amestec cu răşina furanică tip URELIT FC2, AG-FC2/1/NH4Cls, este
mai mare cu cca. 1%, iar cel al compoziţiei adezive in adaos cu 6,66% rasina furanica de
acelasi tip, AG-FC2/2/NH4Cls, cu cca. 4%.
76
Cap.8. Concluzii generale. Direcţii viitoare de cercetare.
8.1. Concluzii generale
8.1.1. Sinteza tehnico-documentară prezentată în primul capitol al lucrării a
scos în evidenţă următoarele aspecte:
SC VIROMET SA Victoria a rămas şi astăzi unicul mare producător de răşini
ureo- şi fenol-formaldehidice destinate sectorului de prelucrare mecanică a lemnului din
Romȃnia.
Acest agent economic a rămas unicul producător la scară industrială din
Romȃnia şi de răşini furanice. Răşinile furanice mixte cu alcool furfurilic URELIT FR1,
URELIT FR3 şi URELIT FR4 sunt de tip ureo-formaldehid-furilic, iar cea URELIT
FR9 de tip ureo-fenol-formaldehid-furilic. Toate aceste răşini furanice modificate cu
alcool furfurilic sunt utilizate în calitate de liant prin reticulare la temperatura mediului
ambiant pentru prepararea amestecurilor de formare şi de miezuire la turnarea pieselor
din fontă, oţel şi metale neferoase. Demne de remarcat în cazul acestor tipuri de răşini
furanice sunt următoarele:
caracterul chimic neutru;
conţinutul mult mai redus de substanţă uscată, de cca. 30-32%, faţă de cel al
răşinii ureice tip URELIT R, care este de cca. 70%;
conţinutul mult mai redus şi de formaldehidă liberă, de numai cca. 0,22-1,70%,
comparativ cu cel al aceleiaşi răşini ureice tip URELIT R, care este de cca. 3,5%;
rezistenţe crescute la încovoiere după 1-2 ore şi, mai ales, după 4 ore
determinate pe probe specifice de amestec de formare;
comparativ cu termenul de garanţie al al răşinii ureice tip URELIT R, care
este doar de 45 de zile de la data fabricaţiei, cel al răşinilor furanice mixte cu
întărire la rece este mult mai mare, respectiv de 6 luni pentru cele tip URELIT
FR1, URELIT FR3 şi URELIT FR9 şi de 4 luni pentru cea tip URELIT FR4.
Răşina furanică mixtă cu întărire la cald URELIT FC2 este de tip ureo-
formaldehid-furilic, fiind recomandată pentru fixarea abrazivilor pe suport, iar cea
URELIT FC4 de tip ureo-fenol-formaldehid-furilic, fiind utilizată ca liant pentru
prepararea amestecurilor de miez tot în turnătorii. Ȋn cazul acestor tipuri de răşini
furanice interesante sunt însă de remarcat următoarele:
conţinutul de substanţă uscată este de două ori mai mare (63-68%) faţă de cel
al răşinilor furanice mixte cu întărire la rece (30-32%). El este practic identic cu
cel al răşinilor ureo-formaldehidice cu reticulare la cald tip URELIT P, ADEZIV
G, ADEZIV KV-110U, UREFOR XP1 şi UREFOR XP3 utilizate în mod curent
la încleierea lemnului;
răşina furanică mixtă tip URELIT FC2 are practic un caracter neutru, în timp
ce răşina tip URELIT FC4 are un caracter bazic;
conţinutul de formaldehidă liberă de cca. 3,5% este practic identic cu cel al
răşinii ureo-formaldehidice cu reticulare la rece tip URELIT R;
rezistenţa la încovoiere de min. 5N/mm2 după cca 1 oră determinată pe aceeaşi
probă specială de amestec de formare este net superioară răşinilor furanice mixte
cu întărire la rece;
77
faţă de 30-45 de zile de la data fabricaţiei, cȃt este termenul de garanţie al
răşinilor ureo-formaldehidice cu întărire la cald anterior specificate, răşina
furanică mixtă cu întărire la cald tip URELIT FC2 are un termen de garanţie de 3
luni, iar cea tip URELIT FC4 de 2 luni.
Analizȃnd caracteristicile fizico-chimice ale celor 6 tipuri de răşini furanice
mixte cu alcool furfurilic fabricate în prezent la SC VIROMET SA Victoria se constată
că un interes aparte îl prezintă pentru această lucrare de cercetare doar cele de tip
URELIT FR3 şi URELIT FR9 cu reticulare la rece şi respectiv cea tip URELIT FC2
cu reticulare la cald.
8.1.2. Cercetările experimentale realizate la fază de laborator într-o primă
etapă au condus la următoarele aspecte importante:
Răşinile furanice mixte cu alcool furfurilic luate iniţial în studiu sunt uşor
solubile în alcool etilic şi parţial solubile în alţi solvenţi organici uzuali. Răşina furanică
mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR9 este parţial solubilă în apă, în timp ce răşinile
tip URELIT FR3 şi URELIT FC2 nu sunt hidrosolubile.
Răşinile furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR9 şi URELIT FC2
sunt perfect compatibile cu unele răşini sintetice de tip fenolic şi aminic, precum şi cu
dispersia apoasă de poliacetat de vinil la rapoarte de amestec cuprinse între 9:1 pȃnă la
1:1, în timp ce răşina tip URELIT FR3 este compatibilă cu aceleaşi produse doar la
raportul de 9:1.
Răşinile furanice mixte cu alcool furfurilic mai sus menţionate au practic un
caracter termoreactiv. La temperaturi cuprinse între 100-178°C reactivitatea acestora
variază între 5-18 minute. Urmare acestui fapt ele nu pot substitui răşina fenol-
formaldehidică tip FENOFOR XP 102 utilizată în prezent ca atare la încleierea
placajului utilizat în condiţii de exterior.
Conţinutul de alcool furfurilic liber al răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic
tip URELIT FC2 este mai mic cu cca. 64% faţă de cel al răşinii furanice mixte cu alcool
furfurilic tip URELIT FR3 şi cu cca. 72% faţă de cel al răşinii furanice tip URELIT
FR9.
La adaosuri cuprinse între 4,5-6,0% din soluţiile de acid clorhidric, întăritor
STM 20, întăritor SBM 20 şi respectiv 9,5-11% acid sulfuric cu concentraţiile de 20%,
denumite şi adaosuri maxime admisibile (AMA), timpul final de gelificare a răsinilor
furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR3 şi URELIT FR9 variază între 80-
157 de minute. Procesul decurge în acest caz fără degajare de căldură, gaze sau
expandare a produsului final gelificat.
Adaosuri mai mari ale aceloraşi catalizatori acizi conduc la gelificarea lor în
cca. 9-15 minute. Ele sunt aşadar total neindicate pentru încleierea lemnului atȃt din
punct de vedere al viabilităţii foarte reduse, cȃt şi din considerente de securitate a muncii,
fiind denumite generic din acest punct de vedere drept adaosuri maxim periculoase
(AMP) şi respectiv adaosuri maxime foarte periculoase (AMFP). Ȋn aceste cazuri
procesele de reticulare decurg cu degajare tot mai puternică de căldură, gaze cu miros de
alcool furfurilic şi formaldehidă, fiind însoţite de o expandare aproape instantanee.
Reticularea la temperatura mediului ambiant a celor 2 tipuri de răşini furanice
mixte cu alcool furfurilic în prezenţa catalizatorilor acizi menţionaţi are loc în mod diferit
faţă de cea a răşinii ureice tip URELIT R utilizată în prezent pentru încleierea lemnului
78
la aceeaşi temperatură. Ea decurge practic în 2 faze distincte, foarte bine delimitate în
timp, respectiv:
- faza de gelificare;
- faza de solidificare propriu-zisă.
Faza de gelificare decurge la rȃndul ei în mod vizibil etapizat, debutȃnd la un
aşa numit timp iniţial de gelificare, tig, care marchează practic începutul
procesului de autopolicondensare a alcoolului furfurilic liber cu formarea răşinii
furilice simple şi cel de policondensare a răsinilor furanice propriu-zise.
Produsul astfel obţinut are aspectul unui gel lipicios, care la temperatura
mediului ambiant se transformă apoi într-un produs final compact şi elastic,
complet lipsit de lipiciozitate. Acest moment a fost denumit generic timp final de
gelificare, tfg, întrucȃt el marchează practic sfȃrşitul fazei de gelificare.
Faza de solidificare propriu-zisă, vizibilă şi ea în mod distinct, are loc după un
alt interval de cca 90-120 minute la AMA de catalizatori şi 1-9 minute la AMP şi
AMFP din aceleaşi produse, cȃnd elasticitatea produselor gelificate dispare
complet la temperatura mediului ambiant, acestea trecȃnd practic în fază de rezită,
adică de produse solide, compacte, opace şi dure, de culoare neagră, insolubile şi
infuzibile, care nu sunt casante.
Durata finală de reticulare la temperatura mediului ambiant a celor două
tipuri de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic este de cca. 3-4 ore la AMA, de
cca. 40 de minute la AMP şi de cca. 20 de minute la AMFP din catalizatorii acizi
studiaţi.
Cercetările efectuate privind autopolicondensarea alcoolului furfurilic chimic
pur ca produs de referinţă la temperatura mediului ambiant cu soluţiile de acid clorhidric
şi acid sulfuric cu concentraţiile de 20% la AMA, AMP şi AMFP confirmă practic
existenţa aceloraşi faze ale procesului de reticulare a răşinii furilice simple.
Avȃnd în vedere reactivitatea mare de cca. 5 ore la 178°C a răşinii
furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR9, conţinutul mare de cca. 65,87%,
în alcool furfurilic liber, structura sa chimică complexă de tip ureo-fenol-
formaldehid-furilic, cȃt şi timpul mare de gelificare finală de cca. 80-140 minute la
AMA din cei 4 catalizatori acizi se consideră că această răşină furanică nu este
recomandată pentru a fi utilizată, ca atare, la încleierea lemnului în condiţiile
mediului ambiant.
Răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3, deşi are un
conţinut mai redus de cca. 51,02% alcool furfurilic liber şi o structură chimică mai
simplă, fiind de tip ureo-formaldehid-furilic, ea are totuşi o reactivitate de cca 17
ore la temperatura de 135°C şi un timp final de gelificare de cca. 90-157 minute la
AMA din cei 4 catalizatori acizi studiaţi. Pentru aceste motive se consideră că nici ea
nu este recomandată pentru a fi utilizată, ca atare, la încleierea lemnului în
condiţiile mediului ambiant.
Un timp de gelificare la temperatura mediului ambiant de 45 de minute,
corespunzător valorii maxime admise pentru reticularea la temperatura mediului ambiant
a răşinii ureo-formaldehidice tip URELIT R se poate însă obţine la AMA din fiecare tip
de catalizator acid doar pentru amestecurile care conţin între 40-60% răşină ureică mai
sus menţionată şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3 şi URELIT
FR9. Asemenea amestecuri de răşini sintetice nu pot fi însă nici ele recomandate
79
practic pentru încleierea lemnului, întrucȃt acestea au alături de fenol şi
formaldehidă un conţinut ridicat de alcool furfurilic liber.
Răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, deşi este
recomandată de producător pentru a fi reticulată la cald, ea se poate totuşi gelifica la
temperatura mediului ambiant, folosind în acest scop drept catalizatori adaosuri variabile
de săruri minerale fie sub formă de întăritor tip IR solid sau soluţie apoasă cu
concentraţia de 25%, fie clorură de amoniu solidă sau sub formă de soluţie apoasă cu
concentraţia de 20%. Această răşină furanică se comportă însă şi ea în mod diferit în
timpul policondensării la temperatura mediului ambiant. Procesul de reticulare are loc
vizibil de asemenea în mod etapizat, cu trecerea ei din starea iniţială de gel lipicios într-
un produs lipsit mai întȃi de lipiciozitate, apoi şi de elasticitate, care în final devine solid,
opac, compact şi dur, de culoare portocalie, care nu este casant.
Cercetările evidenţiază în acest caz faptul că adaosul de 5% din toţi cei 4
catalizatori studiaţi conduce la un timp de gelificare cuprins între 31-47 de minute,
lipiciozitatea gelurilor disparȃnd complet după 19-30 minute. Adaosurile de 5%
clorură de amoniu solidă sau sub formă de soluţie apoasă cu concentraţia de 20%
conduc la un timp de solidificare de 2-3 ore, în timp ce întaritorul IR utilizat sub
aceleaşi 2 forme la un timp de solidificare de 3-4 ore.
Compoziţiile realizate numai pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC2, folosind drept catalizatori aceleaşi săruri minerale în
stare solidă, se reticulează final la temperatura mediului ambiant în decurs de cca.
2½-3½ ore, consumul specific de adeziv aplicat fiind mai redus cu cca. 35% faţă de
cazul probei de referinţă. Rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune
longitudinală calculată este în acest caz însă net superioară faţă de cea a probei de
referinţă. Creşterile rapoartelor procentuale faţă de cazul răşinii ureice martor tip
URELIT R la determinările efectuate mai ales în stare uscată pentru toţi
catalizatorii şi presiunile studiate sunt cuprinse, de exemplu, între 21-104%, iar cele
după 24 ore imersie în apă la temperatura de 20°C între 14-40%. Presiunea
specifică de 0,4 N/mm2 conduce la obţinerea unor rezistenţe ale încleierii la
forfecare prin tracţiune longitudinală mai mari faţă de cea de 1,2 N/mm2.
Compoziţiile realizate din amestecul masic egal de răşină ureo-
formaldehidică tip URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip
URELIT FC2, folosind drept catalizatori mai ales sărurile minerale în stare solidă
sus menţionate, se reticulează final la temperatura mediului ambiant în decurs de
cca. 2-2½ ore, consumul specific de adeziv aplicat fiind mai redus cu cca. 38% faţă
de cazul probei ureice de referinţă. Rezistenţele încleierii la forfecare prin tracţiune
longitudinală calculate sunt deasemenea superioare faţă de cele ale probei de
referinţă. Creşterile rapoartelor procentuale faţă de cazul răşinii ureice martor tip
URELIT R la încercările efectuate în stare uscată sunt cuprinse, de exemplu, pentru
toţi catalizatorii şi presiunile studiate între 20-83%. Ȋn acelaşi context, după 24 ore
imersie în apă la temperatura de 20°C ele sunt mai mari cu cca. 20-44%. Presiunea
specifică de 0,4 N/mm2 conduce şi în acest caz la obţinerea unor rezistenţe ale
încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală mai mari faţă de cea de 1,2
N/mm2.
8.1.3. Ţinȃnd cont de ansamblul tuturor caracteristicilor de calitate
prevăzute în SR EN 301:2006 pe care trebuie sa le îndeplinească adezivii structurali de
tip I şi II folosiţi la fabricarea structurile portante din lemn utilizate în diverse condiţii de
80
expunere climatică, precum şi de cele specificate în SR EN 386:2003 privind modul de
comportare şi rezistenţa zonelor de încleiere a lemnului lamelat încleiat alcătuit din
lamele de răşinoase, fag şi stejar cu grosimile de 12mm şi 20mm prin reticulare la
temperatura mediului ambiant, la duratele de presare de 2 şi respectiv 4 ore, cercetările
experimentale realizate în această etapă au reliefat următoarele:
Compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureică tip URELIT R,
UR/IRs, nu poate fi considerată un adeziv structural de tip I, întrucȃt:
rezistenţele medii ale îmbinării la forfecare prin tracţiune longitudinală determinate experimental sunt mai mici faţă de limitele admise cu cca. 1-16%
pentru tratamentele prealabile tip A2, A4, şi A5 la durata de presare de 2h şi cu cca.
8% pentru tratamentul A4 la cea de 4h. Ea ar putea fi în schimb considerată din
acest punct de vedere doar un adeziv structural de tip II numai în cazul
utilizării unei durate de presare de 4 ore, întrucȃt rezistenţele medii ale
îmbinării la forfecare prin tracţiune longitudinală determinate experimental
pentru tratamentele prealabile A1, A2, şi A 3 sunt mai mari faţă de limitele
prevăzute cu cca. 28-51%.
rezistenţa la descleiere a îmbinărilor este mai mare cu cca. 176% faţă de
valoarea maximă admisă pentru un adeziv structural de tip I şi cu cca. 388% faţă
de cea a unui adeziv structural de tip II;
rezistenţa medie a încleierii la tracţiune transversală în stare uscată este
mai redusă faţă de limita minimă admisă cu cca. 10%, iar după tratamentele ciclice
cu cca. 44%;
rezistenţa medie a încleierii la forfecare prin compresiune este mai redusă
cu cca. 35% faţă de limita minimă admisă;
Rezistenţele la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele a zonelor
încleiate şi procentele de rupere în lemn, PRL, se situează sub limitele minime
admise.
Procentele de desprindere totală, D, şi cele de desprindere maximă a unei
singure suprafeţe, PDM, în cazul lemnului lamelat încleiat depăşesc valorile
maxime admise. Din acest punct de vedere ea ar putea fi deasemenea recomandată
ca un adeziv structural de tip II, dar numai în cazul realizării lemnului
lamelat încleiat de răşinoase.
Rezistenţele la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele a zonelor
încleiate şi procentele de rupere în lemn, PRL, se situează sub limitele minime
admise.
Compoziţia adezivă pe bază de amestec masic egal de răşină ureică tip
URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3,
UR/FR3/H2SO4-20, nu poate fi considerată un adeziv structural de tip I şi tip II,
deoarece:
rezistenţele medii ale îmbinării la forfecare prin tracţiune longitudinală determinate experimental pentru toate tipurile de tratamente prealabile aplicate au,
în general, valori mai reduse cu cca. 3-33% faţă de limitele admise;
rezistenţa la descleiere a îmbinărilor este mai mare cu cca. 884% faţă de
valoarea maximă admisă pentru un adeziv structural de tip I şi cu cca. 1700%
faţă de cea a unui adeziv structural de tip II;
81
rezistenţa medie a încleierii la tracţiune transversală în stare uscată este
mai redusă faţă de limita minimă admisă cu cca. 41%, prezentȃnd deci un efect
dăunător accentuat asupra rezistenţei încleierii lemnului. Ca urmare a utilizării
acidului sulfuric drept catalizator fibrele de lemn sunt aşadar puternic deteriorate,
iar adezivul nu mai are nici un fel de rezistenţă la tracţiune transversală după
tratamentele ciclice aplicate;
rezistenţa medie a încleierii la forfecare prin compresiune este mai redusă
cu cca. 49% faţă de limita minimă admisă.
Compoziţia adezivă pe bază de amestec masic egal de răşină ureică tip
URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2,
UR/FC2/NH4Cl-20, nu poate fi considerată nici ea un adeziv structural de tip I şi tip
II deşi prezintă, în general, rezistenţe medii ale îmbinării la forfecare prin tracţiune
longitudinală determinate experimental pentru toate tratamentele prealabile aplicate mai
mari faţă de limitele minime admise cu cca. 1-31% la durata de presare de 2 ore şi cu cca.
6-84% la cea de 4 ore, deoarece:
rezistenţa la descleiere a îmbinărilor este mai mare cu cca. 14% faţă de
valoarea maximă admisă de standardul de referinţă pentru un adeziv structural de
tip I şi cu cca. 30% faţă de cea a unui adeziv structural de tip II;
rezistenţa medie a încleierii la tracţiune transversală în stare uscată este
mai redusă faţă de limita minimă admisă cu cca. 2%, iar după tratamentele ciclice
aplicate cu cca.35%;
rezistenţa medie a încleierii la forfecare prin compresiune este mai redusă
faţă de limita minimă admisă cu cca. 19%;
Deşi această compoziţie adezivă oferă posibilitatea obţinerii în cazul lemnului
lamelat încleiat de răşinoase a unor procente de desprindere totală, D, şi de
desprindere maximă a unei singure suprafeţe, PDM, care se încadrează în
limitele admise, ea nu poate fi totuşi recomandată pentru scopul menţionat,
întrucȃt rezistenţele la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele a zonelor
încleiate şi procentele de rupere în lemn, PRL, se situează la valorile minime
admise.
Compoziţia adezivă numai pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool
furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, este singura care poate fi considerată un
adeziv structural de tip I şi respectiv de tipul II, întrucȃt:
rezistenţele medii ale îmbinării la forfecare prin tracţiune longitudinală determinate experimental pentru toate tipurile de tratamente prealabile aplicate
sunt mai mari faţă de limitele minime admise cu cca. 9-80% la durata de presare
de 2 ore şi cu cca. 16-127% la cea de 4 ore;
rezistenţa la descleiere a îmbinărilor este mai mică cu cca. 91%, faţă de
valoarea limită admisă pentru un adeziv structural de tip I şi cu cca. 79% faţă de
cea a unui adeziv structural de tip II;
rezistenţa medie a încleierii la tracţiune transversală în stare uscată este
mai mare cu cca. 34% faţă de valoarea admisă, iar după tratamentele ciclice
aplicate cu cca. 8%, ruperea fiind de tip B întrucȃt proporţia medie a suprafeţei
acoperită cu fibre de lemn este de cca. 82%;
82
rezistenţa medie a încleierii la forfecare prin compresiune este mai mare
cu cca. 12% faţă de limita minimă admisă, iar proporţia medie a suprafeţei
acoperită cu fibre de lemn este de cca. 90,83%.
ea poate fi utilizată într-adevăr ca un adeziv structural de tip I şi II, dar
numai în cazul lemnului lamelat încleiat de răşinoase, întrucȃt numai în cazul
acestei specii lemnoase procentele de desprindere totală, D, şi cele de
desprindere maximă a unei singure suprafeţe, PDM, sunt egale cu zero, iar
rezistenţele la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele a zonelor
încleiate şi procentele de rupere în lemn, PRL, sunt mai mari faţă de valorile
minime admise cu cca. 10-30% şi respectiv cca. 8%.
Nici una din cele 3 compoziţii adezive mai sus menţionate nu poate fi
recomandată pentru realizarea lemnului lamelat încleiat din speciile de fag şi stejar.
Pentru cele 3 specii lemnoase, compoziţii adezive şi grosimi de lamele studiate
durata de presare de 4 ore asigură o comportare şi o rezistenţă a zonelor de încleiere din
lemnul lamelat încleiat superioară celei de 2 ore;
Ȋn acelaşi context, cercetările mai evidenţiează faptul că elementele de lemn
lamelat încleiat realizate din mai multe lamele cu grosimi mici au caracteristici de
performanţă net superioare celor realizate din lamele mai puţine şi cu grosimi mai mari.
8.1.4. Analiza comparativă a caracteristicilor fizico-mecanice ale lemnului
lamelat încleiat din răşinoase determinate pe epruvete confecţionate în laborator conform
prevederilor SR EN 408:2004 şi corelate cu clasele de rezistenţă specificate în SR EN
1194:2004 pentru un asemenea produs a reliefat următoarele:
Lemnul lamelat încleiat din răşinoase cu compoziţia adezivă pe bază de
răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, faţă de cel încleiat cu
compoziţia adezivă de referinţă, UR/IRs, are rezistenţa la încovoiere mai mare cu cca.
10-24%, rezistenţa la compresiune paralel cu fibrele mai mare cu cca. 2-12% şi
rezistenţa la compresiune perpendicular cu fibrele mai mare cu cca. 6-7%, situȃndu-se
din acest punct de vedere într-o clasă imediat superioară, respectiv GL 28h faţă de GL
24h sau GL 36h faţă de GL 32h.
Rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre a lemnului lamelat încleiat nu a
fost posibilă practic de determinat folosind metodologia prevăzută în SR EN 408:2004 şi
nici în condiţiile utilizării unei alte metodologii cu un nou tip A de epruvetă avȃnd
dimensiuni mai reduse, întrucȃt ruperile nu s-au produs între lamele, ci numai în planul
încleierilor cu adezivul epoxidic sau poliuretanic dintre lemnul de răşinoase/placa de
metal sau lemnul de răşinoase/lemnul de fag situate la extremităţile epruvetelor. Din
acest punct de vedere se remarcă faptul că SR EN 408:2004 are o deficienţă majoră,
care constă în aceea că nu precizează exact, aşa cum este firesc, tipul de răşină
epoxidică sau poliuretanică necesară încercării unei asemenea epruvete sau,
eventual, caracteristicile fizico-chimice şi mecanice limită ale acestora.
Folosind în schimb o epruvetă, denumită generic în acest caz tip B, avȃnd
formă şi dimensiuni mult mai reduse decȃt cele ale epruvetei standard sau ale celei tip A
se poate determina rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre într-un singur plan
de încleiere din lemnul lamelat încleiat, aceasta putȃnd constitui de fapt o caracteristică
nouă de calitate a unui astfel de produs.
83
Utilizȃnd o asemenea metodologie originală de încercare se constată că lemnul
lamelat de răşinoase încleiat cu compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu
alcool furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, are o rezistenţa la tracţiune
perpendicular pe fibre într-un singur plan de încleiere mai mare cu cca. 25-33% faţă
de cazul celui încleiat cu compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureică clasică
tip URELIT R, UR/IRs.
8.1.5. Rezultatele cercetărilor realizate privind caracteristicile calitative ale
compoziţiilor adezive pe bază de răşină ureică tip ADEZIV G şi tip URELIT PN
modificate cu răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 prin reticulare
la cald, au evidenţiat următoarele:
Compoziţia adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip ADEZIV G în
adaos cu 6,67% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 are valori ale
pH-ului iniţial şi final mai reduse faţă de proba de referinţă cu un adaos similar de răşină
fenol-formaldehidică tip FENOFOR XP102. Ȋn acelaşi context şi compoziţia adezivă
pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT PN în adaos cu 13,54% răşină
furanică de acelaşi tip are valori ale pH-ului iniţial şi final mai reduse faţă de proba de
referinţă cu un adaos similar de răşină melamin-formaldehidică tip VIMEL 911.
Duratele de gelificare la temperaturile de 100°C şi 130°C ale acestor
compoziţii adezive se înscriu în limitele admise pentru adezivii structurali cu reticulare la
cald utilizaţi în industria lemnului.
Vȃscozitatea acestora permite aplicarea lor cu maşinile de aplicat adeziv,
consumul specific de adeziv realizat fiind mai redus faţă de cazul compoziţiei adezive de
referinţă cu cca. 20% în primul caz şi identic în cel de al doilea caz.
Rezistenţele încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală a unor asemenea
compoziţii adezive determinate atȃt experimental, cȃt şi calculate la acelaşi consum
specific de 100 g/m2 adeziv absolut uscat aplicat, sunt net superioare celor obţinute în
cazul probelor de referinţă.
Utilizȃnd aceeaşi temperatură de presare de 130°C, de exemplu, în cazul
compoziţiei adezive pe bază de răşină ureică tip ADEZIV G modificată cu răşină
furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 variaţiile rapoartelor
procentuale ale rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală
calculată în raport cu cea a probei de referinţă, la ambele presiuni studiate, sunt
mai mari cu cca. 30-32% pentru epruvetele încercate în stare uscată şi cu cca. 25-
39% în cazul celor testate după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C;
Ȋn acelaşi context, utilizȃnd temperatura de 110°C efectul este mult mai
favorabil, variaţiile aceloraşi rapoarte procentuale fiind mai mari cu cca. 42-48%
pentru epruvetele încercate în stare uscată şi cu cca. 45-79% în cazul celor testate
după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C.
Ȋn cazul compoziţiei adezive pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip
URELIT PN modificată cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip
URELIT FC2 pentru epruvetele testate în stare uscată, variaţiile rapoartelor
procentuale ale rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală
calculată în raport cu cea a probei de referinţă, la ambele presiuni studiate, sunt
mai mari cu cca. 13-26% pentru compoziţia adezivă cu amoniac şi cu cca. 19-29%
pentru cea fără amoniac.
84
Variaţiile aceloraşi rapoarte procentuale pentru epruvetele testate după 24h
imersie în apă la temperatura de 20°C sunt mai mari cu cca. 19-57% la compoziţia
adezivă cu amoniac şi cu cca. 27-67% la cea fără amoniac.
Avȃnd în vedere cele mai sus menţionate rezultă clar faptul că o compoziţie
adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip ADEZIV G în adaos cu 6,67% răşină
furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, de tipul celei notată generic AG-
FC2/2/NH4Cls, este un adeziv structural cu rezistenţă mult mai mare faţă de apă decȃt în
cazul adaosului similar de răşină fenol-formaldehidică tip FENFOR XP102,
temperatura de presare putȃnd fi redusă în acest caz de la 130°C la 110°C.
Ȋn acelaşi context o compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip
URELIT PN în adaos cu 13,54% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT
FC2, de tipul celei notată generic UP-FC2/2/NH4Cls fără adaos de apă şi amoniac,
este şi ea un adeziv structural cu rezistenţă mai mare faţă de apă decȃt în cazul adaosului
similar de răşină melamin-formaldehidică tip VIMEL 911 cu adaos de apă şi
amoniac.
Presiunea specifică de 2,0 N/mm2 conduce în ambele cazuri la obţinerea unor
rezistenţe ale încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală atȃt în stare uscată cȃt,
mai ales, după 24 ore imersie în apă la temperatura de 20°C mai mari faţă de cea de 1,5
N/mm2.
8.1.6. Cercetările experimentale efectuate la fază de laborator privind
influenţa unor adezivi structurali pe bază de răşini ureice cu adaosuri variabile de răşină
furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 prin reticulare la cald asupra calităţii
încleierii unui placaj de interior din lemn de fag cu rezistenţă crescută la apă alcătuit din
3 straturi au scos în evidenţă următoarele:
Plecȃnd de la o compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică
tip ADEZIV G în amestec cu 6,67% răşină fenol-formaldehidică tip FENOFOR XP
102, AG-F/NH4Cls, ca probă de referinţă şi substituind integral răşina fenol-
formaldehidică cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, se
constată că se poate realiza un placaj de tipul celui mai sus menţionat în condiţiile
aceloraşi parametri ai procesului de încleiere, respectiv:
Perioada 01 octombrie 2004- Funcţia sau postul ocupat Doctorand cu frecvență Activităţi şi responsabilităţi
principale Activitate de cercetare în domeniul ştiinţa şi ingineria materialelor (domeniul de pregătire prin doctorat) Activitate didactică de laborator la disciplinele „Chimia lemnului” şi „Materiale tehnologice în industria lemnului”
Numele şi adresa angajatorului
Universitatea TRANSILVANIA din Braşov/ Facultatea de Industria Lemnului/ Catedra de Tehnologia Lemnului
Tipul activităţii sau sectorul de activitate
educaţie şi cercetare
Educaţie şi formare
Perioada 02 martie 2009- 07 mai 2009 Calificarea / diploma obţinută Curs postuniversitar de perfecţionare „Management integrat
calitate-risc” Disciplinele principale studiate / competenţe
profesionale dobândite
ISO 9001:2008, ISO 17025:2005, OHSAS 18001:2007
Numele şi tipul instituţiei de învăţământ / furnizorului de
formare
Facultatea de Inginerie Tehnologică Universitatea TRANSILVANIA din Braşov
Perioada 1999 - 2004
Calificarea / diploma obţinută Diplomă de inginer Numele şi tipul instituţiei de învăţământ / furnizorului de
formare
Facultatea de Industria Lemnului Universitatea TRANSILVANIA din Braşov
Aptitudini şi competenţe personale
Limba maternă Romȃnă
Limbi străine cunoscute Autoevaluare Înţelegere Vorbire Scriere
Nivel european (*) Ascultare Citire Participare la
conversaţie
Discurs oral
Exprimare scrisă
Engleză C1 B2 B2 B1 B2
99
Posesor certificat de competenţă lingvistică nivelul B2
Facultatea de Litere Universitatea TRANSILVANIA din Braşov Centrul pentru Învăţarea Limbilor Moderne
Franceză B1 B1 B1 B1 B1
(*) Nivelul Cadrului European Comun de Referinţă Pentru Limbi Străine
Competenţe şi aptitudini organizatorice
Membru al Secretariatului ştiinţific şi al Colectivului de organizare a Conferinţei Naţionale „Ştiinţa şi Ingineria Lemnului în Mileniul III”, Braşov 4-6 nov. 2005.
Competenţe şi aptitudini de utilizare a calculatorului
Bună cunoaştere a mediului de lucru MS Office: Word, Excel, PowerPoint
Informaţii suplimentare Director la Proiectul de cercetare CNCSIS pentru tineri doctoranzi finanţat de Unitatea Executivă pentru Finanţarea Ȋnvăţămȃntului Superior şi a Cercetării Ştiinţifice Universitare PN-2-RU-TD-2001-1/2007. Elaborat 27 de lucrări de cercetare ştiinţifică publicate în volumele unor simpozioane, conferinţe sau reviste de specialitate naţionale şi internaţionale. Depus la OSIM Bucureşti 3 cereri de brevete de invenţie ale căror rezumate sunt publicate în Buletinul Oficial de Proprietate Industrială Secţiunea Invenţii 2009-2010. Posesor Diplomă de apreciere pentru activitatatea ştiinţifică desfăşurată în anul 2006 în cadrul Centrului de Cercetare Ştiinţifică în Prelucrarea Lemnului, Facultatea de Industria Lemnului, Universitatea TRANSILVANIA din Braşov.
Dates 01 october 2004- Occupation or position held Phd-student
Main activities and responsibilities
Research activity in science and materials engineering fields (the training field for Phd activity) Laboratories didactics activity on „Wood chemistry” and „Technical materials in wood industries”
Name and address of employer
Transilvania University of Braşov/ Faculty of Wood Industry/ Department of Wood technology
Type of business or sector Education and research
Education and training
Dates 02 march 2009- 07 may 2009 Title of qualification awarded Further training post-university „Management integrated
quality-risk” Principal
subjects/occupational skills covered
ISO 9001:2008, ISO 17025:2005, OHSAS 18001:2007
Name and type of organisation providing education and training
Faculty of Engineering Technology Transilvania University of Braşov
Dates 1999 - 2004
Title of qualification awarded Diploma of engineer Name and type of
organisation providing education and training
Faculty of Wood Industry Transilvania University of Braşov
Personal skills and competences
Mother tongue romanian
Other languages
Understanding Speaking Writing European level (*) Listening Reading Spoken
interaction Spoken
production
English C1 B2 B2 B1 B2
Possessor of certify of linguistics competency B2 level
Faculty of Letters University TRANSILVANIA of Braşov Learning centre for Modern Languages
Franceză B1 B1 B1 B1 B1
101
(*) Common European Framework of Reference (CEF) level
Organisational skills and competences
Member of scientific secretariat and of organisation collective of National Conference „Science and Wood Engineering in the Third Millenium”, Braşov 4-6 nov. 2005.
Computer skills and competences
Good knowledge of MS Office: Word, Excel, PowerPoint
Additional information Director of research Project CNCSIS for young Phd-student financed Executive Unit for Financing Higher Education and Scientific University Reserch PN-2-RU-TD-2001-1/2007. Elaborated 27 scientific research papers published in some volume of symposium, conference or speciality journal, national and international. I depose to OSIM Bucureşti 3 demand of patents, their resume are publish in Official Industrial Property Bulletin Sections Patents 2009-2010. Possessor Diploma of appreciation for scientific activity in 2006 year in the Wood Machining Centre of Excellence, Faculty of Wood Industry Transilvania University of Braşov
102
REZUMAT
În această lucrare autorul studiază caracteristicile de calitate şi posibilităţile de
utilizare a unor răşini furanice mixte cu alcool furfurilic ca adezivi pentru încleierea
lemnului prin reticulare la cald şi la temperatura mediului ambiant.
În partea introductivă a lucrării doctorandul prezintă stadiul actual al cunoştiinţelor
privind fabricarea şi utilizarea răşinilor sintetice de tip fenolic, aminic şi furanic de
producţie indigenă fabricate în cadrul SC VIROMET SA Victoria.
Folosind tehnici şi metode adecvate de studiu s-au determinat o serie de
caracteristici fizico-chimice şi mecanice complementare pentru sortimentele de răşini
furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR3, URELIT FR9 şi URELIT FC2,
care sunt necesare a fi cunoscute pentru utilizarea lor în calitate de adezivi la încleierea
lemnului. Doctorandul constată că reticularea acestor sortimente de răşini furanice are loc
în mod diferit faţă de cea a răşinilor fenolice şi aminice utilizate la încleierea lemnului,
procesul fiind însoţit de o serie de modificări importante ale pH-ului, temperaturii, culorii
şi a aspectului produselor reticulate.
Răşinile furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR9 şi URELIT FR3, ca
atare sau în amestec masic egal cu o răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R, nu pot fi
recomandate la încleierea lemnului în condiţiile mediului ambiant, dat fiind conţinutul
ridicat de alcool furfurilic liber şi timpul mare de gelificare finală. Compoziţia adezivă pe
bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 reticulată la
temperatura mediului ambiant cu un adaos de 5% clorură de amoniu solidă este un adeziv
structural de tip I şi respectiv de tip II, care poate fi utilizată numai la fabricarea lemnului
lamelat de răşinoase. Faţă de cazul utilizării unor compoziţii adezive de referinţă avȃnd
ca liant de bază răşina ureo-formaldehidică clasică tip URELIT R, lemnul lamelat
încleiat cu compoziţia adezivă mai sus menţionată are o rezistenţă la încovoiere mai mare
cu cca. 10-24%, o rezistenţă la compresiune paralel cu fibrele mai mare cu cca. 2-12% şi
o rezistenţă la compresiune perpendicular pe fibre mai mare cu cca. 6-7%. Ȋntrucȃt
rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre nu s-a putut efectua în condiţiile prevăzute
de SR EN 408:2004, doctorandul a elaborat o metodologie originală pentru determinarea
unei noi caracteristici fizico-mecanice a lemnului lamelat încleiat, denumită generic
rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre într-un singur plan de încleiere. Faţă de
aceeaşi probă de referinţă, compoziţia adezivă mai sus menţionată conduce la obţinerea
unui lemn lamelat încleiat, care are o rezistenţă la tracţiune perpendicular pe fibre într-un
singur plan de încleiere mai mare cu cca. 25-33%. Compoziţiile adezive pe bază de răşini
ureo-formaldehidice tip ADEZIV G şi URELIT PN în adaos cu 6,67% şi respectiv
13,54% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 au un efect mult mai
favorabil asupra creşterii rezistenţei faţă de apă decȃt în cazul utilizării adaosurilor
similare de răşină fenol-formaldehidică tip FENOFOR XP-102 şi respectiv răşină
melamin-formaldehidică tip VIMEL 911. Cercetările experimentale realizate la fază
pilot privind fabricarea unui placaj din lemn de fag utilizat în interior folosind
compoziţiile adezive mai sus menţionate, alcătuit din 3 şi 7 straturi, confirmă
posibilitatea obţinerii unui produs stratificat cu caracteristici fizico-mecanice net
superioare şi, mai ales, o rezistenţă mult mai mare faţă de apă.
Lucrarea are o extindere de 213 pagini, fiind structurată pe 9 capitole, cuprinzȃnd
53 de tabele, 96 figuri şi 146 referinţe bibliografice.
103
ABSTRACT
In this papers the author studied the quality characteristics and the using
possibilities of some furan resin mixed with furfurilic alcohol as adhesives for wood
gluing from warm reticulation and at the environmental temperature.
In the introduction part of the paper the author present the actual stage of
knowledge regarding the manufacturing and the use of the sintetic resin of phenol, amine
and furan type from the aboriginal production manufactured by SC VIROMET SA
Victoria.
Using appropriate techniques and methods of study was determinate a series of
complementary physical-chemical and mechanical characteristics for the furan resins
mixed with furfurilic alcohol type URELIT FR3, URELIT FR9 and URELIT FC2,
their are necessary to by known for using as adhesives for wood gluing. The author
observe that the reticulation of this type of furan resins has place in a different mode that
the phenol and amine resin used for wood gluing, the process being accompanied by a
series of important modification of pH, temperature, color and the aspects of reticulated
product.
The furan resin mixed with furfurilic alcohol type URELIT FR9 and URELIT
FR3, as such or in equal weight proportions with a urea-formaldehyde type URELIT R,
cannot by recommend for wood gluing in environmental medium condition, because
their higher content of free furfurilic alcohol and the large time of final jellification.
Adhesive composition based on furan resins mixed with furfurilic alcohol of FC2
URELIT type reticulated at the environmental temperature with a addition of 5% solid
ammonium chloride is a structural adhesives of I type and II type respectively, which
can be used only to manufactured the resinous glued laminated timber. Compared with
the case of using reference adhesive composition based on the classical urea-
formaldehyde type URELIT R, the glued laminated timber with the adhesive
composition mentioned above have a higher inflection resistance with 10-24%, a higher
parallel compressing resistance with 2-12% and a higher perpendicular compressing
resistance with 6-7%. Whereas the perpendicular traction resistance cannot be made in
the specified conditions of SR EN 408:2004, the author elaborate a original methodology
for the determination of a new physical-mechanical characteristic of glued laminated
timber, generic named the perpendicular traction resistance in a single plan of gluing.
Compared with the same reference the adhesive composition mentioned above lied to a
glued laminated timber with a higher perpendicular traction resistance in a single plan of
gluing within 25-33%.
The adhesive composition based on the classical urea-formaldehyde type
ADEZIV G şi URELIT PN in addition with 6,67% and 13,54% respectively, furan resins
mixed with furfurilic alcohol of FC2 URELIT type have a much favorable effect for the
improve water resistance that the case of the same addition of the resin phenol-
formaldehyde type FENOFOR XP-102 and the resin melamine-formaldehyde type
VIMEL 911. Experimental research of pilot phase regarding the manufactured of
plywood from beech wood for inside using with adhesive compositions mentioned above,
from 3 and 7 lays, confirm the possibility for achieve a stratified product with superior
physical-mechanical characteristic and, mostly, with a higher water resistance.
The paper have a extending of 213 pages, being structured on 9 chapter, include
53 table, 96 figure and 146 bibliographies references.