TEZĂ DE DOCTORAT - webbut.unitbv.rowebbut.unitbv.ro/teze/rezumate/2010/rom/AncaMariaVarodi.pdf ·...

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


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


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,

ORA 1100

, SALA LIII 3 (Colina Universităţi)

mailto:[email protected]

3

Indexul principalelor notaţii folosite în lucrare

a

A

AG-F/

NH4Cls

AG-FC2/

1/NH4Cls

AG-FC2/

2/NH4Cls

AMA

AMP

AMFP

At

b

CBr

Cf

cspau

D

D

F

fc,0

fc,90

FC2

FC2/

NH4Cl-20

FF

fm

Fmax

FR3

FR9

ft,90

fl

FU

fV

fv (τr)

FV

F4

Gi

Gm

h

HCl-20

distanta dintre un punct de încărcare şi reazemul cel mai apropiat la

determinarea rezistenţei la încovoiere , mm;

aria suprafeţei încleiate supusă solicitării, mm2;

compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip

ADEZIV G în amestec cu 6,67% răşina fenol-formaldehidică tip

FENOFOR XP102;


ADEZIV G în amestec cu 6,67% răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2 prin reticulare la temperatura de 130°C;


ADEZIV G în amestec cu 6,67% răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2 prin reticulare la temperatura de 110°C;

adaos maxim admisibil de catalizator, %;

adaos maxim periculos de catalizator, %;

adaos maxim foarte periculos de catalizator, %;

absorbţia totală de apă a placajului, %;

lăţimea epruvetei, mm;

cifra de brom a probei de analizat;

conţinutul de alcool furfurilic liber, %;

consumul specific de adeziv absolut uscat aplicat, g/m2;

procentul de desprindere totală, %

procentul de desprindere totală, %;

lemn masiv de fag;

rezistenţa la compresiune paralel cu fibrele, N/mm2;

rezistenţa la compresiune perpendicular pe fibre, N/mm2;

rǎşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2;

compoziţie adezivă pe bază de rǎşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2 cu reticulare la temperatura mediului

ambiant;

răşină tip fenol- formaldehidic;

rezistenţa la încovoiere, N/mm2;

sarcina maximă de rupere, N;

rǎşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3;

rǎşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR9;

rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre, N/mm2;

rezistenţa la tracţiune transversală a adezivului ca urmare a atacului

acid al fibrelor de lemn, N/mm2;

forţa de rupere la compresiune, N;

rezistenţa la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele, N/mm2;

rezistenţa la forfecare a încleierii placajului, N/mm2;

conţinutul de aldehidă formică “valoarea cu perforator”, %;

răşina fenol-formaldehidică tip STERON F4;

emisia de aldehidă formică determinată la nivel de o oră, mg/m2h;

emisia de aldehidă formică, “valoare medie de analiză a gazului”,

mg/m2h;

înălţimea epruvetei, mm;

soluţie de acid clorhidric cu concentraţia de 20%;

4

H2SO4-20

IR

IRs

IR-25

K

l

lîncl

lmax. despr

ltot despr

ltot încl.

MUF

m1

m2

NH4Cls

NH4Cl-20

PDM

Pr

PRL

R

RF

RFR

S

SBM-20

STM-20

σri0

σri90

tdl

tfg

tg

tig

ts

τc

τfc

τfcu

τfcim

τfc0,4

soluţie de acid sulfuric cu concentraţia de 20%;

întǎritor tip IR;

întǎritor tip IR solid;

soluţie întǎritor tip IR cu concentraţia de 25%;

factorul de corecţie la determinarea rezistenţei la încovoiere;

distanţa dintre axele reazemelor la determinarea rezistenţei la

încovoiere statică a placajului, mm;

lungimea zonei încleiate, mm;

lungimea maximă de desprindere a unei zone încleiate, mm;

lungimea totală a îmbinărilor deschise (descleiate) de pe cele 2 feţe de

lemn ale marginilor fiecărei epruvete, mm;

lungimea totală a îmbinărilor de pe cele 2 feţe de lemn ale marginilor

fiecărei epruvete, mm;

răşină tip ureo- melamin-formaldehidic;

masa epruvetei condiţionate, înainte de imersia în apă, g ;

masa epruvetei dupa imersie în apă timp de 24 ore la temperatura de

20°C, g;

clorură de amoniu solidă;

soluţie de clorură de amoniu cu concentraţia de 20%;

procentul de desprindere maximă a unei singure suprafeţe de

îmbinare, %;

sarcina de rupere a epruvetei la determinarea rezistenţei la încovoiere

statică a placajului, N;

procentul de rupere în lemn după forfecarea prin compresiune paralel

cu fibrele, %;

lemn masiv de răşinoase;

răşină tip rezorcin-formaldehidic

răşină tip fenol-rezorcin-formaldehidic;

lemn masiv de stejar;

întǎritor tip SBM-20;

întǎritor tip STM-20;

rezistenţa la încovoiere statică a placajului pe direcţie paralelă cu

direcţia fibrelor, N/mm2;

rezistenţa la încovoiere statică a placajului pe direcţie perpendiculară

cu direcţia fibrelor, în N/mm2;

timp de dispariţie a lipiciozitǎţii, minute;

timp final de gelificare, minute;

timp de gelificare, secunde sau minute;

timp iniţial de gelificare, secunde sau minute;

timp de solidificare, minute;

rezistenţa la forfecare prin compresiune a adezivului, N/mm2;

rezistenţa încleierii (îmbinării) la forfecare prin tracţiune longitudinală

calculată, N/mm2;

rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculată

în stare uscată, N/mm2;

rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculată,

determinată după 24 ore imersie în apă la temperatură de 20°C,

N/mm2;


5

τfc1,2

τfe

τftî

τş

UF

UP-V/

NH4Cls

UP-FC2/

1/NH4Cls

UP-FC2/

2/NH4Cls

UR

UR/IRs

UR/FR3/

H2SO4-20

UR/FC2/

NH4Cl-20

V

W

determinată pentru epruvetele încleiate la presiunea specifică de 0,4

N/mm2, N/mm

2;


determinată pentru epruvetele încleiate la presiunea specifică de 1,2

N/mm2, N/mm

2;

rezistenţa încleierii (îmbinării) la forfecare prin tracţiune longitudinală

determinată experimental, N/mm2;

rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre într-un singur plan de

încleiere a lemnului lamelat încleiat, N/mm2;

forţa maximă la smulgerea şuruburilor perpendicular pe suprafaţa

placajului, N;

răşină tip ureo-formaldehidic;


URELIT PN în amestec cu 13,54% răşina melamin-formaldehidică tip

VIMEL 911;


URELIT PN în amestec cu 13,54% răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2, cu apă şi amoniac;


URELIT PN în amestec cu 13,54% răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2, fără apă şi amoniac;

rǎşina ureo-formaldehidică tip URELIT R;


URELIT R cu reticulare la temperatura mediului ambiant;


URELIT R şi rǎşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FR3 cu reticulare la temperatura mediului ambiant;


URELIT R şi rǎşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2 cu reticulare la temperatura mediului ambiant;

răşina melamin-formaldehidică tip VIMEL 911;

modulul de rezistenţă al secţiunii epruvetei la determinarea rezistenţei

la încovoiere, mm3

6

CUPRINS

INTRODUCERE...................................................................................................

Cap. 1 Stadiul actual al cunostinţelor privind fabricarea şi utilizarea unor răşini

sintetice de producţie indigenă pentru încleierea lemnului...................

1.1. Răşini fenol-formaldehidice.................................................................

1.1.1. Clasificare..............................................................................

1.1.2. Reacţii de sinteză...................................................................

1.1.3. Mod de reticulare...................................................................

1.1.4. Tipuri de rǎşini fenol-formaldehidice utilizate ca

adezivi...................................................................................

1.1.5. Adezivi structurali pe bază de răşini fenol-formaldehidice folosiţi la

încleierea lemnului................................................

1.2. Răşini aminice.......................................................................................

1.2.1. Clasificare..............................................................................

1.2.2. Reacţii de sinteza...................................................................

1.2.2.1. Răşini ureo-formaldehidice ………………... ……

1.2.2.2. Răşini melamin-formaldehidice..............................

1.2.2.3. Răşini ureo-melamin-formaldehidice.....................

1.2.3. Mod de reticulare……………………………………...........

1.2.4. Tipuri de răşini aminice utilizate pentru adezivi...................

1.2.4.1. Răşini ureo-formaldehidice nemodificate..............

1.2.4.2. Răşini melamin-formaldehidice

nemodificate............................................................

1.2.4.3. Răşini melamin-formaldehidice modificate...........

1.2.5. Adezivi structurali pe bază de răşini aminice utilizaţi la încleierea

lemnului................................................................

1.2.5.1. Adezivi pe bază de răşini ureo-formaldehidice

nemodificate............................................................

1.2.5.2. Adezivi pe bază de răşini ureo-formaldehidice

modificate................................................................

1.3. Răşini furanice .....................................................................................

1.3.1. Rǎşini furanice simple...........................................................

1.3.1.1. Clasificare………………………………………...

1.3.1.2. Reactii de sinteza………………………………....

1.3.1.3. Mod de reticulare…………………………………

1.3.1.4. Tipuri de răşini furanice simple………………......

1.3.1.5. Adezivi structurali pe bază de răşini furanice simple utilizaţi în

industria lemnului......................

1.3.2. Rǎşini furanice mixte…………………………………….....

1.3.2.1. Clasificare………………………………………...

1.3.2.2. Reactii de sinteza………………………………....

1.3.2.3. Mod de reticulare…………………………………

1.3.2.4. Tipuri de răşini furanice mixte .…………………..

1.3.2.5. Adezivi structurali pe bază de răşini furanice mixte utilizaţi în

industria lemnului........................

1.4. Concluzii...............................................................................................

1

3

3

3

3

5

5

9

10

11

12

12

13

15

15

16

16

18

18

19

19

23

27

27

27

27

29

29

30

32

32

33

38

38

42

44

7

Cap. 2 Obiectivele tezei de doctorat..................................................................

Cap. 3 Studiul unor caracteristici fizico-chimice şi mecanice complementare ale

răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic.......................................

3.1.Determinarea solubilităţii în unii solvenţi şi diluanţi..............................

3.2.Determinarea compatibilităţii cu alte răşini şi polimeri sintetici utilizaţi în industria

lemnului.................................................................

3.3.Determinarea conţinutului de alcool furfurilic liber .............................

3.3.1 Aspecte de ordin toxicologic ...................................................

3.3.2 Determinarea conţinutului de alcool furfurilic liber ................

3.3.2.1 Reactivi chimici .........................................................

3.3.2.2 Mod de lucru...............................................................

3.3.2.3 Calculul conţinutului de alcool furfurilic liber ..........

3.4.Determinarea reactivităţii.......................................................................

3.5.Determinarea timpului de gelificare la temperatura mediului ambiant..

3.5.1.Determinarea timpului de gelificare la temperatura mediului ambiant a

răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR3 şi URELIT

FR9 folosind catalizatori

acizi..........................................................................................


răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 folosind

catalizatori sub formă de săruri

minerale. .................................................................................


unor amestecuri de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R şi răşină

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3 folosind catalizatori

acizi..................................



furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR9 folosind catalizatori

acizi..................................



furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 folosind catalizatori

sub formă de săruri

minerale...................................................................................

3.6.Determinarea rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune

longitudinală............................................................................................

3.6.1.Determinarea rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală

a amestecului masic egal de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R şi

răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FR3............................................


a amestecului masic egal de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R cu

răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2 ..........................................


a răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2 ..........................................................................

3.7. Concluzii..............................................................................................

46

48

48

51

51

52

53

54

54

55

56

56

57

67

69

72

76

78

80

82

86

90

8

Cap. 4 Studiul caracteristicilor calitative ale adezivilor structurali pe bază de răşini

furanice mixte cu alcool furfurilic......................................................

4.1. Aspecte generale..................................................................................

4.2. Adezivi structurali cu reticulare la temperatura mediului ambiant .....

4.2.1.Componente şi caracteristici fizico-chimice..........................

4.2.2.Determinarea rezistenţei îmbinării la forfecare prin tracţiune

longitudinală ...........................................................................

4.2.3.Determinarea rezistenţei la descleiere.....................................

4.2.4.Determinarea influenţei atacului acid al fibrelor de lemn ca rezultat al

tratamentelor ciclice la temperatură şi umiditate asupra rezistenţei la

tracţiune transversală..............................

4.2.5.Determinarea influenţei contracţiei lemnului asupra rezistenţei la

forfecare .............................................................

4.3. Adezivi structurali cu reticulare la cald...............................................

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 ...................................................

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....................................................

4.4. Concluzii..............................................................................................

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... ...................................................................

5.1.Aspecte generale privind clasificarea şi caracteristicile actuale de performanţă ale

lemnului lamelat încleiat...........................................

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....................

5.2.1.1. Fabricarea lamelelor..................................................

5.2.1.2. Ȋncleierea lamelelor...................................................

5.2.1.3. Presarea lamelelor.....................................................

5.2.1.4. Condiţionarea elementelor de lemn lamelat încleiat.

5.2.2. Verificarea comportării şi a rezistenţei zonelor de încleiere ale lemnului

lamelat încleiat...................................................

5.2.2.1. Ȋncercarea la desprindere în zonele de încleiere……

5.2.2.2. Ȋncercarea la forfecare a zonelor încleiate.................

5.2.3. Determinarea unor proprietăţi fizico-mecanice ale lemnului lamelat

încleiat......................................................................

5.2.3.1Determinarea rezistenţei la încovoiere .......................

5.2.3.2Determinarea rezistenţei la compresiune paralel cu

fibrele...........................................................................

5.2.3.3Determinarea rezistenţei la compresiune perpendicular pe

fibre..................................................

5.2.3.4.Determinarea rezistenţei la tracţiune perpendicular pe

fibre.........................................................................

5.3. Concluzii...............................................................................................

Cap. 6 Cercetări privind caracteristicile calitative ale placajului din lemn de fag

95

95

95

95

98

105

108

112

116

116

121

125

129

129

133

133

133

133

134

135

135

135

139

143

143

146

147

149

155

9

realizat cu adezivi structurali pe bază de răşini ureice şi răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2........................................................

6.1.Unele aspecte actuale privind clasificarea placajului............................

6.2.Experimentări la fază de laborator privind realizarea placajului din lemn de fag cu

adezivi structurali pe bază de răşini ureice şi răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2.............................

6.2.1.Placaj din lemn de fag realizat cu un adeziv structural pe bază de răşină

ureo-formaldehidică tip ADEZIV G în amestec cu răşină furanică mixtă

cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2 ...........................................................................

6.2.2.Placaj din lemn de fag realizat cu un adeziv structural pe bază de răşină

ureo-formaldehidică tip URELIT PN în amestec cu răşină furanică mixtă

cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2 ...........................................................................

6.2.3.Evaluarea calităţii încleierii placajului realizat la fază de

laborator...................................................................................

6.3.Experimentări la fază pilot pentru realizarea placajului din lemn de fag cu adezivi

structurali pe bază de răşină ureică şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2...........................................

6.3.1.Compoziţii adezive .................................................................

6.3.2.Parametrii regimului de încleiere a placajului .......................

6.3.3.Determinarea proprietăţilor fizico-mecanice ale placajului ...

6.3.3.1.Determinarea umidităţii .............................................

6.3.3.2.Determinarea masei volumice....................................

6.3.3.3.Determinarea absorbţiei totale de apă........................

6.3.3.4.Determinarea rezistenţei la forfecare a încleierii .......

6.3.3.5.Determinarea rezistenţei la încovoiere statică............

6.3.3.6.Rezistenţa la smulgerea şuruburilor perpendicular pe suprafaţa

placajului......................................................

6.3.3.7.Determinarea conţinutului de aldehidă formică.........

6.3.3.8.Determinarea emisiei de formaldehidă.......................

6.4. Concluzii.............................................................................................

Cap.7 Consideraţii economice.............................................................................

7.1. Calculul preţului de cost al adezivilor structurali utilizaţi la realizarea lemnului

lamelat încleiat......................................................................

7.2. Calculul preţului de cost al adezivilor structurali utilizaţi la realizarea placajului

de interior din lemn de fag ..................................................

Cap.8 Concluzii generale. Direcţii viitoare de cercetare....................................

8.1. Concluzii generale................................................................................

8.2. Direcţii viitoare de cercetare................................................................

Cap. 9 Contribuţii personale şi originale. Diseminarea rezultatelor................

9.1. Contributii originale si personale.........................................................

9.2. Diseminarea rezultatelor......................................................................

BIBLIOGRAFIE....................................................................................................

157

157

158

159

160

161

170

170

172

172

172

172

172

173

175

176

176

178

183

187

187

188

190

190

202

203

203

204

206

10

INTRODUCERE

Procesul de integrare europeană include, după cum era şi firesc, profunde

schimbări în domeniul activităţii agenţilor economici din sectorul industriei lemnului care,

printre altele, trebuie să conştientizeze în primul rȃnd faptul că realizȃnd numai produse

de calitate superioară vor putea face faţă cerinţelor pieţei interne şi mai ales externe.

Ȋn acest context, legislaţia europeană în domeniul adezivilor nestructurali, precum

şi a celor structurali se dovedeşte a fi mult mai exigentă faţă de cea romȃnească specifică

secolului trecut. Astfel de produse sunt astăzi sub un control deosebit de riguros al

condiţiilor de admisibilitate, privind nu numai caracteristicile fizico-chimice, cȃt mai ales,

rezistenţele mecanice determinate în urma unor tratamente specifice, uneori deosebit de

complexe, care la rȃndul lor contribuie la îmbunătăţirea calităţii produselor din lemn în

care acestea sunt încorporate.

Ca urmare firească a noilor cerinţe impuse de fabricanţii de mobilă, produse

aglomerate şi stratificate din ţară şi străinătate, producătorii de răşini sintetice utilizate ca

adezivi pentru industria lemnului sunt şi ei preocupaţi de mai multă vreme de

îmbunătăţirea calităţii acestor materiale şi chiar servicii.

Un exemplu tipic în acest sens este cel al SC VIROMET SA Victoria, care a

rămas şi astăzi unicul mare producător de răşini fenolice şi aminice destinate sectorului

de prelucrare mecanică a lemnului din Romȃnia, de care este indisolubil legat încă de la

înfiinţarea sa.

Preocupată atȃt de creşterea cantitativă, cȃt şi de diversificarea calitativă a propriei

game de produse chimice, această societate comercială pune în prezent la dispoziţia

agenţilor economici din sectorul industriei lemnului cȃte două sau chiar trei sortimente de

răşini sintetice pentru fabricarea aceluiaşi produs pe bază de lemn oferindu-le, la cerere,

specificaţiile tehnice ale acestora, instrucţiunile de lucru şi chiar asistenţa tehnică

necesară.

Punctul de plecare în abordarea tematicii de cercetare care face obiectul acestei

cercetări ştiinţifice îl reprezintă diminuarea semnificativă a producţiei indigene de răşini

furanice ca urmare firească a restrȃngerii activităţii din sectorul siderurgic romȃnesc şi

crearea unei baze de date tehnice necesare ca suport alternativ la utilizarea lor în calitate

de adezivi pentru industria lemnului.

Oportunitatea şi necesitatea acestor cercetări a rezultat şi din faptul că, în scopul

mai sus menţionat, există un număr foarte redus de lucrări ştiinţifice publicate pȃnă în

prezent pe plan naţional şi internaţional, semnalările citate limitȃndu-se doar la unele

încercări preliminare, de cele mai multe ori fără un suport ştiinţific adecvat şi mai ales, o

aplicabilitate practică concretă.

Prezenta lucrare de cercetare ştiinţifică are 4 obiective principale, fiind structurată

pe 9 capitole, cuprinzȃnd 53 de tabele, 96 de figuri şi 146 referinţe bibliografice.

Consider că lucrarea în sine nu este în măsură să rezolve toate implicaţiile de ordin

tehnic şi tehnologic privind utilizarea răşinilor de tip furanic în domeniul industriei

lemnului. Ea deschide însă calea unor cercetări viitoare mult mai ample şi complexe, date

fiind caracteristicile fizico-chimice şi mecanice specifice ale unor astfel de produse

tehnice.

11

Prin activitatea mea am dorit aşadar să creez o nouă „punte” de legătură între

producătorii de adezivi şi cei de produse pe bază de lemn, care să ofere posibilitatea unei

conlucrări mai bune şi eficiente, conştientă fiind că am realizat un prim pas într-un

domeniu, care rămȃne deschis cercetării şi implementării în practică a acestor rezultate.

Cu această ocazie doresc să adresez cele mai calde mulţumiri conducerii SC

VIROMET SA Victoria, judeţul Braşov, pentru sprijinul acordat în activitatea de

documentare şi sponsorizare cu produsele din producţia proprie.

Sincere mulţumiri şi conducerii SC SILVACARPAT SA Ghimbav, judeţul

Braşov, pentru sprijinul acordat în realizarea experimentărilor la fază pilot.

Alese mulţumiri adresez Conducerii Universităţii TRANSILVANIA din Braşov,

tuturor cadrelor didactice şi personalului tehnic auxiliar din Facultatea de Industria

Lemnului, care au contribuit la formarea mea profesională, colegilor, precum şi

colaboratorilor ce m-au încurajat şi sprijinit pe întreaga perioadă de pregătire post-

universitară.

Drd. ing. Anca Maria VARODI

12

Cap.1. Stadiul actual al cunostinţelor privind fabricarea şi

utilizarea unor răşini sintetice de producţie indigenă pentru

încleierea lemnului.

1.5. Răşini fenol-formaldehidice

1.5.1. Clasificare

Rǎşinile fenol-formaldehidice se împart în douǎ grupe principale:

Rǎşini termoplastice care la pǎstrare îndelungatǎ sau la încǎlzire pânǎ la o

temperaturǎ de 200-250º C îşi menţin solubilitatea şi fuzibilitatea. În tehnicǎ aceste

rǎşini se numesc de obicei novolacuri, ele putȃnd sǎ treacǎ în produşi infuzibili dupǎ

o tratare suplimentarǎ cu aldehidǎ formicǎ sau hexametilentetraminǎ;

Rǎşini termoreactive care la pǎstrare îndelungatǎ, încǎlzire sau la rece şi în prezenţǎ

de acizi trec în stare infuzibilǎ şi insolubilǎ. În literatura tehnicǎ de specialitate

rǎşinile fenol-formaldehidice termoreactive se mai numesc şi rǎşini rezolice.

Rǎşinile rezolice, ca atare, aflate într-un prim stadiu de policondensare, denumit şi

stadiul A sau fază de rezol, reprezintǎ practic un amestec de compuşi macromoleculari

cu greutate molecularǎ micǎ,care se topesc la încǎlzire, se dizolvǎ în acetonǎ, alcool şi

soluţii apoase de baze tari.

Prin încǎlzirea rapidǎ sau prin pǎstrarea îndelungatǎ a răşinilor rezolice ele trec

într-un al doilea stadiu de policondensare denumit stadiul B sau fază de rezitol.

Deosebirea dintre rezoli şi rezitoli constă numai în solubilitatea parţialǎ a acestora din

urmă în alcooli şi acetonǎ, însoţitǎ de umflarea rǎşinii şi mǎrirea considerabilǎ a

volumului. Prin încǎlzirea răşinii în fază de rezitol la 110-125ºC ea poate fi trasă în fire

lungi, care prin rǎcire devin casante şi uşor de măcinat în pulberi. Prin încălzirea răşinilor

fenol-formaldehidice în fază de rezitol la cca. 160-180°C, păstrarea un timp mai

îndelungat decȃt cel garantat de producător sau prin utilizarea unui catalizator acid

acestea trec în cel de al treilea stadiu de policondensare, denumit stadiul C sau fază de

rezită. Ȋn această stare răşina reprezintă, în funcţie de metoda de întǎrire, un produs solid

transparent sau opac, infuzibil, insolubil în apă şi solvenţi organici, rezistent la acţiunea

soluţiilor apoase de acizi şi hidroxizi, care are bune proprietăţi electroizolante. De obicei

aceste rǎşini sunt denumite rezite.

Din cele 10 sortimente de răşini fenol-formaldehidice aflate în fabricaţia curentă,

SC VIROMET SA Victoria livrează în prezent pentru sectorul de industrializare a

lemnului din Romȃnia 3 tipuri de produse tehnice sub denumirile comerciale de

FENOFOR XP 101, FENOFOR XP 102 şi FENOLIT C9, restul răşinilor fenolice

fiind utilizate la fabricarea materialelor abrazive, în turnătorii, industria cauciucului şi în

construcţii.

Ȋn literatura tehnică de specialitate sunt cunoscute o serie de cercetări importante

privind modificarea răşinii fenol-formaldehidice în fază de rezol cu unele produse

naturale. Ele au vizat în principal fie substituirea fenolului la reacţia de sinteză cu astfel

de produse, fie adăugarea acestora din urmă ca materiale de adaos într-o răşină fenol-

formaldehidică clasică. De remarcat este faptul că cercetările au condus în anumite cazuri

la realizarea unor produse pe bază de lemn cu caracteristici fizico-mecanice satisfacătoare

sau chiar mai mari decȃt cele obţinute cu răşina fenol-formaldehidică în fază de rezol

nemodificată. Ele nu au căpătat însă o extindere la fază industrială pe măsura aşteptărilor,

fiind necesare cercetări suplimentare pentru elucidarea anumitor aspecte de ordin

tehnologic şi/sau economic.

13

1.2. Răşini aminice

Dintre răşinile aminice cele mai întrebuinţate în compoziţiile adezive şi/sau la

fabricarea produselor peliculogene pentru industria lemnului sunt răşinile ureo-

formaldehidice, melamin - formaldehidice şi ureo – melamin - formaldehidice,

nemodificate sau modificate, precum şi amestecuri ale acestora cu alte răşini naturale

sau sintetice.

În comparaţie cu răşinile fenol-formaldehidice, răşinile aminice prezintă avantajul

că sunt incolore, rezistente la lumină şi mai puţin toxice dar, în schimb, peliculele

adezive nu sunt rezistente la acţiunea apei.

Policondensarea aminelor sau a amidelor cu diferite aldehide este o reacţie

cunoscută de mult timp, produsele rezultate folosindu-se şi astăzi la fabricarea adezivilor,

lacurilor, vopselelor, maselor de presare, spumelor şi a unor auxiliari pentru textile

(Beral, Zapan 1973).

Răşinile ureo-formaldehidice se fabrică şi se comercializează fie sub formă de

soluţii cu un conţinut în substanţă uscata de 45-70%, fie sub formă de pulberi, care sunt

în stare pură sau în adaos cu diferite materiale. Răşinile melamin-formaldehidice sunt

fabricate mai ales sub formă de pulberi, iar răşinile melamin-ureo-formaldehidice sub

formă de pulberi sau soluţii concentrate cu un conţinut în substanţă uscată de cca. 60%.

1.2.1. Clasificare

Clasificarea răşinilor aminice se poate face în funcţie de urmatoarele criterii:

după natura aminei/amidei utilizată la sinteză;

după natura modificarii lor;

după solubilitate

Din cele 12 sortimente de răşini ureo-formaldehidice fabricate în prezent de

agentul economic anterior menţionat, 8 sunt destinate în cantităţile cele mai mari unor

domenii prioritare ale sectorului de industrializare a lemnului, cum ar fi cel al producţiei

de plăci aglomerate şi stratificate din lemn. La fabricaţia tuturor acestor sortimente de

răsini ureo-formaldehidice s-a avut în vedere în mod prioritar reducerea substanţială a

conţinutului de aldehidă formică, făcȃnd astfel posibilă realizarea unor produse pe bază

de lemn cu emisii de aldehidă formică acceptabile pe piaţa internă şi externă. Sub acest

aspect se disting cele 4 sortimente noi de răsini ureo-formaldehidice cu un conţinut

maxim de aldehidă formică liberă care nu depăşeşte 0,25%, respectiv: KV 110U,

ADEZIV G, UREFOR XP1, UREFOR XP3, precum şi sortimentele de răşini tip

URELIT PN şi PS, UREFOR XL 341 cu un conţinut maxim de 1% formaldehidă liberă.

SC VIROMET SA Victoria produce şi recomandă astăzi agenţilor economici din

industria lemnului utilizarea unui tip nou de răşină melamin-formaldehidică modificată,

denumită generic VIMEL M 911, ca adaos în adezivul ureo-formaldehidic pentru

fabricarea lamelelor din lemn şi a placajului cu rezistenţă crescută la apă.

1.3. Răşini furanice

Rǎşinile furanice reprezintǎ o clasǎ importantǎ de rǎşini sintetice obtinute din

substanţe chimice simple cu structurǎ furanica, care se pot clasifica dupa urmatoarele

criterii:

dupǎ tipul monomerilor de bazǎ folosiţi în reacţiile de policondensare:

• rǎşini furanice simple rezultate prin autopolicondensarea aceluiaşi

tip de monomer furanic (furfurol sau alcool furfurilic);

14

• rǎşini furanice mixte rezultate prin policondensarea a 2, 3 sau chiar

4 monomeri, din care unul este de tip furanic (furfurol sau alcool

furfurilic), iar celǎlalt de altǎ naturǎ (fenolic, ureic, melaminic, etc.).

dupǎ procedeul de întǎrire:

• rǎşini furanice cu întǎrire la rece;

• rǎşini furanice cu întǎrire la cald.

dupǎ compoziţia chimicǎ a catenei:

• rǎşini furanice simple de tip furfurolic;

• rǎşini furanice simple de tip furilic;

În ţara noastrǎ unicul producător de răşini furanice este tot SC VIROMET SA

Victoria, care fabricǎ mai multe tipuri din astfel de produse folosind ca materii prime

ureea, fenolul, formaldehida şi alcoolul furfurilic. Ele sunt comercializate sub denumirea

de URELIT FR pentru cele cu reticulare la rece şi URELIT FC pentru cele cu

reticulare la cald.

Răşinile furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR1, URELIT FR3 şi

URELIT FR4, de exemplu, sunt de tip ureo-formaldehid-furilic, fiind obţinute prin

reacţia ureei cu formaldehida şi alcoolul furfurilic, din care un fragment cu punţi

metilenice şi metilen-eterice este de forma:

Acestea sunt utilizate în calitate de liant pentru prepararea amestecurilor de

formare şi de miezuire la turnarea pieselor din fontă, oţel şi metale neferoase. Reticularea

lor are loc la temperatura mediului ambiant utilizȃnd întăritorii specifici cu denumirile

tehnice de SBM-20, STM-20, SBA-21.

Răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR9 este de tip ureo-

fenol-formaldehid-furilic, fiind obţinută prin reacţia ureei cu fenolul, formaldehida şi

alcoolul furfurilic, din care un fragment de tip A cu punţi metilenice este de forma:

2

... C H 2 O O C H 2

O C H 2 N C O N H

...

Răsină furanică mixtă de tip ureo-formaldehid-furilic cu punti metilenice si

metilen-eterice (fragment)

Alcool Monometiloluree Alcool

furfurilic furfurilic

O

C

H 2 O

H C

N H 2

H N

C H 2

O H

O O

H

O C H 2 +

+

H 2 O

-

+

Fenol Alcool furfurilic Uree Formaldehida

O CH2OH +

O H

H H N

C O

N H 2

CH2O +

Răsină furanică mixtă de tip ureo-fenol-

formaldehid-furilic (fragment de tip A cu punti

metilenice)

O

O H

CH2 CH2 N C O N H2

(… ) ( …) -H2O

15

Ȋn tabelul 13 sunt prezentate centralizat conditiile tehnice de calitate ale unor

sortimente de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic cu întărire la rece fabricate de SC

VIROMET SA Victoria. Tabelul 13

Condiţiile tehnice de calitate ale unor sortimente de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic cu întarire la

rece fabricate de SC VIROMET SA Victoria.

Nr.

crt.

Caracteristici fizico-

chimice

Condiţii de admisibilitate

URELIT FR1

(STAS 11294/1-

86/FT 53/2000)

URELIT FR3

(STAS 11294/1-

86/FT 54/2000)

URELIT FR4

(STAS

11294/1-86)

URELIT FR9

(STAS 11294/1-

86)

1. Aspect Lichid vâscos Lichid vâscos Lichid vâscos Lichid vâscos

2. Culoare brun-roşcată brun-neagră brun-roşcată brun-roşcată

3. Densitate la 20°C, g/cm3 1,185±0,025 1,165±0,020 1,165±0,020 1,160

4. Vâscozitate dinamică la

20°C, mPa*s (cP)

28±6 26±6 24±6 17,45-27,14

5. Conţinut de formaldehidă

liberă, %, max

1,70 0,80 1,70 0,22-0,71

6. pH 6,5...7,5 6,5...7,5 6,5...7,5 -

7. Conţinut de azot, % max 5 1,3 5 -

8. Conţinut de substanţă

uscată, %

32±2 30±2 30±2 30,41-36,4

9. Miscibilitate cu apa - - - 364-558

10. Conţinut de fenol liber, % - - - 0,34

11. Rezistenţa la încovoiere pe

proba de amestec de

formare, N/mm2, min

-după 1h

-după 2h

-după4h

0,8

1,5

3,0

0,6

1,2

3,0

1,0

1,5

4,0

-

-

-

Răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic URELIT FC2 este de tip ureo-

formaldehid-furilic fiind recomandată pentru fixarea abrazivilor pe suport. Reticularea

ei are loc la temperatura de 60°C folosind un intăritor special tip FC2.

Ȋn tabelul 14 sunt prezentate centralizat condiţiile tehnice de calitate ale unor

sortimente de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic cu întărire la cald fabricate de

acelaşi agent economic anterior menţionat. Tabelul 14.

Condiţiile tehnice de calitate ale unor sortimente de rǎşini furanice mixte cu alcool furfurilic cu întărire la

cald fabricate de SC VIROMET SA Victoria.

Nr.

crt.

Caracteristici fizico-chimice Condiţii de admisibilitate

URELIT FC2

(STAS 12593/1-87/ F.T.

44/2000)

URELIT FC4

(F.T. 37/2000)

1. Aspect Lichid vâscos, opac lichid vâscos, omogen

2. Culoare Alb- galbui Maro-roscat

3. Densitate la 20°C, g/cm3

1,275±0,015 1,235±0.010

4. Vâscozitate dinamica la 20°C, mPa/s

(cP)

700-1250 400-700

5. Conţinut de substanţe nevolatile,% 68±2 63±2

6. Conţinut de formaldehidă liberă, %,

max

3,5 -

7. Timp de gelificare, la 60°C,min. 18…28 -

8. pH 6,5…7,52 8±0,5

9 Conţinut de azot legat,% max. - 5,5

10 Rezistenţa la încovoiere probă de

amestec de formare, N/mm2, min.

-imediat

-după 20min.

-după 72ore

-

-

-

2.5

5.0

4.5

16

Răşina furanică URELIT FC4 este de tip ureo-fenol-formaldehid-furilic, fiind

recomandată ca liant pentru prepararea amestecurilor de miez cu întărire la cald în cazul

turnării pieselor din fontă. Ea se reticuleaza cu un alt întaritor specific tip FC 405.

Ponomarev (1960) este primul care semnalează faptul că aceste răşini au o

aderenţă bună la lemn şi beton si insuficientă la metale, utilizarea lor la încleierea

lemnului fiind condiţionată practic de condiţiile de sinteză ale acestora şi primele

observaţii asupra contactului cu suprafaţa lemnoasă.

Schultz (1990) a studiat în detaliu folosirea unei răşini furanice, obţinută din

alcool furfurilic şi formaldehidă în prezenţa acidului maleic drept catalizator, în calitate

de adeziv pentru încleierea la faza de laborator a unui placaj alcatuit din 3 furnire de pin

strob cu grosimea de 4,2mm. Dupǎ ciclul aferent de fierbere-uscare-fierbere, conform

ASTM D-3434-75/1980, placajul a prezentat rezistenţe ale încleierii la forfecare în stare

umedǎ cuprinse între 0,8-1,7 N/mm² şi procente de ruperi în lemn cuprinse între 29-84%.

Moon şi colaboratorii (2001) au studiat şi ei posibilitatea utilizǎrii unei emulsii în

apă alcătuită din alcool furfurilic şi o rǎşinǎ ureo-formaldehidicǎ în proporţii diferite la

fabricarea PAL-ului. Ei aratǎ doar cǎ emisia de formaldehidǎ dintr-un astfel de produs,

care a fost lăsat timp de 2 ani la temperatura camerei, este mult mai scǎzutǎ.

1.4. Concluzii

Diversificarea calitativă a gamei de răşini ureice de producţie indigenă la

societatea comercială anterior menţionată oferă în prezent agenţilor economici din

sectorul industrializării lemnului posibilitatea folosirii în acelaşi scop a 2 sau chiar 3

tipuri din astfel de produse tehnice.

Pentru fabricarea placajului, panelului şi furniruirea panourilor din PAL, placaj, panel,

PFL, MDF şi lemn masiv, de exemplu, în locul răşinii ureice clasice tip URELIT C

fabricată pȃnă în anul 2004, astăzi se poate folosi una din noile răşini ureice de tip

ADEZIV G, UREFOR XP3 sau URELIT PN. Pentru fabricarea PAL-lui se poate utiliza

una din răşinile ureice tip KV 110U sau URELIT PS.

Pentru fabricarea binalelor, bordurarea panourilor de PAL şi încleierea elementelor

masive din lemn la temperatura mediului ambiant astăzi se foloseşte aceeaşi răşină ureică

tip URELIT R, al cărei conţinut maxim de aldehidă formică s-a redus însă de la maxim

5% la maxim3,5%.

Comparȃnd cele 4 tipuri de rǎşini furanice mixte cu întǎrire la rece se constată că

ele au, în general, caracteristici fizico-chimice asemănătoare, acestea deosebindu-se doar

prin vȃscozitatea dinamică, conţinutul de azot şi rezistenţa la încovoiere pe probe din

amestec de formare.

Comparȃnd cele 2 tipuri de rǎşini furanice cu întǎrire la cald se constată că ele au

caracteristici fizico-chimice complet diferite.

Deşi sunt cunoscute de mai multă vreme pentru rezistenţele mari la temperatură şi

agenţi chimici, răşinile furanice mixte cu alcool furfurilic nu au fost încă practic utilizate

la fază industrială în calitate de adezivi pentru încleierea lemnului.

17

Cap.2. Obiectivele tezei de doctorat

Avȃnd în vedere ansamblul cunoştinţelor actuale privind fabricarea şi utilizarea

răşinilor de tip fenolic şi aminic de producţie indigenă ca adezivi pentru industria

lemnului, precum şi faptul că răşinile sintetice de tip furanic folosite în prezent aproape în

exclusivitate în turnătorii nu sunt încă practic cunoscute pentru scopul mai sus menţionat,

prezenta lucrare de cercetare ştiinţifică are următoarele 4 obiective tehnice de bază, a

căror necesitate şi oportunitate este justificată după cum urmează:

Obiectivul 1. Studiul unor caracteristici fizico - chimice şi mecanice

complementare ale răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic tip

URELIT FR3, URELIT FR9 şi URELIT FC2, cum ar fi:

solubilitatea în unii solvenţi şi diluanţi;

compatibilitatea cu unele răşini şi polimeri sintetici utilizaţi în industria

lemnului;

conţinutul de alcool furfurilic liber;

reactivitatea;

timpul de gelificare la temperatura mediului ambiant şi modul de

comportare în timpul acestui proces;

rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală.

Necesitatea determinării tuturor acestor caracteristici rezultă din faptul că ele

nu sunt prevăzute în actualele condiţii tehnice de calitate prezentate de producător pentru

tipurile de răşini furanice mai sus menţionate.

Oportunitatea cunoaşterii lor este justificată de posibilitatea utilizării acestora

ca adezivi la încleierea lemnului, cunoscut fiind faptul că ele au o influenţă majoră asupra

caracteristicilor de calitate ale adezivului, parametrilor regimului de încleiere şi

rezistenţelor îmbinărilor realizate.

Obiectivul 2. Studiul caracteristicilor calitative ale adezivilor structurali pe bază de

răşini furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR3, URELIT

FR9 şi URELIT FC2:

prin reticulare la temperatura mediului ambiant, determinȃnd:

rezistenţa îmbinărilor la forfecare prin tracţiune longitudinală;

rezistenţa la descleiere (delaminare);

influenţa atacului acid al fibrelor de lemn ca rezultat al tratamentelor

ciclice la temperatură şi umiditate asupra rezistenţei la tracţiune

transversală;

influenţa contracţiei lemnului asupra rezistenţei la forfecare.

Toate aceste încercări sunt necesare pentru a stabili apartenenţa unor astfel de

compoziţii adezive la tipul I sau II de adezivi structurali.

Oportunitatea cunoaşterii lor rezultă din capacitatea de a fi utilizate la

fabricarea structurilor portante din lemn expuse în anumite condiţii climatice specifice.

prin reticulare la cald, determinȃnd:

rezistenţa încleierii la forfecare a unor compoziţii adezive pe bază de

răşini ureo-formaldehidice în adaos cu răşină fenol-

formaldehidică sau melamin- formaldehidică, folosite la

fabricarea placajului de interior din lemn de fag cu rezistenţa mărită

18

la apă, în care acestea din urmă să fie substituite integral cu o

răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic.

Necesitatea acestor cercetări constă în acest caz în evidenţierea efectului

comparativ al adaosului de răşină furanică cu alcool furfurilic asupra creşterii rezistenţei

la apă a unor asemenea compoziţii adezive faţă de compoziţiile adezive de referinţă.

Oportunitatea studiului este justificată de posibilitatea aplicării unor asemenea

compoziţii adezive la realizarea placajului de interior cu o rezistenţa mai mare la apă.

Obiectivul 3. Studiul privind caracteristicile de calitate ale lemnului lamelat încleiat

realizat în fază de laborator cu compoziţii adezive pe bază de răşini

furanice mixte cu alcool furfurilic prin reticulare la temperatura

mediului ambiant, verificȃnd:

încercarea la desprindere în zonele de încleiere şi la forfecare a zonelor

încleiate;

unele caracteristici fizico-mecanice de bază ale lemnului lamelat încleiat

în fază de laborator, cum ar fi: rezistenţa la încovoiere, rezistenţa la

compresiune paralel cu fibrele, compresiune perpendicular pe fibre şi la

tracţiune perpendicular pe fibre.

Necesitatea acestor cercetări constă în a verifica caracteristicile calitative ale

compoziţiilor adezive cu adaos de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic luate în studiu

ca adezivi structurali de tip I sau tip II.

Oportunitatea studiului derivă din cunoaşterea posibilităţilor de utilizare a unor

astfel de compoziţii adezive pentru realizarea lemnului lamelat încleiat din speciile

lemnoase de răşinoase, fag şi stejar prin reticulare la temperatura mediului ambiant.

Obiectivul 4. Studiul privind caracteristicile calitative ale placajului de interior din

lemn de fag cu rezistenţa crescută la apă realizat în fază de laborator şi

pilot folosind adezivi structurali pe bază de răşini ureice în amestec cu

o răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic prin reticulare la cald,

determinȃnd:

principalele proprietăţi fizico-mecanice, respectiv: umiditatea, masa

volumică, absorbţia totală de apă, rezistenţa la forfecare a încleierii

placajului, rezistenţa la încovoiere statică, rezistenţa la smulgerea

şuruburilor perpendicular pe suprafaţa placajului, conţinutul şi emisia de

formaldehidă liberă.

Necesitatea acestui studiu constă în verificarea comportării la apă a unui astfel

de produs stratificat, comparativ cu cel realizat folosind adaosurile similare uzuale de

răşină fenolică sau melaminică.

Oportunitatea studiului derivă din cunoaşterea posibilităţilor de implementare

practică a acestor noi compoziţii adezive la realizarea placajului cu rezistenţa mărită la

apă în condiţiile tehologiei de fabricaţie curentă la un agent economic specializat din

sectorul industriei lemnului.

Materialele, aparatura şi echipamentele folosite pentru realizarea acestei lucrări de

cercetare ştiinţifică sunt prezentate detaliat în cadrul fiecărui capitol în parte. Ȋn prezenta

lucrare temperatura mediului ambiant este cea cuprinsă între 15-25°C.

19

Cap.3. Studiul unor caracteristici fizico-chimice şi mecanice

complementare ale răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic.

Din analiza condiţiilor tehnice de calitate a celor 6 sortimente de răşini furanice

indigene anterior menţionate, în special a conţinutului de substanţă uscată, aldehidă

formică şi fenol liber, se constată că cele tip URELIT FR3 şi URELIT FR9 cu

reticulare la rece, precum şi cea tip URELIT FC2 cu reticulare la cald pot fi luate în

consideraţie cu prioritate ca obiect de studiu în cadrul prezentei lucrări de cercetare

ştiinţifică.

Studierea posibilităţilor de utilizare a unor astfel de răşini sintetice în industria

lemnului presupune însa cunoaşterea unor caracteristici fizico-chimice şi mecanice

complementare, neevidenţiate de producător în actualele specificaţii sau fişe tehnice ale

acestora, dar care sunt specifice răşinilor sintetice folosite în calitate de adezivi pentru

încleierea lemnului.

3.1. Determinarea solubilităţii în unii solvenţi şi diluanţi

Având în vedere faptul că solubilitatea unei răşini sintetice are o importanţă foarte

mare atunci cȃnd este utilizată fie ca adeziv la încleierea lemnului, fie ca produs

peliculogen pentru finisarea acestuia, într-o primă categorie de experimentări de laborator

s-a procedat la testarea solubilităţii celor 3 tipuri de răşini furanice mixte luate în studiu

atȃt în apă, cȃt şi în unii solvenţi organici şi diluanţi folosiţi frecvent astăzi în sectorul

industriei lemnului.

Determinările s-au efectuat practic la temperatura de 20°C folosind diferite

rapoarte de amestec, exprimate ca părţi în volume de răşină: solvent/diluant, avȃnd valori

cuprinse între: 1:0.25, 1:0.5, 1:1, 1:2, 1:4, 1:6, 1:8, 1:10.

Ȋn calitate de solvent s-au utilizat unele hidrocarburi aromatice, precum şi

substanţe chimice organice cu funcţii simple, cum ar fi: derivaţi halogenaţi, alcooli,

cetone şi esteri.

Drept diluanţi s-au folosit produsele din seria D-209, D-509 şi D-603 cu cea mai

largă utilizare în prezent în industria lemnului.

3.2. Determinarea compatibilităţii cu alte răşini şi polimeri sintetici utilizaţi în

industria lemnului

Având în vedere faptul că în industria lemnului astăzi se folosesc în calitate de

adezivi unele amestecuri de răşini sintetice diferite, s-a considerat necesar ca în această

etapă să se efectueze un test de laborator privind compatibilitatea celor 3 tipuri de răşini

furanice mixte cu alcool furfurilic luate în studiu cu unele dintre cele mai utilizate răşini

termoreactive în scopul mai sus menţionat, respectiv: răşina fenol-formaldehidică tip

FENOFOR XP-101, răşinile ureo-formaldehidice tip URELIT R, URELIT PN şi

ADEZIV G, precum şi dispersia apoasă de poliacetat de vinil tip ARACET DPC 50-45.

Testul preliminar de compatibilitate a constat practic în amestecarea sub agitare

continuă la temperatura de 20°C a unor rapoarte variabile din aceste produse, exprimate

ca părţi în greutate de răşină fenolică sau ureică:răşină furanică, avȃnd valori cuprinse

între: 9:1, 4:1, 2.33:1, 1.5:1, 1:1.

3.3 Determinarea conţinutului de alcool furfurilic liber

Ȋntrucȃt nu s-a dispus de o metodă de analiză chimică volumetrică specială

pentru determinarea conţinutului de alcool furfurilic liber din răşinile ureo-

20

formaldehid-furilice şi/ sau ureo-fenol-formaldehid-furilice, s-a considerat că, prin

similitudine, s-ar putea folosi în scopul mai sus menţionat metoda de determinare a

conţinutului de alcool furfurilic liber din răşinile furilice simple, fenol-furfurilice sau

cele furil-fenol-formaldehidice utilizată în analiza chimică a răşinilor sintetice şi a

materialelor plastice (Kasterina, Kalinina 1963, Peregud 1967).

Ȋn acest context s-a plecat de la aceeaşi premiză conform căreia alcoolul furfurilic

liber din răşinile furanice de tip ureo-formaldehid-furilic URELIT FR3 şi URELIT

FC2, precum şi cea de tip ureo-fenol-formaldehid-furilic URELIT FR9 reacţionează

cu bromul formȃnd un produs tetrabromurat saturat, conform reacţiei:

Alcool furfurilic Alcool tetrabromfurfurilic

Bazat pe această reacţie de adiţie extractul apos din răşinile furanice mai sus

menţionate care conţin alcool furfurilic liber se tratează cu brom, iar excesul de brom

rămas nereacţionat se determină pe cale iodometrică.

Pentru a verifica reproductibilitatea acestei metode de analiză în paralel s-a luat în

lucru şi o probă de alcool furfurilic livrată comercial avȃnd puritatea de 98%.

Rezultatele experimentale obţinute în urma efectuării acestei analize chimice sunt

prezentate centralizat în tabelul 20. Tabelul 20

Conţinutul de alcool furfurilic liber din răşinile furanice mixte de tip ureo-formaldehid-furilic şi ureo-fenol-

formaldehid-furilic studiate determinat prin metoda iodometrică.

Nr crt Specificaţia produsului Masa probei de

răşină, g

Cifra de

brom

Conţinutul de alcool

furfurilic liber, %

1 Rǎşinǎ furanicǎ mixtǎ cu alcool

furfurilic tip URELIT FR3

5,0173 165,82 51,02


furfurilic tip URELIT FR9

5,0163 214,10 65,87


furfurilic tip URELIT FC2

5,0265 59,68 18,36

4 Alcool furfurilic cu puritatea de

98%

0,1126 301,95 92,90

3.4. Determinarea reactivităţii

Determinările practice au confirmat caracterul termoreactiv al celor 3 tipuri de răşini

furanice mixte cu alcool furfuilic luate în studiu, reactivitatea acestora fiind diferită în

funcţie de temperatură, după cum urmează:

Răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR9

la temperatura de 178°C, s, ........................................................

Răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3

la temperatura de 135°C, s, .........................................................

Răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2

la temperatura de 100°C, s, .........................................................

306

1053

323

Temperatura de reticulare ridicată înregistrată în cazul primei răşini furanice mixte

cu alcool furfurilic cu întărire la rece tip URELIT FR9 se datoreşte desigur faptului că ea

este o răsină ureo-fenol-formaldehid-furilică cu o structură chimică mult mai complexă

+ CH2OH Br

2Br2

Br Br

CH2OH

Br

21

decȃt a celei de a doua tip URELIT FR3, care este o răsină furanică ureo-formaldehid-

furilică cu o structură relativ mai simplă.

3.5. Determinarea timpului de gelificare la temperatura mediului ambiant

Fiind o caracteristică atȃt de importantă pentru încleierea lemnului la temperatura

mediului ambiant s-a considerat necesar şi oportun ca aceasta să fie foarte bine cunoscută

în cazul celor 3 tipuri de răsini furanice luate în studiu, dat fiind mai ales faptul că în

literatura tehnică de specialitate nu se regăsesc nici un fel de informaţii în acest sens.

3.5.1. Determinarea timpului de gelificare la temperatura mediului

ambiant a răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic tip

URELIT FR3 şi URELIT FR9 folosind catalizatori acizi.

Ȋn acest scop s-au utilizat practic probe de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic cu

întărire la rece tip URELIT FR 3 şi URELIT FR 9 şi catalizatorii aferenţi tip STM-20 şi

SBM-20, toate aceste produse înscriindu-se în condiţiile de admisibilitate prevăzute de

actualele norme în vigoare şi în termenele de valabilitate garantate de producător.

Având în vedere faptul că aceşti catalizatori sunt soluţii alcoolice ale unor acizi

sulfonici aromatici, în general toxici şi costisitori, în cercetările de laborator s-au luat în

studiu şi soluţiile uzuale de acid clorhidric şi acid sulfuric cu aceeaşi concentraţie de 20%.

Pentru a avea unele termene de comparaţie, concomitent s-a procedat şi la un

studiu de gelificare a răşinii ureo-formaldehidice tip URELIT R la temperatura mediului

ambiant utilizȃnd aceleaşi adaosuri din cei 4 catalizatori acizi mai sus menţionaţi.

Graficele prezentate în figurile 1, 2 şi 3 evidenţiază în primul rȃnd faptul că timpul

de gelificare la temperatura mediului ambiant a celor 3 răşini sintetice studiate variază nu

numai în funcţie de tipul răşinii ci, mai ales, de natura şi adaosul fiecăruia din cei 4

catalizatori utilizaţi.

Ȋn figurile 2 şi 3 linia punct orizontală marchează timpul de gelificare maxim

admis de 45 minute prevăzut în SR 6643/1996 pentru răşina ureo-formaldehidică clasică

tip URELIT R cu întărire la temperatura mediului ambiant.

Fig.1 Influenţa naturii şi a adaosului de catalizator acid asupra timpului de gelificare la

temperatura mediului ambiant a răşinii ureo-formaldehidice tip URELIT R.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

4 6 8 10 12 14

Adaos solutie de catalizator, % vol.

Tim

p d

e g

eli

ficare

, tg

,

s

Acid clorhidric solutie 20%

Acid sulfuric solutie 20%

SBM solutie 20%

STM solutie 20%

22


temperatura mediului ambiant a răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR3.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20 25 30

Adaos solutie de catalizator, % vol.

Tim

p d

e g

eli

ficare

, tg

, m

in

Acid clorhidric solutie 20%

Acid sulfuric solutie 20%

SBM solutie 20%

STM solutie 20%


temperatura mediului ambiant a răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR9.

Procesul de gelificare a celor 2 tipuri de răşini furanice studiate decurge însă într-

un mod aparte faţă de cel al răşinii ureo-formaldehidice clasice tip URELIT R.

La adaosuri cuprinse între 4,5-11,0%, de exemplu, denumite şi adaosuri maxime

admisibile (AMA), timpul final de gelificare variază, în funcţie de tipul de catalizator

acid între 80-157 de minute. Procesul decurge în acest caz fără degajare de căldură, gaze

sau expandare a produsului final gelificat.

Din acest punct de vedere pentru ambele tipuri de răşini furanice mixte studiate la

valorile AMA, cele 4 produse acide folosite pentru reticulare pot fi clasate în ordinea

descrescǎtoare a eficacitǎţii lor catalitice dupǎ cum urmeazǎ: acid clorhidric soluţie 20%,

acid sulfuric soluţie 20%, STM 20 şi SBM 20.

La adaosuri cuprinse între 7-12% solutii de acid sulfuric sau clorhidric, denumite

adaosuri maxime periculoase (AMP), gelificarea are loc în cca. 20-25 minute, iar la

adaosuri si mai mari cuprinse intre 12-13% din aceeasi acizi, denumite adaosuri maxime

foarte periculoase (AMFP), gelificarea are loc in 9-15 minute.

Reticularea celor 2 tipuri de răşini furanice decurge practic în 2 faze distincte,

foarte bine delimitate în timp, respectiv:

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20 25 30 Adaos solutie de catalizator, % vol.

Tim

p d

e g

eli

ficare

, tg

, m

in

min

Acid clorhidric solutie 20% Acid sulfuric solutie 20% SBM solutie 20% STM solutie 20%

23

• faza de gelificare;

• faza de solidificare propriu-zisă.

În timpul procesului de gelificare se înregistrează şi o serie de modificări

importante ale pH-ului, temperaturii, culorii şi aspectului produselor gelificate. Sub

aspect cantitativ ele au loc însă în mod diferenţiat în funcţie de adaosurile de catalizator,

înregistrȃndu-se vizibil, pentru AMA 3 situaţii foarte clar distincte.

O primă situaţie se înregistrează, aşa cum rezultă din graficele prezentate în figura

4 pentru răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR 3, de exemplu, la

adaosul maxim admisibil, AMA, de numai 6% acid clorhidric sub formă de soluţie cu

concentraţia de 20% şi respectiv 11% soluţie de acid sulfuric cu aceeaşi concentraţie,

cȃnd pH-ul răşinii scade după cca. 50-60 de secunde de la 6,0 – 6,5 la 1,0, culoarea

iniţială a acesteia modificându-se din brun roşcat în cafeniu închis. Un asemenea prim

moment, perfect vizibil timp de câteva secunde, ar putea fi considerat drept un timp

iniţial de gelificare, notat arbitrar cu “tig” şi care ar marca practic, probabil, începutul

procesului de autopolicondensare a răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic propriu-zise,

precum şi cel al alcoolului furfurilic liber din compoziţia sa cu formarea concomitentă a

unei răşini furilice simple.

Fig.4 Variaţia pH-ului şi a temperaturii răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip

URELIT FR 3 în timpul gelificării la temperatura mediului ambiant cu adaosurile maxime

admisibile (AMA) din catalizatorii studiaţi: a – 6% acid clorhidric soluţie 20%,

b – 11% acid sulfuric soluţie 20%.

Culoarea şi pH-ul mediului de reacţie rămân apoi neschimbate timp de cca. 15 –

30 minute, durată în care temperatura şi vâscozitatea adezivului încep să crească,

marcând astfel continuarea celor două procese anterior specificate. Atunci când

temperatura mediului de reacţie ajunge la valoarea maximă de cca. 40-450C are loc

practic cea de a doua scădere bruscă de pH de la 1,0 la 0,5, însoţită simultan de o nouă

schimbare a culorii din cafeniu închis în verde kaki. In acest al doilea moment este

posibil ca reacţia de autopolicondensare a alcoolului furfurilic liber să fi atins

randamentul maxim, procesul continuȃnd cu reticularea simultană a celor două tipuri de

răşini furanice prezente concomitent în mediul de reacţie.

Culoarea şi pH-ul adezivului rămân apoi din nou constante timp de alte 20 – 30 de

minute, interval în care temperatura acestuia scade continuu, iar vâscozitatea adezivului

creşte şi mai mult datorită reticulării avansate a celor două răşini mai sus menţionate.

a b

0

10

20

30

40

50

60

70

0 50 100 150 200Timp de gelificare, min

Te

mp

era

tura

, C

Temperatura

pH

pH

7

6

5

4

3

1

0

2

0

10

20

30

40

50

60

70

0 50 100 150Timp de gelificare, min

Te

mp

era

tura

, C

Temperatura

pH

pH

7

6

5

4

3

1

0

2

24

Fig.5 Variaţia pH-ului şi a temperaturii răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip

URELIT FR 3 în timpul gelificării la temperatura mediului ambiant cu adaosurile maxime

periculoase (AMP) din catalizatorii studiaţi: a – 7% acid clorhidric soluţie 20%,

b – 12% acid sulfuric soluţie 20%.

După cca. 45 şi respectiv cca. 50 de minute de la adăugarea celor 2 tipuri de

catalizatori are loc practic, la acelaşi pH de 0,5, cea de a treia modificare de culoare a

adezivului din verde kaki în negru, fenomen care marchează vizibil o gelificare deosebit

de intensă a răşinii furanice. Pentru ambele tipuri de catalizatori studiaţi procesul de

gelificare continuă la temperatura de cca 25°C şi aceleaşi pH de 0,5 şi se definitivează

practic după un alt interval de timp cuprins între 60 – 100 de minute.

Cele 3 transformări de stare se întȃlnesc, aşa cum rezultă din figurile 5 şi 6, şi în

cazul adaosului maxim periculos (AMP), precum şi în cazul adaosului maxim foarte

periculos (AMFP) de catalizator acid.

Fig.6 Variaţia pH-ului şi a temperaturii răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR 3

în timpul gelificării la temperatura mediului ambiant cu adaosurile maxime foarte periculoase

(AMFP) de catalizatori: a – 12 % acid clorhidric soluţie 20%, b – 13% acid sulfuric soluţie 20%.

Faza de solidificare propriu-zisă, vizibilă şi ea în mod distinct, are loc după alte

cca. 90-120 minute, interval de timp în care elasticitatea produsului gelificat dispare

complet la temperatura mediului ambiant, acesta trecȃnd practic în faza finală de rezită,

adică de produs solid, compact, opac şi dur, de culoare neagră, insolubil şi infuzibil.

a b

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25Timp de gelificare, min

Tem

pera

tura

, C

Temperatura

pH

pH

7

6

5

4

3

1

0

2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30Timp de gelificare, min

Tem

pera

tura

, C

Temperatura

pH

pH

7

6

5

4

3

1

0

2

a b

0

20

40

60

80

100

120

140


Te

mp

era

tura

, C

Temperatura

pH

pH

7

6

5

4

3

1

0

2

0

20

40

60

80

100

120

140


Te

mp

era

tura

, C

Temperatura

pH

pH

7

6

5

4

3

1

0

2

25

Durata de reticulare finală la temperatura mediului ambiant a celor două

tipuri de răşini furanice necesită în total un timp de cca. 3-4 ore din momentul

adosurilor maxime admisibile (AMA), de cca. 40 minute la AMP şi cca. 20 minute la

AMFP din catalizatorii acizi studiati.

Cercetările efectuate privind autopolicondensarea alcoolului furfurilic chimic

pur la temperatura mediului ambiant cu soluţiile de acid clorhidric şi acid sulfuric avȃnd

concentraţiile de 20% dovedesc existenţa aceloraşi faze ale procesului de reticulare a

răşinii furilice simple, fiind însoţite de modificări similare ale pH-ului, temperaturii,

culorii şi aspectului produselor reticulate.


ambiant a răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2 folosind catalizatori sub formă de săruri minerale.

Deşi rǎşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 este fabricată şi

comercializată astăzi de producǎtor pentru fixarea abrazivilor pe diferite suporturi la cald,

ea s-a preconizat a fi totuşi utilizatǎ într-o primă etapă a acestei lucrări ca liant în

compoziţii adezive folosite pentru încleierea diferitelor produse pe bazǎ de lemn la

temperatura mediului ambiant. Aceasta schimbare este justificatǎ de faptul cǎ ea

are un conţinut de formaldehidǎ liberǎ practic identic cu cel al rǎşinii ureo-

formaldehidice clasice tip URELIT R care, aşa cum s-a mai menţionat, este folositǎ în

prezent la noi în ţară drept unic liant în adezivul pentru încleierea lemnului masiv la

temperatura mediului ambiant.

Urmare acestui fapt într-o altǎ categorie de experimentări de laborator s-a procedat

la efectuarea unui studiu de gelificare a rǎşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip

URELIT FC 2 la temperatura de 20ºC, în condiţiile utilizǎrii unor adaosuri variabile de

catalizatori sub formă de săruri minerale folosiţi uzual pentru reticularea rǎşinilor ureo-

formaldehidice clasice. Ȋn acest context s-a folosit practic întăritorul tip IR şi clorura de

amoniu în diferite proporţii de adaos atât în stare solidǎ, cât şi sub formǎ de soluţii

apoase cu concentraţiile de 25% şi respectiv 20% (Petrovici si colab. 2006b).

Experimentările practice au evidenţiat faptul că rǎşina furanicǎ mixtǎ cu alcool

furfurilic tip URELIT FC-2 se comportǎ şi ea în timpul gelificǎrii la temperatura

mediului ambiant cu totul diferit faţă de rǎşina ureo-formaldehidică tip URELIT R.

Gelurile obţinute într-o primă etapă cu tipurile şi adaosurile de catalizatori studiaţi sunt

transparente, de culoare galbenǎ, prezentând o anumitǎ lipiciozitate iniţială care, conform

prevederior STAS 12593/1-87, trebuie sǎ disparǎ în maximum 30 de minute.

În figura 10 este redată grafic influenţa adaosurilor din cei 4 noi catalizatori

studiaţi asupra duratei de gelificare la temperatura de 20ºC a rǎşinii furanice mixte cu

alcool furfurilic tip URELIT FC 2.

Durata necesară atingerii unei astfel de stări din momentul adaosului de

catalizator s-a definit tot ca timp de gelificare, fiind exprimat în minute şi s-a

simbolizat deasemenea cu “tg”.

Perioada ulterioară în care lipiciozitatea produsului gelificat dispare complet,

fenomen perfect vizibil dealtfel ca transformare de stare, diferǎ şi ea în funcţie de tipul şi

adaosul de catalizator.

Durata necesară atingerii unei astfel de stări, exprimată în minute, din

momentul adaosului de catalizator s-a definit ca timp de dispariţie a lipiciozitǎţii şi

s-a simbolizat cu “tdl”.

26

0

100

200

300

400

500

600

700

0 2 4 6 8

Adaos de Intaritor tip IR solid,%

Tim

p d

e g

elifi

care

, tg

,

min

tg

tdl

ts

Log.

(ts)Log.

(tg)Log.

(tdl)

Tim

p d

e

dis

pa

riti

e a

lip

icio

zit

ăţi

i, t

dl,

min

700

600

500

400

300

200

100

0

Tim

p d

e s

olid

ific

are

, ts

,

ore

12

9

6

0

3

IR solid

0

100

200

300

400

500

0 2 4 6 8

Adaos de NH4Cl solid,%

Tim

p d

e g

elifi

care

, tg

,

min

tg

tdl

ts

Log.

(ts)Log.

(tdl)Log.

(tdl)Log.

(tg)

Tim

p d

e d

isp

ari

tie

a

lip

icio

zit

ăţi

i, t

dl, m

in

400

200

100

500

300

0

Tim

p d

e s

olid

ific

are

, ts

,

ore

2

6

4

8

0

NH4Cl solid

IR solutie 25%

0

100

200

300

400

500

0 2 4 6 8

Adaos de solutie 25% Intaritor tip IR,%

Tim

p d

e

ge

lifi

ca

re,

tg,

min tg

tdl

ts

Log.

(ts)Log.

(tdl)Log.

(tg)

Tim

p d

e d

isp

ari

tie

a

lip

icio

zit

ăţi

i, t

dl,

min

Tim

p d

e s

oli

dif

ica

re,

ts,

ore

0

500

400

300

200

100

8

4

0

6

2

NH4Cl solutie 20%

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 1 2 3 4 5 6 7

Adaos de solutie 20% NH4Cl,%

Tim

p d

e g

elifi

care

,

tg, m

in

tg

tdl

ts

Log.

(ts)Log.

(tdl)Log.

(tg)

Tim

p d

e d

isp

ari

tie

a

lip

icio

zit

ăţi

i, t

dl, m

in

Tim

p d

e s

olid

ific

are

,

ts

,ore

400

300250

200

100 50

150

350

0

6

4

0

2

Fig.10 Influenţa naturii şi a adaosului de catalizator sub formă de săruri asupra timpului de

gelificare, de dispariţie a lipiciozităţii şi solidificare a rǎşinii furanice mixte cu alcool

furfurilic tip URELIT FC 2 la temperatura de 20ºC: a-întǎritor tip IR solid; b- clorurǎ de

amoniu solidǎ; c-soluţie de întǎritor tip IR cu concentraţia de 25%; d-soluţie de clorurǎ de

amoniu cu concentraţia de20%.

În următorul interval de timp gelurile lipsite de lipiciozitate rǎmân transparente, tot

de culoare galbenǎ, prezentȃnd însă o elasticitate vizibil pronunţatǎ la început, care

dispare apoi, rezultând astfel în final un produs solid dur şi opac, de culoare portocalie.

Durata necesarǎ atingerii unei asemnea stǎri de reticulare din momentul adaosului

a

b

c

d

27

de catalizator, exprimat în ore, s-a denumit generic timp de solidificare şi s-a

simbolizat cu “ts”.

Din analiza graficelor prezentate din figura 10 rezultǎ clar cǎ duratele de gelificare,

de dispariţie a lipiciozităţii şi solidificare se reduc corespunzător pe mǎsurǎ ce cresc

adaosurile de catalizatori. Acţiunea catalitică a acestor produse descreşte în următoarea

ordine: clorură de amoniu soluţie 20%, întăritor tip IR soluţie 25%, clorură de amoniu

solidă şi întăritor tip IR solid.

Aceleaşi grafice mai arată că pentru rǎşina furanicǎ mixtǎ cu alcool furfurilic tip

URELIT FC 2 un timp de gelificare maxim de 45 minute, similar cu cel pentru

reticularea răşinii ureo-formaldehidice tip URELIT R cu aceeaşi catalizatori, poate fi

obţinut practic utilizând adaosul de 5% clorurǎ de amoniu tehnică sau întǎritor tip IR în

stare solidǎ, fie cu volumele corespunzătoare din soluţiile aceloraşi produse cu

concentraţiile de 20 şi respectiv 25%. Ȋn acelaşi context timpul de dispariţie a

lipiciozităţii este de 30 minute, iar cel de solidificare de 3-4 ore.

3.5.3. Determinarea timpului de gelificare la temperatura

mediului ambiant a unor amestecuri de răşină ureo-

formaldehidică tip URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FR3 folosind catalizatori acizi.

Avȃnd în vedere faptul că răşina ureo-formaldehidică tip URELIT R are un

conţinut ridicat de formaldehidă liberă de 3,5%, iar cea furanică mixtă cu alcool furfurilic

tip URELIT FR3 unul de 0.80% şi un conţinut de alcool furfurilic liber de 51,02% s-a

considerat necesar a se studia modul de reticulare la temperatura mediului ambiant şi a

unor amestecuri variabile din cele 2 tipuri de răşini sintetice mai sus menţionate.

Ȋn tabelul 24 sunt prezentate spre exemplificare valorile AMA, AMP şi AMFP ale

celor 4 tipuri de catalizatori acizi studiaţi la gelificarea în condiţiile mediului ambiant a

celor 5 amestecuri realizate din cele 2 tipuri de răşini sintetice. Tabelul 24

Valorile AMA, AMP şi AMFP din catalizatorii acizi studiaţi obţinute la gelificarea în condiţiile mediului

ambiant a amestecurilor realizate din rasina ureica clasica tip URELIT R si rǎşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FR3.

Nr

crt

Raport masic de

amestec: răşină ureo-

formaldehidică tip

URELIT R (UR):

răşina furanică mixtă

cu alcool furfurilic tip

URELIT FR3(FR3)

Tipul şi adaosul de catalizator, % (vol)

HCl soluţie 20% H2SO4 soluţie

20%

STM 20 SBM 20

AM

A

AM

P

AM

FP

AM

A

AM

P

AM

FP

AM

A

AM

P

AM

FP

AM

A

AM

P

AM

FP

1 60:40 - - 1.0 2.0 3.0 4.0 1.0 2.0 4.0 1.0 2.0 3.0

2 50:50 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 3.0

3 40:60 1.0 2.0 6.0 2.0 3.0 6.0 1.0 2.0 6.0 1.0 2.0 6.0

4 30:70 2.0 3.0 6.0 4.0 5.0 7.0 3.0 4.0 7.0 2.0 3.0 6.0

5 20:80 2.0 3.0 4.0 4.0 5.0 6.0 3.6 4.0 6.0 2.6 3.0 6.0

Experimentările efectuate au reliefat faptul că toate cele 5 amestecuri au şi ele un

mod aparte de comportare în timpul procesului de gelificare şi respectiv de solidificare.

Din punct de vedere termic, de exemplu, procesul de reticulare are loc cu viteze

variabile în funcţie de natura şi adaosurile acizilor studiaţi, remarcȃndu-se şi în acest caz

existenţa unor valori bine definite ale AMA, AMP, AMFP de catalizator.

Procesele de reticulare şi solidificare a amestecurilor în proportii variabile de

răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R şi răşina furanică tip URELIT FR3 decurg şi

ele în mod etapizat, înregistrȃndu-se practic aceleaşi transformări anterior menţionate.

28

Aşa cum rezultă din graficul prezentat în figura 14 la AMA din fiecare tip de

catalizator acid timpul de gelificare la temperatura mediului ambiant a amestecurilor

studiate se majorează progresiv cu creşterea proporţiei de adaos de răşină furanică mixtă

cu alcool furfurilic tip URELIT FR3 de la cca. 15 – 50 minute la cca. 240 minute în

funcţie de natura catalizatorului.

Un timp de gelificare la temperatura mediului ambiant de 45 de minute se poate

obţine în acest caz la AMA din toţi catalizatorii acizi studiaţi doar pentru amestecurile

care conţin între 40-60% răşina ureică tip URELIT R şi răşină furanică tip URELIT

FR3.

0

30

60

90

120

150

180

210

240

60/40 50/50 40/60 30/70 20/80

Raport masic amestec UR /FR3

Tim

p d

e g

elifi

ca

re. tg

, m

in

Acid clorhidric 20%Acid sulfuric 20%

SBM 20STM 20

0

50

100

150

200

250

300

60/40 50/50 40/60 20/80

Raport masic amestec UR /FR9

Tim

p f

ina

l d

e g

eli

fic

are

. tg

, m

in Acid clorhidric 20%Acid sulfuric 20%SBM 20STM 20

Fig.14 Variaţia timpului de gelificare în funcţie de

rapoartele masice de amestec UR/FR3 la AMA

din fiecare tip de catalizator acid.

Fig.18 Variaţia timpului de gelificare în funcţie de

rapoartele masice de amestec UR/FR9 la AMA

din fiecare tip de catalizator acid.


ambiant a unor amestecuri de răşină ureo-formaldehidică tip

URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FR9 folosind catalizatori acizi.

Ȋntrucȃt răşina ureo-formaldehidică tip URELIT R are, aşa cum s-a mai menţionat,

un conţinut ridicat de 3.5% formaldehidă liberă, iar cea furanică mixtă cu alcool furfurilic

tip URELIT FR 9 un conţinut mai redus de 0.70% formaldehidă liberă, 0.34% fenol

liber, precum şi 65,87% alcool furfurilic liber s-a considerat necesar a se cerceta modul

de reticulare la temperatura mediului ambiant şi a unor amestecuri în aceleaşi proporţii de

masă din cele 2 tipuri de răşini sintetice mai sus specificate. Tabelul 26

Valorile AMA, AMP şi AMFP din catalizatorii acizi studiaţi obţinute la gelificarea în condiţiile mediului

ambiant a amestecurilor realizate din rasina ureica clasica tip URELIT R si rǎşina furanica mixta cu alcool


Nr

crt

Raport masic de

amestec: răşină ureo-

formaldehidică tip

URELIT R (UR)/

răşina furanică mixtă

cu alcool furfurilic tip

URELIT FR9 (FR9)

Tipul şi adaosul de catalizator, % (vol)

HCl soluţie 20% H2SO4 soluţie

20%

STM 20 SBM 20

AM

A

AM

P

AM

FP

AM

A

AM

P

AM

FP

AM

A

AM

P

AM

FP

AM

A

AM

P

AM

FP

1 60:40 2.0 3.0 4.0 3.0 4.0 5.0 2.0 3.0 4.0 3.0 4.0 5.0

2 50:50 2.0 3.0 5.0 3.0 4.0 6.0 2.0 3.0 5.0 2.0 3.0 6.0

3 40:60 2.0 3.0 5.0 2.0 3.0 6.0 3.0 4.0 5.0 2.0 3.0 6.0

4 20:80 2.0 3.0 6.0 3.0 4.0 7.0 5.0 6.0 7.0 4.0 5.0 6.0

29

Ȋn tabelul 26 sunt prezentate, spre exemplificare, valorile AMA, AMP şi AMFP

din cei 4 catalizatori acizi studiaţi la gelificarea în condiţiile mediului ambiant a celor 4

amestecuri realizate de răşină ureică clasică tip URELIT R şi rǎşina furanică mixtă cu

alcool furfurilic tip URELIT FR9.

Experimentările efectuate au scos în evidenţă faptul că cele 4 amestecuri au şi ele

acelaşi mod aparte de comportare în timpul procesului de gelificare şi respectiv de

solidificare. Din punct de vedere termic procesul de reticulare are însă intensităţi

variabile în funcţie de natura şi adaosurile catalizatorilor acizi studiaţi, evidenţiindu-se de

această dată alte valori pentru AMA, AMP, AMFP de catalizator.

Procesele de reticulare şi solidificare a unor amestecuri în aceleaşi proporţii

masice de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R şi răşină furanică tip URELIT FR3

decurg deasemenea etapizat, înregistrȃndu-se practic aceleaşi transformări anterior

menţionate.

Un timp de gelificare la temperatura mediului ambiant de cca. 45 de minute, aşa

cum rezultă din figura 18, se poate obţine în acest caz la AMA din toti catalizatorii acizi

studiati numai pentru amestecurile care conţin tot între 40-60% răşina ureică tip

URELIT R şi răşină furanică tip URELIT FR9.


ambiant a unor amestecuri de răşină ureo-formaldehidică tip

URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2 folosind catalizatori sub formă de săruri minerale.

Ȋntr-o ultimă variantă de studiu s-a procedat la determinarea timpului de gelificare

la temperatura mediului ambiant şi a unor amestecuri formate în proporţii variabile din

răşină ureică clasică tip URELIT R şi răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2 (Varodi 2007c).

Gelificările acestor amestecuri s-au efectuat la temperatura mediului ambiant

în conditiile utilizării drept catalizatori, aşa cum s-a mai menţionat, a întăritorului tip IR

şi a clorurii de amoniu tehnice, ambele produse fiind utilizate atȃt sub forma de substanţe

solide, cȃt şi sub formă de soluţii apoase cu concentraţia de 25% şi respectiv 20%.

Ȋn figura 19 este redată sub formă grafică influenţa adaosurilor din cei 4

catalizatori asupra timpului de gelificare, de dispariţie a lipiciozităţii şi solidificare la

temperatura de 20ºC a amestecurilor de răşini sintetice mai sus menţionate.

48.1

5

40.3

7

35.5

732

.43

30.0

4

68.1

5

55.3

7

46.5

741

.43

38.0

4

274

252

213

188

174

44,1

038

.19

36.3

234

.44

31.1

8

61,1

0

53.1

9

48.3

242

.44

36.1

8

272

262

224

203

182

54.2

7

45.1

340

.23

38.5

4

36.1

5

89.2

7

70.1

356

.23

52.5

4

48.1

5

318

268

235

214

193

0

50

100

150

200

250

300

350

Tim

p d

e g

elif

icar

e, t

g,

de

dis

par

itie

a

lip

icio

zita

tii,

td

l, si

de

soli

dif

icar

e, t

s,m

in

1%

2%

3%

4%

5%

20/80 40/60 50/50

tg tdl

ts

tg tdl

ts

tg tdl

ts

a

30

38.4

830

.46

24.3

322

.33

21.5

1 51,0

038

.46

31.3

327

.33

25.5

1

235

202

163

138

125

39.1

832

.43

30.3

127

.08

24.3

3

57.1

842

.43

37.3

133

.08

28.3

3

243

234

204

185

164

40.1

835

.52

32.2

731

.12

29,4

0

60.1

850

.52

42.2

738

.12

34,4

0

258

234

200

176

147

0

50

100

150

200

250

300

Tim

p de

gel

ifica

re, t

g, d

e di

spar

itie

a

lipic

iozi

tatii

, tdl

, si d

e so

lidifi

care

, ts,

min

1%

2%

3%

4%

5%

20/80 40/60 50/50

tg tg tgtdl tdltdl

ts ts ts

38.3

9

34.1

531

.17

29.5

428

.13 53

.39

43.1

539

.17

36.5

4

32.1

3

234

203

176

162

143

46,1

0

36.1

532

.59

31.3

429

.57 64

,10

46.1

541

.59

39.3

436

.57

294

233

203

176

161

52,4

044

,00

41.2

439

.55

38,0

4

82,4

0

67,0

061

.24

57.5

553

.01

351

284

233

204

181

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Tim

p de

gel

ifica

re, t

g, d

e di

spar

itie

a

lipic

iozi

tatii

, tdl

, si d

e so

lidifi

care

, ts,

min

1%

2%

3%

4%

5%

20/80 40/60 50/50

tg tg tgtdl tdl tdl

ts

ts

ts

40.3

836

.16

34.1

633

.21

32.1

7 58.3

846

.16

42.1

640

.21

38.1

7

274

248

233

213

204

47.0

738

.07

37.2

235

.08

34.0

1

69.0

752

.07

48.2

244

.08

42.0

1

294

252

241

214

202

53.5

41.1

240

.18

39,2

0

37.0

3

71.5

54.1

251

.18

49,2

045

.03

318

269

258

236

202

0

50

100

150

200

250

300

350

Tim

p de

gel

ifica

re, t

g, d

e di

spar

itie

a

lipic

iozi

tatii

, tdl

, si d

e so

lidifi

care

, ts,

min

1%

2%

3%

4%

5%

20/80 40/60 50/50

tg tg tgtdl tdl tdl

ts ts ts

Fig.19 Influenţa naturii şi a adaosurilor de catalizatori sub formă de săruri minerale asupra

timpului de gelificare, de dispariţie a lipiciozităţii şi solidificare la temperatura de 20ºC pentru

3 amestecuri în proporţii variabile de răşină ureică clasică tip URELIT R şi răşină furanică

mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC 2: a- intaritor tip IR solid; b- clorura de amoniu

solida; c- intaritor tip IR solutie 25%; d- clorura de amoniu solutie 20%.

Experimentările de laborator au reliefat din nou faptul că aceste amestecuri de

răşini sintetice se comportă în timpul gelificării la temperatura de 20ºC diferit faţă de

reticularea răşinii ureo-formaldehidice clasice tip URELIT R, remarcȃndu-se şi în acest

caz existenţa celor 3 tipuri de transformări de stare întȃlnite la gelificarea răşinii furanice

mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FC2.

3.6. Determinarea rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune

longitudinală

Avȃnd în vedere rezultatele obţinute în urma experimentărilor de laborator privind

gelificarea celor 3 tipuri de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic anterior prezentate,

în cele ce urmează s-a procedat la determinarea rezistenţei încleierii la forfecare prin

tracţiune longitudinală pentru 3 compoziţii, din care 2 formate dintr-un amestec masic

b

c

d

31

egal de 50% răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R cu răşină furanică mixtă cu

alcool furfurilic tip URELIT FR3 şi respectiv tip URELIT FC2 şi una numai cu răsină

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2.

Rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală s-a determinat în

conformitate cu prevederile SR 6643-96 pentru răşina ureo-formaldehidică tip URELIT

R, considerată în acest caz drept probă de referinţă, utilizȃnd în calitate de catalizator un

adaos de 4%, în volume,soluţie de întȃritor tip IR cu concentraţia de 25%.

Pentru reticularea compoziţiei pe bază de amestec masic egal de răşină ureo-

formaldehidică tip URELIT R şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FR3 s-a folosit acelaşi adaos de 1%, în volume, din soluţiile de STM-20, SBM-20, acid

clorhidric şi acid sulfuric cu concentraţiile de 20%. Pentru reticularea celorlalte 2

compoziţii care conţin 50% şi respectiv 100% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic

tip URELIT FC2 drept catalizator s-a utilizat un adaos constant de 5% clorură de

amoniu sau întăritor tip IR atȃt sub formă de săruri solide, cȃt şi sub formă de soluţii

apoase cu concentraţiile de 25 şi respectiv 20%.

3.6.1. Determinarea rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune

longitudinală a amestecului masic egal de răşină ureo-

formaldehidică tip URELIT R şi răşina furanică mixtă cu alcool


Datele prezentate în figura 22 scot în evidenţă faptul că utilizȃnd o astfel de

compoziţie reticulată cu soluţie de acid clorhidric 20%, STM 20 şi SBM 20 drept

catalizatori, la ambele presiuni studiate se obţin în general rezistenţe ale încleierii la

forfecare prin tracţiune longitudinală atȃt în stare uscată, cȃt şi după 24 de ore imersie în

apă la temperatura de 20°C mult mai reduse faţă de cele ale răşini ureice clasice tip

URELIT R.

9.66

6.94

4.97

0

4.8

0

9.13

4.03

10.50

4.85

0

2

4

6

8

10

12

Rezis

ten

ta i

ncle

ieri

i la

fo

rfecare

, tf

e,

N/m

m

UR/IR-25 / HCl /STM /SBM /H2SO4

Tip de rasina/Tip de catalizator

in stare uscatadupa 24h imersie in apa

2

p= 0,4 N/mm2

FR3

UR

FR3

UR

FR3

URFR3

UR

9.30

7.156.59

0

7.94

4.36

9.24

4.95

10.70

4.85

0

2

4

6

8

10

12

Rezis

ten

ta i

ncle

ieri

i la

fo

rfecare

, t

fe,

N/m

m

UR/IR-25 / HCl /STM /SBM /H2SO4


in stare uscatadupa 24h imersie in apa2

p= 1,2 N/mm2

FR3

UR

FR3

UR

FR3

UR

FR3

UR

Fig. 22 Rezistenta încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală determinată experimental

pentru răşina ureică calsică tip URELIT R (UR) şi amestecul acesteia în proporţie egală de

50% cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3 (FR3/UR) la adaosul de

1% din fiecare tip de catalizator acid studiat.

Folosind soluţia de acid sulfuric cu concentraţia de 20% drept catalizator o astfel

de compoziţie are totuşi o rezistenţă a încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală

determinată experimental în stare uscată mai mare cu cca. 8-15% faţă de cea a probei de

referinţă. Aceeaşi rezistenţă determinată după 24 de ore imersie în apă la temperatura de

20°C este însă mai redusă cu cca 30%.

32


longitudinală a amestecului masic egal de răşină ureo-

formaldehidică tip URELIT R cu răşina furanică mixtă cu

alcool furfurilic tip URELIT FC2

Ȋn figura 23 sunt redate sub formă grafică pentru un astfel de amestec valorile

rezistenţelor încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculate la acelaşi consum

specific de 100g/m2 produs absolut uscat aplicat, tfc, determinate atȃt pentru epruvetele

încercate în stare uscată, cȃt şi pentru cele testate după 24 ore imersie în apă la

temperatura de 20ºC în cazul adaosului de 5% din fiecare tip de catalizator studiat

utilizȃnd presiunile specifice de 0,4 N/mm2 şi respectiv 1,2 N/mm

2.

10.43

7,50

13.20

9.43

14.89

10.40

16.92

11.76

19.19

10.81

0

4

8

12

16

20

24

Rezis

ten

ta i

ncle

ierii

la

fo

rfe

care,

tfc, N

/mm

UR/IR-25 /IR-25 /NH4Cl-20 /NH4Cls /IRs



2

p= 0,4 N/mm2

FC2

UR

FC2

UR

FC2

UR

FC2

UR

10.05

7.72

12.11

9.30

14.41

10.26

15.50

10.39

16.25

10.86

0

4

8

12

16

20

Rezis

ten

ta i

ncle

ierii

la

forfe

care,t

fc,

N/m

m

UR/IR-25 /IR-25 /NH4Cl-20 /NH4Cls /IRs



p= 1,2 N/mm2

FC2

UR

FC2

UR

FC2

UR

FC2

UR

Fig.23 Rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculată pentru răşina

ureică martor tip URELIT R şi amestecul acesteia în proporţie egală de 50% cu răşina

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 (FC2/UR) la adaosul de 5% din fiecare

tip de catalizator.

Reprezentările grafice din această figură arată că la ambele presiuni studiate

valorile obţinute pentru rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală

calculată în cazul compoziţiilor care au în componenţă 50% răşină furanică mixtă cu

alcool furfurilic tip URELIT FC2 sunt superioare celei obţinută numai cu răşină ureică

martor tip URELIT R.


longitudinală a răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2

Ȋn figura 27 sunt redate sub formă grafică pentru acest tip de răşină furanică

valorile rezistenţelor încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculate la acelaşi

consum specific de 100g/m2 produs absolut uscat aplicat, tfc, determinate atȃt pentru

epruvetele testate în stare uscată, cȃt şi pentru cele încercate după 24 ore imersie în apă la

temperatura de 20ºC la adaosul de 5% din fiecare tip de catalizator studiat utilizȃnd

presiunile specifice de 0,4 N/mm2 şi respectiv 1,2 N/mm

2.

Reprezentările grafice din această figură arată că la ambele presiuni studiate,

valorile obţinute pentru rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală

calculată în cazul celor 4 compozitii care au în componenţa lor numai răşina furanică

mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 sunt însă net superioare faţă de cea obţinută

cu răşina ureică martor tip URELIT R.

33

10.43

7.50

12.66

7.82

15.55

8.49

19.34

8.58

19.36

9.81

0

4

8

12

16

20

24

28

Rezis

ten

ta i

ncle

ierii

la

forfe

care,t

fc,

N/m

m

UR/IR-25 FC2/IRs FC2/NH4Cls FC2/IR-25 FC2/NH4Cl-20



p= 0,4 N/mm2

10.05

7.72

16.70

9.60

17.23

9.48

19.68

10.88

20.52

9.58

0

4

8

12

16

20

24

28

Rezis

ten

ta i

ncle

ierii

la

forfe

care,t

fc,

N/m

m

UR/IR-25 FC2/IRs FC2/NH4Cls FC2/IR-25 FC2/NH4Cl-20



p= 1,2 N/mm2

Fig.27 Rezistenţa încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculată pentru răşina

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 (FC2) la acelaşi adaos de 5% din fiecare

tip de catalizator .

3.7. Concluzii

Cercetările experimentale realizate în această primă etapă de studiu au evidenţiat

următoarele:

Răşinile furanice mixte cu alcool furfurilic selectate sunt uşor solubile în alcool etilic

si partial solubile in alti solventi organici uzuali. Răşinile furanice tip URELIT FR3 şi

URELIT FC2 nu sunt solubile în apă, iar cea tip URELIT FR9 este solubila numai la

rapoarte cuprinse intre 1:0,25 si 1:1.

La rapoarte de amestec cuprinse între 9:1 pȃnă la 1:1 răşinile furanice tip URELIT

FR3 şi URELIT FC2 sunt perfect compatibile cu răşinile sintetice folosite uzual in

industria lemnului de tip fenolic şi ureic, precum şi cu dispersia apoasă de poliacetat de

vinil.

Toate au practic un caracter termoreactiv la temperaturi cuprinse între 100-178°C,

reactivitatea acestora variind între 5-18 minute.

Conţinutul de alcool furfurilic liber este ridicat, acesta variind între cca. 18-66%.

Timpul de gelificare la temperatura mediului ambiant a răşinilor furanice tip

URELIT FR3 şi URELIT FR9 variază în funcţie de tipul răşinii, natura şi adaosul de

catalizator acid.

Reticularea la temperatura mediului ambiant în prezenţa catalizatorilor acizi studiaţi a

celor 2 tipuri de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic sus menţionate are loc într-un

mod diferit faţă de cea a răşinilor fenolice şi aminice utilizate în prezent la rece sau la

cald pentru încleierea lemnului. Ea decurge practic în 2 faze distincte, foarte bine

delimitate în timp, respectiv: faza de gelificare şi faza de solidificare propriu-zisă,

procesele fiind însoţite de o serie de modificări importante ale pH-ului, temperaturii,

culorii şi a aspectului produselor reticulate.

Cercetările efectuate privind autopolicondensarea alcoolului furfurilic chimic pur la

temperatura mediului ambiant cu soluţiile de acid clorhidric şi acid sulfuric avȃnd

concentraţiile de 20% dovedesc existenţa practică a aceloraşi faze ale procesului de

sinteză şi reticulare a răşinii furilice simple.

Avȃnd în vedere reactivitatea mare de cca. 5 ore la temperatura de 178°C a

răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic tip URELIT FR9, conţinutul mare de cca.

65,87% alcool furfurilic liber, structura sa chimică complexă de tip ureo-fenol-

34

formaldehid-furilic, cȃt şi timpul mare de gelificare finală de cca. 80-140 minute la

AMA din cei 4 catalizatori acizi studiaţi se consideră că această răşină furanică nu

poate fi 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

poate fi recomandată pentru a fi utilizată, ca atare, la încleierea lemnului în


Răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, deşi este fabricată şi

recomandată de către 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 întăritor tip IR sau clorură de amoniu solide sau sub formă de soluţii apoase cu

concentraţiile de 20-25%.

Procesele de gelificare şi solidificare a amestecurilor în rapoartele de masă variabile

de 60:40, 50:50, 40:60, 30:70 şi 20:80 răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R şi

răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3 sau URELIT FR9 decurg şi

ele în mod etapizat, înregistrȃndu-se practic aceleaşi transformări menţionate la

reticularea răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic propriu-zise. Timpul de gelificare,

de dispariţie a elasticităţii şi solidificare variază în limitele unor intervale de valori

diferite în funcţie de tipul şi adaosurile maxime admisibile de catalizatori acizi.

Amestecurile în proporţii masice variabile de 20:80, 40:60 şi 50:50 răşină furanică

mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 şi răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R

prezintă un timp de gelificare, de dispariţie a lipiciozităţii şi solidificare, care variază

deasemenea în limitele altor intervale de valori diferite în funcţie de tipul şi adaosul de

catalizator sub formă de săruri minerale. Procesele de gelificare şi solidificare a acestor

amestecuri de răşini decurg şi ele etapizat, înregistrȃndu-se practic aceleaşi transformări

menţionate la reticularea răşinii furanice mixte cu alcool furfurilic propriu-zisă.

Rezistenţele încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculate pentru acelaşi

consum specific de 100g/m2 amestec masic egal de răşină ureică tip URELIT R şi răşină

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 absolut uscat aplicat sunt mai mari

faţă de cele ale probei de referinţă pe bază de răşină ureică tip URELIT R. Creşterile

rapoartelor procentuale la încercările efectuate în stare uscată sunt cuprinse pentru toţi

catalizatorii şi presiunile studiate între 20-83%. Ȋn acelaşi context, pentru testările

efectuate după 24 ore imersie în apă la temperatura de 20°C ele sunt cuprinse între cca.

20-44%.

Rezistenţele încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală calculate pentru acelaşi

consum specific de 100g/m2 răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2

absolut uscat aplicat sunt însă net superioare faţă de cele ale amestecului mai sus

menţionat şi, mai ales, ale aceleiaşi probe de referinţă. Creşterile rapoartelor procentuale

la testele efectuate în stare uscată sunt cuprinse pentru toţi catalizatorii şi presiunile

studiate între 21-104%, iar la cele încercate după 24 ore imersie în apă la temperatura de

20°C ele sunt cuprinse între cca. 14-40%.

35

Cap.4. Studiul caracteristicilor calitative ale adezivilor structurali

pe bază de răşini furanice mixte cu alcool furfurilic.

4.2. Adezivi structurali cu reticulare la temperatura mediului ambiant

4.2.1. Componente şi caracteristici fizico-chimice

Ȋn această etapă de cercetare au fost luate în studiu 4 compoziţii adezive,

preconizate a fi utilizate pentru încleierea lemnului masiv la temperatura mediului

ambiant, avȃnd ca lianţi de bază răşinile sintetice selectate din concluziile prezentate în

capitolul anterior al lucrării, respectiv:

- o compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică clasică cu întărire

la temperatura mediului ambiant tip URELIT R, ca probă de referinţă,

simbolizată generic UR/IRs;

- o compoziţie adezivă pe bază de amestec masic egal de răşină ureo-

formaldehidică cu întărire la temperatura mediului ambiant tip URELIT R şi

răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FR3, simbolizată

aprioric UR/FR3/H2SO4-20;

- o compoziţie adezivă pe bază de amestec masic egal de răşină ureo-

formaldehidică cu întărire la temperatura mediului ambiant tip URELIT R şi

răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, simbolizată

generic UR/FC2/NH4Cl-20;

- o compoziţie adezivă numai pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2, simbolizată aprioric FC2/NH4Cl-20;

Componentele acestor 4 compoziţii adezive, caracteristicile fizico-chimice şi

parametrii regimului de încleiere utilizaţi sunt prezentate centralizat în tabelul 31 (Varodi

2007b, 2008a, 2008c, 2009).

Tabelul 31

Componentele compoziţiilor adezive, caracteristicile lor fizico-chimice şi parametrii regimului de încleiere

studiaţi.

Nr.

crt. Specificaţii tehnice U/M

Indicativele compoziţiilor adezive (Tip de răşină/Tip

de catalizator)

UR/Irs UR/FC2/

NH4Cl-20

FC2/

NH4Cl-20

UR/FR3/

H2SO4-20

1 2 3 4 5 6 7

1. Componentele compoziţiilor adezive:

- răşină ureo-formaldehidică tip URELIT

R (UR);

- răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2 (FC2);


furfurilic tip URELIT FR3 (FR3);

- întăritor tip IR solid (Irs);

- clorură de amoniu soluţie 20% (NH4Cl

– 20);

- acid sulfuric soluţie 20% (H2SO4-20)

- făină de secară (F);

- apă.

g

g

g

g

cm3

cm3

g

cm3

100

-

-

1,5

-

-

12,33

1

50

50

-

-

25

-

12,33

-

-

100

-

-

25

-

12,33

-

50

-

50

-

-

1

12,33

-

2. Caracteristicile

fizico-chimice ale

compoziţiilor

adezive realizate:

Conţinut de

substanţă uscată

% 73,03

62.00

61,32

54%

36

1 2 3 4 5 6 7

pH iniţial - 4,00 4,00 4,00 4,00

pH final - 3,50 3,00 3,00 3,00

Timp de scurgere

prin cupa FORD ø

8mm, la 200C

s

95

11 31

34

Timp de gelificare,

tg, la 200C

min

27

37

67

120

Timp de dispariţie

a lipiciozităţii, tdl,

la 200C

min

-

6

10

-

Timp de

solidificare, ts, la

200C (Viabilitate)

min

86 90 143 720

3. Parametrii

regimului de

încleiere:

Temperatura 0C

20 20 20 20

Presiunea specifică N/mm2

0,6

0,6

0,6

0,6

Durata de presare h 2 4 2 4 2 4 4

Consum specific g/m2 185 125 100 120

4.2.2. Determinarea rezistenţei îmbinării la forfecare prin tracţiune

longitudinală

Evaluarea rezistenţei îmbinarilor la forfecare prin tracţiune longitudinala a acestor

compoziţii adezive s-a realizat pe epruvete confecţionate din lemn de fag, având forma şi

dimensiunile specificate în SR EN 302-1:2004.

Ȋnainte de a fi încercate epruvetele au fost supuse la 5 tratamente prealabile de

condiţionare, 3 dintre ele fiind încercate în stare uscată (A1,A3,A5), iar 2 în stare umedă

(A2 si A4).

Ȋn tabelul 32 sunt prezentate centralizat valorile rezistenţelor îmbinării la forfecare

prin tracţiune longitudinală obţinute experimental pentru cele 4 compoziţii adezive

studiate în condiţiile aplicării tratamentelor prealabile anterior menţionate. Tabelul 32.

Rezistenţele îmbinării la forfecare prin tracţiune longitudinală determinate experimental pentru compoziţiile

adezive studiate în funcţie de durata de presare şi tratamentele prealabile aplicate.

Nr.

crt

Tipul de

tratament

aplicat

Prevederi SR EN 301:

2006,τfe,min, N/mm2

Indicativele compoziţiilor adezive (Tip de răşină/Tip de

catalizator)/(Durata de presare)

UR/Irs UR/FC2/NH4Cl-20 FC2/NH4Cl-20 UR/FR3/

H2SO4-20

2h 4h 2h 4h 2h 4h 4h Adeziv tip I Adeziv tip

II

1 A1 10,0 10,0 11,05 12,86 11,56 15,72 14,97 19,36 7,14

2 A2 6,0 6,0 5,94 9,09 7,87 10,12 9,39 12,51 5,82

3 A3 8,0 8,0 10,73 12,36 10,83 14,76 14,42 18,20 6,12

4 A4 6,0 NB*

4,99 5,50 6,08 6,40 6,57 6,96 4,03

5 A5 8,0 NB*

7,55 11,83 8,44 12,35 10,27 16,91 5,59

Rezistenţele medii ale îmbinării la forfecare prin tracţiune longitudinală

determinate experimental in cazul compozitiei adezive martor, UR/IRs, sunt mai mici

faţă de limitele admise cu cca. 1-16% pentru tratamentele prealabile tip A2, A4, şi A5 la

37

durata de presare de 2h, cu cca. 8% pentru tratamentul A4 la cea de 4h si cu cca. 3-33%

în cazul compoziţiei adezive UR/FR3/H2SO4.

Rezistenţele medii ale îmbinării la forfecare prin tracţiune longitudinală

determinate experimental in cazul compozitiei adezive UR/FC2/NH4Cl-20 sunt însa 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. Ȋn cazul compozitiei adezive FC2/NH4Cl-20 ele sunt net

superioare, fiind mai mari cu cca. 9-80% la durata de presare de 2 ore şi cu cca. 16-

127% la cea de 4 ore.

4.2.3. Determinarea rezistenţei la descleiere

Această determinare s-a realizat în conformitate cu prevederile SR EN 302-2:2004

folosind aceleaşi 4 compoziţii adezive anterior mentionate, cu care s-au încleiat mai întȃi

cȃte 4 piese lamelare din lemn de răşinoase, din care s-au debitat apoi epruvetele necesare

încercarii propriu-zise.

Parametrii regimului de încleiere au fost în acest caz următorii:

temperatura ...............……….....................23ºC

timp de asamblare a lamelelor (deschis)…5 minute;

timp de presare a lamelelor (închis) …….4 ore;

presiunea specifică…………………….....0,6 N/mm2.

Evaluarea rezistenţei la descleiere s-a realizat dupa supunerea tuturor epruvetelor

la 2 tratamente de impregnare cu apă la temperatura de 20ºC/uscare, alternativ la presiune

înaltă şi vacuum, folosind:

• procedeul la temperatură înaltă, recomandat pentru adezivii structurali de tip I

• procedeul la temperatură joasă, recomandat pentru adezivii structurali de tip II

Aparatura utilizată pentru aceste tratamente este prezentată în figura 40, ea

constȃnd practic dintr-o autoclavă (1) prevăzută să reziste fără risc la o presiune absolută

de cel puţin 625KPa, o pompă de vid (4) capabilă să reducă presiunea sub 30 KPa şi un

compresor (5), care să permită atingerea unei presiuni absolute de cel puţin 600KPa.

1 4

6

2 3

5

Fig.40 Aparatura utilizată pentru tratamentul de impregnare a epruvetelor în apă alternativ

la presiune înaltă şi vacuum/uscare: 1- autoclavă; 2-manometru presiune înaltă; 3-

manometru vacuum; 4- pompă de vid; 5- compresor; 6- camera de climatizare FEUTRON

TYPE 3423/16.

38

Uscarea epruvetelor după impregnare s-a efectuat apoi în condiţii de umiditate

relativă redusă, respectiv într-un curent de aer cu viteză ridicată folosind în acest scop o

cameră de climatizare cu ventilaţie FEUTRON TYPE 3423/16 (6), aflată în dotarea

Laboratorului de Tratamente termice din cadrul Facultăţii de Industria Lemnului.

Ȋn figura 41 sunt redate aspecte ale desprinderilor apărute în zonele de încleiere

dintre lamele după efectuarea acestei încercări pentru compoziţiile adezive studiate:

a b

Fig.41 Aspecte ale desprinderilor în zonele de încleiere dintre lamele produse după

efectuarea încercării: a- compoziţie adezivă de referinţă UR/IRs; b- compoziţia adezivă pe

bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic FC2/NH4Cl – 20.

Valorile experimentale obţinute în urma efectuării acestei încercări sunt prezentate

centralizat în tabelul 33. Tabelul 33.

Rezistenţa la descleiere a celor 4 compoziţii adezive studiate pe elemente lamelare din lemn de răşinoase

Nr

crt

Indicativele

compoziţiilor

adezive (Tip de

răşină/Tip de

catalizator)

Rezistenţa la descleiere a îmbinărilor, D, %.

Procedeu la temperatură înaltă Procedeu la temperatură joasă

Prevederi SR EN

301:2006

Valori obţinute

experimental

Prevederi SR EN

301:2006

Valori obţinute

experimental

Adeziv

tip I

Adeziv

tip II

Adeziv

tip I

Adeziv

tip II

1 UR/IRs

- max 5

24,40

max 10 -

27,60

2 UR/FC2/NH4Cl – 20 6,50 11,40

3 FC2/NH4Cl – 20 1,05 0,90

4 UR/FR3/H2SO4-20 89,90 98,40

Rezistenţa la descleiere a îmbinărilor realizate cu compoziţiile adezive UR/IRs,

UR/FR3/H2SO4-20 si UR/FC2/NH4Cl-20 este mai mare cu cca. 14-884% faţă de

valoarea maximă admisă pentru un adeziv structural de tip I şi cu cca. 30-1700% faţă

de cea a unui adeziv structural de tip II;

Ea este mai mică însă în cazul compoziţiei adezive FC2/NH4Cl-20 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.

4.2.4. Determinarea influenţei atacului acid al fibrelor de lemn ca

rezultat al tratamentelor ciclice la temperatură şi umiditate

asupra rezistenţei la tracţiune transversală

Această determinare s-a realizat în conformitate cu prevederile SR EN 302-3:2004

şi SR EN 302-3:A1:2006, care stabilesc metoda de evaluare a influenţei deteriorării

fibrelor de lemn asupra rezistenţei îmbinării datorită acţiunii acizilor produşi de adezivi

în cursul ciclurilor climatice. Această metodă are, printre altele, drept scop să determine

dacă după încleiere adezivul prezintă un efect dăunător pentru rezistenţa lemnului ca

urmare a acţiunii chimice.

39

Ȋn acest context, cu fiecare din cele 4 compoziţii adezive anterior menţionate s-au

realizat mai intai îmbinari între 2 piese din lemn de rasinoase folosind un strat de adeziv

cu grosimea constantă de 0,5mm. Dintr-un ansamblu astfel realizat s-au eşantionat şi

debitat apoi epruvetele pentru încercare, acestea avȃnd forma şi dimensiunile prezentate

în figurile 42 şi 43.

Fig.42 Modul de eşantionare şi debitare a

epruvetelor din ansamblul de lemn încleiat

pentru determinarea atacului acid al fibrelor

de lemn asupra rezistenţei la tracţiune

transversală a compoziţiilor adezive studiate.

Fig.43 Forma finală a epruvetei, precum şi

modul de amplasare a acesteia în dispozitivul

necesar pentru determinarea atacului acid al

fibrelor de lemn asupra rezistenţei la tracţiune

transversală a compoziţiilor adezive studiate.

Ȋnainte de a fi încercate la tracţiune transversală epruvetele au fost supuse unui

tratament alcătuit din 4 cicluri conform SR EN 302-3:2004, fiecare dintre ele fiind

alcătuite din 3 etape notate cu A, B, si C, condiţiile de expunere climatică fiind


Condiţiile de expunere climatică şi ciclică a epruvetelor pentru determinarea atacului acid al fibrelor

de lemn asupra rezistenţei la tracţiune transversală.

Etapa Durata, h Temperatura, °C Umiditatea relativă, %

A 24 50±2 87,5±2,5

B 8 10±2 87,5±2,5

C 16 50±2 ≤ 20

Ȋn figura 44 este redat aspectul ruperilor de tip A în epruvete după efectuarea

acestei încercări cu compoziţia adezivă de referinţă UR/IRs, şi de tip B cu compozitia

adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2,

FC2/NH4Cl-20.

Fig.44 Aspectul ruperilor din unele epruvete după determinarea atacului acid al fibrelor de

lemn asupra rezistenţei la tracţiune transversală : a- compoziţia adezivă de referinţă, UR/IRs,

b- compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC-2,

FC2/NH4Cl-20

b a

40

Valorile obţinute experimental în urma efectuării acestei încercări pentru cele 4

compoziţii adezive studiate sunt prezentate centralizat în tabelul 35.

Tabelul 35

Rezistenţa la tracţiune transversală a compoziţiilor adezive studiate ca urmare a atacului acid al fibrelor de

lemn pe epruvete în stare uscată şi în condiţiile tratamentelor ciclice prevăzute în SR EN 302-3:2004 şi SR

EN 302-3/A1:2006

Nr

crt

Indicativele

compoziţiilor

adezive (Tip de

răşină/Tip de

catalizator)

Rezistenţa la tracţiune transversală, f1, N/mm2

Tipul

ruperii

Proporţia

medie a

suprafeţei

acoperită

cu fibre de

lemn,%

Prevederi SR EN 301:2006 Valori obţinute

experimental

Ȋn stare

uscată

(martor)

După

tratamentele

climatice

ciclice

Ȋn stare

uscată

(martor)

După

tratamentele

climatice

ciclice

1 UR/IRs

min. 2

min. 80% din

valoarea

medie

obţinută pe

proba martor

1,79 0,80 A 40

2 UR/FR3/H2SO4-

20

1,17 0 A 0

3 UR/FC2/NH4Cl-

20

1,96 1,62 B 76

4 FC2/NH4Cl-20 2,69 2,32 B 82

Rezistenţa medie a încleierii la tracţiune transversală în stare uscată este mai

redusă faţă de limita minimă admisă cu cca. 2-41% în cazul compozitiilor adezive

UR/IRs, UR/FR3/H2SO4-20 şi UR/FC2/NH4Cl-20, iar după tratamentele ciclice cu cca.

35-44%.

Ȋn cazul compozitiei adezive FC2/NH4Cl-20 ea este în schimb mai mare cu cca.

34% in stare uscata, 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%.

4.2.5. Determinarea influenţei contracţiei lemnului asupra rezistenţei

la forfecare

Această determinare s-a efectuat conform SR EN 302-4:2008, care stabileşte o

metodă de evaluare a slăbirii îmbinării încleiate datorită contracţiei lemnului provocată

de uscare si are drept scop să determine dacă adezivul este capabil să suporte tensiunile,

ce pot să genereze o contracţie a lemnului fără o pierdere de rezistenţă inacceptabilă.

Ȋn acest scop s-au pregătit 6 piese de suprapunere din lemn de răşinoase cu

lungimea de 400mm, lăţimea de 140mm şi grosimea de (20,0±0,5)mm, ale căror inele

anuale de creştere (A) au fost apoximativ tangente la suprafaţă şi cu o rază cuprinsă între

60mm şi 140mm, conform figurii 45.

Forma şi dimesiunile finale ale unei asemenea epruvete de încercare sunt redate în

figura 46.

Ȋncercarea la forfecare prin compresiune s-a realizat practic pe cȃte 4 epruvete

încleiate separat cu fiecare tip de compoziţie adezivă studiată la o maşină universală de

încercări fizico-mecanice tip LLOYD LS 100 PLUS, prezentată în figura 47, aflată în

dotarea Laboratorului de Ȋncercări Mecanice de la Facultatea de Inginerie Mecanică

a Universităţii Transilvania din Braşov .

41

Fig.45 Ansamblu din piese de lemn încleiate cu fibre încrucişate pentru determinarea

influentei contracţiei lemnului asupra rezistenţei la forfecare a compoziţiilor adezive studiate.

Fig. 46 Forma şi dimensiunile finale ale epruvetei utilizată pentru determinarea influenţei

contracţiei lemnului asupra rezistenţei la forfecare prin compresiune.

Fig.47 Maşina universală de încercări fizico-mecanice tip LLOYD LS 100 PLUS utilizată

pentru determinarea influenţei contracţiei lemnului asupra rezistenţei la forfecare prin

compresiune: a- epruvetă aşezată iniţial pe suport; b- epruvetă supusă încercării propriu-zise.

a)

c)

b)

e)

d)

a b

42

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.


Indicativele compoziţiilor adezive

(Tip de răşină/ Tip de catalizator)

AG-F/NH4Cls AG-

FC2/1/NH4Cls

AG-

FC2/2/NH4Cls


- răşină ureo-formaldehidică tip ADEZIV

G (AG);

- răşină fenol-formaldehidică tip

FENOFOR XP 102 (F);


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 -


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




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)


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




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


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.




UP-V/NH4Cls UP-

FC2/1/NH4Cls

UP-

FC2/2/ NH4Cls


- răşină ureo-formaldehidică tip URELIT

PN (UP);

-răşină melamin-formaldehidică tip

VIMEL (V);


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


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




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




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



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




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-


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-


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:

temperatura........................................................20°C;

durata de presare ...............................................4 h;

presiunea specifică ............................................0,6 N/mm²

consumul specific de adeziv..............................220/350g/m2

5.2.3.1 Determinarea rezistenţei la încovoiere

Epruvetele necesare pentru efectuarea acestei încercări nu s-au putut realiza în

laborator exact la dimensiunile specificate în SR EN 408: 2004, motiv pentru care s-au

confecţionat 4 seturi de epruvete de lemn lamelat din răşinoase încleiat orizontal cu

dimensiuni mai reduse, după cum urmează:

2 seturi de epruvete încleiate cu compoziţia adezivă de referinţă pe bază de

răşină ureo-formaldehidică tip URELIT R, UR/IRs, din care unul folosind 4

lamele cu dimensiunile de 1250mm x 105mm x 15mm, iar celălalt utilizănd 3

lamele cu dimensiunile de 1250mm x 105mm x 20mm;

2 seturi de epruvete încleiate cu compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică

mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC-2, FC2/NH4Cl-20, din care unul

alcătuit din 4 lamele cu dimensiunile de 1250mm x 105mm x 15mm, iar

celălalt utilizănd 3 lamele cu dimensiunile de 1250mm x 105mm x 20mm.

Grosimea finală a tuturor epruvetelor a fost de 60mm, respectȃnd astfel o cerinţă

importantă prevăzută în SR EN 408: 2004, conform căreia lungimea minimă a acestora

trebuie să fie egală cu cel puţin de 19 ori înălţimea nominală a secţiunii lor.

Ȋn figura 67 este redat aspectul ruperilor în unele epruvete după efectuarea acestei

încercări, cu menţiunea că ele au avut loc în proporţie de cca. 50-85% din cazuri în planul

încleierilor dintre 1-2 lamele.

Fig.67 Aspectul ruperilor în unele epruvete după încercarea la încovoiere a lemnului lamelat

încleiat cu: a- compoziţie adezivă de referinţă, UR/IRs; b- compoziţie adezivă pe bază de

răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20.

b

a

54

Valorile obţinute experimental în urma efectuării acestei încercări sunt prezentate

centralizat în tabelul 43. Tabelul 43

Rezistenţa la încovoiere a lemnului lamelat încleiat cu compoziţiile adezive studiate în funcţie de

grosimea lamelelor din răşinoase.

Nr crt

Indicativele

compoziţiilor

adezive (Tip

de răşină/ Tip

de catalizator)

Prevederi SR EN 1194:2004, fm, g, k, N/mm2,

min.

Rezistenţa la încovoiere,

N/mm²/Grosimea lamelelor, mm

Clasa de rezistenţă*)

GL 24h GL 28h GL 32h GL 36h 15 20

1 UR/IRs, 24 28 32 36 39,26 32,88

2 FC2/NH4Cl-20 43,17 40,89 *)

Valori ale rezistenţei la încovoiere indicate pentru epruvete din lemn lamelat încleiat cu înălţimea

(h) de 600mm sau mai mare şi o grosime (b) 150mm sau mai mare.

Datele prezentate în acest tabel arată faptul că folosind compoziţia adezivă pe bază

de răşină furanică tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, în cazul ambelor grosimi de

lamele se obţin elemente din lemn lamelat încleiat cu rezistenţe la încovoiere mai mari

cu cca. 10-24% faţă de cazul utilizării compoziţiei adezive de referinţă, UR/IRs.

Ţinȃnd cont de prevederile SR EN 1194: 2004 se constată, deasemenea, că

elementele din lemn lamelat încleiat cu compoziţia adezivă de referinţă se situează la

limitele claselor de rezistenţă GL 32h şi GL 36h, în timp ce elementele încleiate cu

compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică tip URELIT FC2 au valori superioare in

clasa de rezistenţă GL 36h.

5.2.3.2 Determinarea rezistenţei la compresiune paralel cu fibrele

Pentru efectuarea acestei încercări s-au confecţionat în laborator alte 4 seturi de

epruvete de lemn lamelat din răşinoase încleiat orizontal, după cum urmează:



lamele cu dimensiunile de 360mm x 110mm x 15mm, iar celălalt utilizănd 3

lamele cu dimensiunile de 360mm x 110mm x 20mm;



folosind 4 lamele cu dimensiunile de 360mm x 110mm x 15mm, iar celălalt

utilizȃnd 3 lamele cu dimensiunile de 360mm x 110mm x 20mm.

Toate epruvetele au avut în final aceeaşi grosime de 60 mm, respectȃnd astfel

cerinţa expresă prevăzută în SR EN 408:2004, conform căreia lungimea acestora trebuie

să fie egală cu de şase ori cea mai mică dimensiune a secţiuni lor transversale.

Ȋn figura 68 sunt redate aspecte ale ruperilor în unele epruvete după efectuarea

acestei încercări, din care rezultă că ele au avut loc, în general, la zona de mijloc a

lungimii pentru elementele încleiate cu compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică

mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20. La cele încleiate cu

compoziţia adezivă de referinţă, UR/IRs, ruperile au avut loc preponderent în partea de

jos a epruvetelor.

Valorile rezultatelor experimentale obţinute în urma efectuării acestei încercări

sunt prezentate centralizat în tabelul 44.

55

Fig.68 Aspectul ruperilor în unele epruvete după încercarea la compresiune paralel

cu fibrele la lemnul lamelat încleiat cu: a- compoziţie adezivă pe bază de răşină ureică tip

URELIT R; b- compoziţie adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2. Tabelul 44

Rezistenţa la compresiune paralel cu fibrelor a lemnului lamelat încleiat cu compoziţiile adezive

studiate în funcţie de grosimea lamelelor din răşinoase

Nr crt

Indicativele

compoziţiilor

adezive (Tip

de răşină/ Tip

de catalizator)

Prevederi SR EN 1194:2004, fc,o, g, k, N/mm2,

min.

Rezistenţa la compresiune

paralel cu fibrele,

N/mm²/Grosimea lamelelor, mm Clasa de rezistenţă

GL 24h GL 28h GL 32h GL 36h 15 20

1 UR/IRs, 16,5 19,5 22,5 26 36,68 37,16

2 FC2/NH4Cl-20 40,96 37,89

Datele prezentate în acest tabel atestă faptul că folosind compoziţia adezivă pe

bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, se

obţin elemente din lemn lamelat de răşinoase încleiat care au rezistenţe la compresiune

paralel cu fibrele mai mari cu cca. 2-12% faţă de cazul utilizării compoziţiei adezive de

referinţă, UR/IRs.

Ţinȃnd cont de prevederile SR EN 1194: 2004 se constată, deasemnea, că

elementele din lemn lamelat încleiat cu ambele tipuri de compoziţii adezive se situează în

aceeaşi clasă de rezistenţă GL 36 h, cele obţinute însă cu compoziţia adezivă pe bază de

răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 avȃnd valori mai ridicate.

a

b

56

5.2.3.3 Determinarea rezistenţei la compresiune perpendicular pe

fibre

Pentru efectuarea acestei încercări s-au confecţionat în laborator alte 4 seturi de

epruvete de lemn lamelat din răşinoase încleiat orizontal, avȃnd şi ele forma similară

celor redate în figura 68, după cum urmează:



lamele cu dimensiunile de 250mm x 110mm x 15mm, iar celălalt prin

suprapunerea a 10 lamele cu dimensiunile de 250mm x 110mm x 20mm;



alcătuit din 14 lamele cu dimensiunile de 250mm x 110mm x 15mm, iar

celălalt prin suprapunerea a 10 lamele cu dimensiunile de 250mm x 110mm x

20mm;

fiind astfel respectată prevederea expresă din SR EN 408:2004, conform căreia

epruvetele trebuie să aibă în acest caz înălţimea (h) de 200mm.

Ȋn figura 69 sunt redate aspecte ale deformaţiilor apărute în unele epruvete după

efectuarea acestei încercări, care au constat practic în modificări ale grosimii unor lamele,

uşoare deplasări ale acestora în planurile de încleiere însoţite de modificări ale

dimensiunilor epruvetelor sau chiar apariţia de crăpături în grosimea lor.

Fig.69 Aspectul deformaţiilor apărute în epruvete după încercarea la compresiune

perpendicular pe fibre a lemnului lamelat încleiat: a- compoziţie adezivă pe bază de răşină

ureică tip URELIT R, UR/IRs; b- compoziţie adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu

alcool furfurilic tip URELIT FC2.

Valorile rezultatelor experimentale obţinute în urma efectuării acestei încercări

sunt prezentate în tabelul 45. Tabelul 45

Rezistenţa la compresiune perpendicular pe fibre a lemnului lamelat încleiat cu compoziţiile adezive

studiate în funcţie de grosimea lamelelor din răşinoase

Nr crt

Indicativele

compoziţiilor

adezive (Tip

de răşină/ Tip

de catalizator)

Prevederi SR EN 1194:2004, fc,90, N/mm2, min. Rezistenţa la compresiune

perpendicular pe fibre,

N/mm²/Grosimea lamelelor, mm Clasa de rezistenţă

GL 24h GL 28h GL 32h GL 36h 15 20

1 UR/IRs, 2,7 3,0 3,3 3,6 2,94 2,90

2 FC2/NH4Cl-20 3,16 3,08

a b

57

Din analiza datelor prezentate în tabelul 45 reiese clar faptul că folosind

compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2, FC2/NH4Cl-20, se obţin elemente din lemn lamelat încleiat, care au rezistenţe la

compresiune perpendicular pe fibre mai mari cu cca. 6-7% faţă de cazul utilizării

compoziţiei adezive de referinţă, UR/IRs.

Avȃnd în vedere prevederile SR EN 1194: 2004 se constată, deasemenea, că

elementele de lemn lamelat încleiat cu compoziţia adezivă de referinţă se încadrează în

clasa de rezistenţă GL 24 h, iar cele realizate cu compoziţia adezivă pe bază de răşină

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, se situează în clasa

imediat superioară de rezistenţă GL 28 h.

5.2.3.4. Determinarea rezistenţei la tracţiune perpendicular pe fibre.

Pentru efectuarea acestei încercări s-au confecţionat mai întȃi în laborator 4 seturi

de epruvete de lemn lamelat încleiat orizontal din răşinoase, avȃnd forma redată în figura

70a, după cum urmează:



de lamele cu dimensiunile de 250mm x 100mm x 15mm, iar celălalt utilizȃnd

20 de lamele cu dimensiunile de 250mm x 100mm x 20mm.


mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC -2, FC2/NH4Cl-20, din care unul

prin suprapunerea a 27 de lamele avȃnd dimensiunile de 250mm x 100mm x

15mm, iar celălalt alcătuit din 20 de lamele cu dimensiunile de 250mm x

100mm x 20mm.

Utilizȃnd lamelele cu dimensiunile mai sus menţionate a fost respectată practic o

primă condiţie prevăzută în SR EN 408:2004, conform căreia lăţimea (b) a epruvetelor să

fie de minim 100mm, iar baza acestora să aibă suprafaţa de 25000mm2, precum şi cea de

a doua condiţie conform căreia volumul epruvetelor să fie de 0,01 m3.

Pe feţele superioare şi inferioare ale fiecărei epruvete s-au încleiat apoi cȃte 2 plăci

din metal cu dimensiunile 250mm x 110mm x 5mm, folosind în acest scop un adeziv

poliuretanic şi altul epoxidic bicomponent EPOXY METAL, recomandat de firma

BISON pentru îmbinări de foarte mare rezistenţă a obiectelor din metal supuse condiţiilor

grele de lucru.

Determinarea propriu-zisă a rezistenţei la tracţiune perpendicular pe fibre s-a

efectuat conform principiului prezentat în figura 70b pe o maşină universală de încercări

tip W8-1521, China, aflată în dotarea Laboratorului de Produse aglomerate din lemn.

Fig.70 Forma epruvetei de lemn lamelat încleiat (a) şi principiul încercării utilizat la

determinarea tracţiunii perpendicular pe fibre a lemnului lamelat încleiat (b)

a b

58

Ȋn figura 71 sunt redate aspecte ale ruperilor într-o epruvetă de lemn lamelat

încleiat confecţionată conform prevederilor SR EN 308:2004 după efectuarea încercării

la tracţiune perpendicular pe fibre.

Fig.71 Aspecte ale ruperilor în epruvetele de lemn lamelat încleiat realizate conform

prevederilor SR EN 308:2004 după încercarea la tracţiune perpendicular pe fibre: a-

desprinderi ale plăcilor de metal de pe suprafaţa epruvetei din lemn; b- ruperi în planul de

încleiere lemn/metal cu adezivul epoxidic tip EPOXI METAL.

Valorile rezistenţelor la tracţiune perpendicular pe fibre obţinute experimental

pentru ambele grosimi de lamele au variat în limite aproape identice, ele fiind cuprinse

între 0,17-0,50 N/mm2 în cazul epruvetelor de lemn lamelat încleiat cu compoziţia

adezivă de referinţă, UR/IRs, şi 0,27-0,52 N/mm2 pentru cel încleiat cu compoziţia

adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC-2,

FC2/NH4Cl-20.

Aceste valori nu pot fi luate însă în consideraţie, întrucȃt toate ruperile s-au produs

numai în planul încleierilor lemn/ metal cu adezivul epoxidic şi cel poliuretanic mai sus

menţionat, zonele de rupere fiind cuprinse între 50-80% din suprafaţa acestor îmbinări.

Prin încercările efectuate rezultă aşadar că în acest caz s-a determinat practic

rezistenţa la tracţiune perpendicular pe planul încleierii a adezivilor epoxidici şi

poliuretanici utilizaţi pentru încleierea lemn/metal din epruvetă şi nu cea a

elementelor de lemn lamelat propriu-zise încleiate cu compoziţiile adezive studiate.

Urmare acestui fapt s-a procedat la o modificare a formei şi dimensiunilor acestei

epruvete, reducȃnd aprioric suprafaţa bazei cu cca. 50%, a înălţimii cu cca. 85% şi a

numărului planurilor de încleiere dintre lamele de la 19-26 la 2-3. Pe fiecare din aceste

noi epruvete s-au încleiat apoi cȃte alte 2 lamele din lemn de fag utilizȃnd acelaşi adeziv

epoxidic bicomponent anterior specificat tip EPOXI METAL şi aceiaşi parametri ai

procesului de încleiere.

Forma şi dimensiunile, în milimetri, ale acestui nou tip de epruvetă, denumit

generic tip A, alcătuită din 4 lamele de răşinoase cu grosimea de 15mm sunt prezentate

în figura 72.

a

b

59

Fig.72 Forma şi dimensiunile tipului A de epruvetă utilizată pentru determinarea

rezistenţei la tracţiune perpendicular pe fibre a lemnului lamelat încleiat: 1-lamele din lemn

de răşinoase; 2-lamele din lemn de fag; 3-dispozitiv pentru prinderea epruvetei în maşina de

încercare.

Deşi s-a înregistrat o rezistenţă la tracţiune perpendicular pe fibre mai mare în

cazul epruvetelor confecţionate din lemnul lamelat încleiat cu compoziţia adezivă pe bază

de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC -2, FC2/NH4Cl-20, faţă de

cea de referinţă, UR/IRs, valorile obţinute nu pot fi luate nici de această dată în

consideraţie, motivat de faptul că nu este îndeplinită practic aceeaşi prevedere din SR EN

308:2004, conform căreia zona de rupere din adezivul epoxidic trebuie să fie mai mică de

20% din zona totală de rupere.

De menţionat este însă faptul că, aşa cum rezultă din figura 73, toate ruperile s-au

produs şi în acest caz numai în planul încleierilor cu adezivul epoxidic, zonele de rupere

fiind cuprinse însă între 20-50% din suprafaţa îmbinărilor lemn de răsinoase/lemn de fag.

Fig.73 Aspecte ale ruperilor în epruvetele tip A de lemn lamelat încleiat după încercarea la

tracţiune perpendicular pe fibre: a- desprinderi ale lamelelor din lemn de fag de cele din lemn

de răşinoase; b- ruperi în planul de încleiere a adezivului epoxidic .

Ȋn final s-a procedat la o nouă modificare a formei şi dimensiunilor epruvetei

iniţiale, reducȃnd mai mult atȃt suprafaţa bazei, cȃt şi cea a înălţimii acesteia, precum şi

numărul planurilor de încleiere dintre lamele de la 19-26 la doar unul singur.

Ȋn acest scop din 4 elemente de lemn lamelat încleiat initial cu cele 2 compoziţii

adezive studiate, din care 2 alcătuite din lamele avȃnd grosimea de 20mm, iar celelalte 2

alcătuite din lamele cu grosimea de 15mm, s-au debitat separat seturi de cȃte 12 epruvete

avȃnd forma, denumită generic în acest caz tip B, şi dimensiunile prezentate în figura 74.

40

15

15

15

15

40

46,5 120 46,5

1

2

100

1

2

1

2

3

a b

60

Fig.74 Forma şi dimensiunile tipului B de epruvetă utilizată pentru determinarea

rezistenţei la tracţiune perpendicular pe fibre a lemnului lamelat încleiat: a- epruvetă cu 3

lamele din răşinoase cu grosimea de 20mm; b- epruvetă cu 4 lamele din răşinoase cu

grosimea de 15mm; c- dispozitiv pentru prinderea epruvetei (b) în maşina de încercat.

De remarcat este faptul că în acest caz epruveta permite practic determinarea

unei noi caracteristici de calitate, denumită rezistenţa la tracţiune perpendicular pe

fibre a unui singur plan de încleiere dintre lamele şi nu a mai multor planuri din

elementul de lemn lamelat încleiat în ansamblul său.

Experimentările au evidenţiat de această dată faptul că în peste 90% din cazuri

ruperile s-au produs în planurile de încleiere dintre lamele, zonele cu fibre de lemn

reprezentȃnd, aşa cum rezultă din figura 75a, cca. 40-60% din suprafaţă.

Fig.75 Aspecte ale ruperilor epruvetele de tip B de lemn lamelat încleiat după încercarea la

tracţiune perpendicular pe fibre: a-epruvetă cu grosimea lamelelor de 15mm; b- epruvetă cu

grosimea lamelelor de 20mm.

Valorile medii obţinute experimental in condiţiile acestei noi încercări sunt


Rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre a unui singur plan de încleiere din lemnul lamelat încleiat

utilizȃnd tipul B de epruvetă în funcţie de grosimea lamelelor din răşinoase

Nr crt

Indicativele

compoziţiilor

adezive (Tip

de răşină/ Tip

de catalizator)

Rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre a unui singur plan de

încleiere din lemnul lamelat de răşinoase realizat

cu compoziţiile adezive studiate, N/mm²/Grosimea lamelelor, mm

Aspectul

ruperilor

în planul

încleierii *)

15 20

1 UR/IRs, 1,00 1,09 L/A

2 FC2/NH4Cl-20 1,33 1,36 L/A *)

L/A – ruperi partial în lemn, parţial în stratul de adeziv

a b 5 55 5

20

20

20

20

5 55 5

15

15

15

15

c

b a

61

Din analiza datelor prezentate în acest tabel rezultă că pentru ambele grosimi de

lamele rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre a unui singur plan de încleiere

din lemnul lamelat de răşinoase încleiat cu compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică

mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, este cu cca. 25-33% mai

mare faţă de cazul folosirii compoziţiei adezive de referinţă, UR/IRs.

5.3. Concluzii

5.3.1. Ţinȃnd cont de ansamblul caracteristicilor de performanţă anterior

prezentate pe care trebuie să le îndeplinească compoziţiile adezive utilizate la realizarea

lemnului lamelat încleiat, cercetările experimentale realizate la această fază de laborator

confirmă din nou faptul că:

Compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureică tip URELIT R,

UR/IRs, care aşa cum s-a mai arătat nu îndeplineşte condiţiile unui adeziv structural de

tip I, nu poate fi recomandată pentru realizarea unui lemn lamelat încleiat de calitate

întrucȃt:

procentele de desprindere totală, D, determinate după 2 cicluri de încercări atȃt

prin metoda A, cȃt şi prin metoda B, depăşesc valorile maxime admise de 5-10% şi

respectiv 4-8% specificate în SR EN 386:2003, pentru toate speciile lemnoase, grosimi

ale lamelelor şi durate de presare studiate. Ȋn acelaşi context, procentele de desprindere

maximă a unei singure suprafeţe, PDM, se situează, mai ales în cazul lemnului lamelat

din fag şi stejar, peste limita maximă admisă de 40% specificată în acelaşi standard mai

sus menţionat.

rezistenţa la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele a zonelor încleiate

şi procentele de rupere în lemn pentru toate speciile lemnoase, grosimi de lamele şi

durate de presare studiate, se situează sub limitele minime admise de 6 N/mm2 şi

respectiv 90%, prevăzute în acelaşi standard mai sus specificat;

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, deşi oferă posibilitatea obţinerii în cazul lemnului

lamelat din răşinoase a unor procente de desprindere totală, D, determinate după

ciclurile corespunzătoare încercărilor prin metodele A şi C, care nu depăşesc valorile

maxime admise de 5% şi respectiv 10%, precum şi a unor procente de desprinderi

maxime a unei singure suprafeţe, PDM, sub valoarea maximă admisă de 40%, nu poate

fi totuşi utilizată la realizarea lemnului lamelat încleiat, întrucȃt:

rezistenţa la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele a zonelor încleiate se situează, în general, la valorile limită de 6, 8 sau 11N/mm

2;

procentele de rupere în lemn se situează sub valorile limită specificate în

standardul anterior menţionat;

Compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic

tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, care aşa cum s-a mai arătat este un adeziv structural

de tip I, poate fi utilizată pentru realizarea lemnului lamelat încleiat numai din

răşinoase, întrucȃt:

procentele de desprindere totală, D, cȃt şi cele de desprindere maximă a unei

singure suprafeţe, PDM, se situează la valorile minime prevăzute de SR EN 386:2003,

majoritatea lor fiind practic egale cu zero;

rezistenţa la forfecare prin compresiune paralel cu fibrele pentru ambele

grosimi de lamele şi durate de presare studiate este cu cca. 10-30% mai mare faţă de

62

prevederile minime ale aceluiaşi standard în cazul lemnului lamelat din răşinoase şi la

limită în cazul celui de fag şi stejar, procentele de rupere în lemn fiind şi ele mai mari

cu cca. 2-8%;

Pentru toate speciile lemnoase, compoziţii adezive şi grosimi de lamele

studiate durata de presare de 4 ore asigură o comportare şi rezistenţă a zonelor de

încleiere din lemnul lamelat încleiat mai bună fată de cea de 2 ore;

Pentru toate speciile lemnoase, compoziţii adezive şi durate de presare

studiate, elementele de lemn lamelat încleiat realizate din lamele mai multe şi cu grosimi

mai mici au caracteristici de performanţă net superioare celor realizate din lamele mai

puţine şi cu grosimi mai mari;

Nici una din cele 3 compoziţii adezive studiate nu poate fi însă

recomandată pentru realizarea lemnului lamelat încleiat din speciile de fag şi stejar.

5.3.2. Cercetările privind caracteristicile fizico-mecanice ale lemnului

lamelat încleiat din răşinoase determinate pe epruvete confecţionate în laborator conform

prevederilor SR EN 408:2004 şi coroborate cu clasele de rezistenţă specificate în SR EN

1194:2004 pentru un astfel de produs, au condus la următoarele concluzii:

Compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic

tip URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, este singura care oferă posibilitatea fabricării

lemnului lamelat încleiat din răşinoase. Faţă de compoziţia adezivă de referinţă numai

pe bază de răşină ureică tip URELIT R, ea permite obţinerea unei rezistenţe la

încovoiere mai mare cu cca. 10-24%, a unei rezistenţe la compresiune paralel cu

fibrele mai mare cu cca. 2-12% şi a unei rezistenţe la compresiune perpendicular cu

fibrele mai mare cu cca. 6-7%, lemnul lamelat încleiat situȃndu-se din acest punct de

vedere într-o clasă imediat superioară de rezistenţă, 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 practic posibilă de determinat folosind metodologia curentă prevăzută în SR EN

408:2004 şi nici în condiţiile utilizării unei alte epruvete avȃnd dimensiunile mai reduse

cu cca. 50-85%, denumită generic de tip A, întrucȃt ruperile au avut loc numai în planul

încleierilor cu adezivul epoxidic sau cel poliuretanic dintre lemnul de răşinoase/placă de

metal sau lemnul de răşinoase/lemnul de fag dispuse pe feţele inferioare şi superioare ale

acestora. Din acest punct de vedere se remarcă faptul că SR EN 408:2004 are o

deficienţă majoră, întrucȃt el nu precizează concret, aşa cum este firesc, tipul de

răşină epoxidică sau poliuretanică care trebuie utilizată la efectuarea unei asemenea

încercări sau, eventual, caracteristicile fizico-chimice şi mecanice limită ale acestora;

Folosind o altă epruvetă avȃnd forma complet schimbată, denumită generic în

acest caz tip B, cu dimensiuni mult mai reduse decȃt cele ale epruvetei standard se poate

determina însă o nouă caracteristică de calitate a lemnului lamelat încleiat denumită

rezistenţa la tracţiune perpendicular pe fibre a unui singur plan de încleiere. Ȋn

condiţiile acestei noi metodologii de încercare se constată că lemnul lamelat din răşinoase

încleiat cu compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2, FC2/NH4Cl-20, are o rezistenţă 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.

63

Cap.6. Cercetări privind caracteristicile calitative ale placajului

din lemn de fag realizat cu adezivi structurali pe bază de răşini

ureice şi răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2.

6.2. Experimentări la fază de laborator privind realizarea placajului din lemn

de fag cu adezivi structurali pe bază de răşini ureice şi răşină furanică

mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2.

Avȃnd în vedere rezultatele cercetărilor experimentale prezentate în subcapitolul

4.3, privind caracteristicile de calitate ale adezivilor structurali pe bază de răşini ureice în

amestec cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 prin reticulare la

cald s-a considerat oportun a se studia şi influenţa acestora asupra calităţii încleierii unor

plăci de placaj de interior din lemn de fag alcătuit din 3 straturi.

Studiul s-a realizat plecȃnd de la cele 2 compoziţii adezive de referinţă pe bază de

răşini ureo-formaldehidice tip ADEZIV G şi URELIT PN, simbolizate aprioric AG-

F/NH4Cls şi UP-V/ NH4Cls, care sunt utilizate, aşa cum s-a mai arătat, în mod curent la

fabricarea placajului de interior cu rezistenţă crescută la apă, în care practic s-au

substituit integral adaosurile corespunzătoare de răşină fenol-formaldehidică şi

respectiv melamin-formaldehidică cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2.

Ȋn acest scop s-au folosit furnire tehnice din lemn de fag cu grosimea de 1mm

pentru straturile de faţă şi cu grosimea de 2mm pentru stratul de mijloc, acestea fiind

debitate sub formă de pătrat cu latura de 300mm x 300mm, din care s-au realizat 2 loturi

experimentale de placaj.

6.2.1. Placaj din lemn de fag realizat cu un adeziv structural pe bază de

răşină ureo-formaldehidică tip ADEZIV G în amestec cu răşină

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2

Pentru încleierea furnirelor din acest prim lot de placaj s-au folosit cele 2

compoziţii adezive avȃnd ca liant de bază răşina ureo-formaldehidică tip ADEZIV G cu

reticulare la cald menţionate la punctul 4.3.1 din lucrare, respectiv:

- o compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip ADEZIV G în

amestec cu 6,67% răşina fenol-formaldehidică tip FENOFOR XP102 prin

reticulare la temperatura de 130°C, simbolizată generic AG-F/NH4Cls, şi

folosită ca probă de referinţă;

- o compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip ADEZIV G în

amestec cu 6,67% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2

prin reticulare la temperatura de 130°C, simbolizată aprioric AG-

FC2/1/NH4Cls şi respectiv prin reticulare la temperatura de 110°C notată

generic AG-FC2/2/NH4Cls;

Ȋn toate compoziţiile adezive pe bază de răşina ureică tip ADEZIV G drept

material de diluare-plastifiere s-a folosit acelaşi adaos de 24% făină de secară, iar în

calitate de catalizator un adaos constant de 1,8% clorură de amoniu solidă, ambele

produse fiind raportate la răşina ureică propriu-zisă.

Duratele de presare au fost în acest caz de 5 minute, iar presiunile specifice de 1,5 şi

respectiv 2,0N/mm2. Temperatura platanelor presei a fost de 130°C în cazul utilizării

compoziţiei adezive de referinţă şi a celei pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic

64

cu indicativul AG-FC2/1/NH4Cls şi de 110°C a celei cu indicativul AG-FC2/2/NH4Cls.

Consumul specific de adeziv a fost practic constant, acesta fiind cuprins între 180-

190g/m2.

Calitatea încleierii placajului realizat cu noile compoziţii adezive anterior

specificate s-a evaluat printr-un studiu comparativ al rezistenţei la forfecare a încleierii

prin tracţiune longitudinală a acestuia în raport cu cea a placajului încleiat cu

compoziţiile adezive de referinţă corespunzătoare.

Ȋn acest scop s-a folosit metodologia prevăzută de STAS 1809-87, determinarea

efectuȃndu-se pe epruvete de placaj încercate atȃt în stare uscată, cât şi după imersia

acestora în apă la temperatura de (20±3)0C timp de 24 h, condiţii care corespund tipului

I20 de încleiere pentru placajul de interior. Totodată s-a folosit şi metodologia specificată

în SR EN 314-1:2005 pe epruvete de placaj de alte dimensiuni, încercate atȃt în stare

uscată, cât şi după imersia în apă timp de 24 h la temperatura de (20±3)0C, deşi pentru

placajul de interior utilizat în mediul uscat clasa 1 de încleiere acesta prevede efectuarea

determinării numai după imersie în apă.

Placajul realizat prin încleierea furnirelor cu compoziţia adezivă AG-

FC2/1/NH4Cls la temperatura de 130°C are rezistenţe la forfecare a încleierii

determinate conform SR EN 314-1:2005, de exemplu, mai mari faţă de cazul utilizării

compoziţiei adezive de referinţă, AG-F/NH4Cls, cu cca. 5-7% în stare uscată şi cca. 9-

11% după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C.

100 100

105.64

111.94

120.51

128.35

90

100

110

120

130




p= 1,5 N/mm2

f vA

G-F

C2/1

/; f

vA

G-F

C2/2

/

fv

AG

-F/;

τr1,5

τfc

2

τ

fc2

* 1

00 %

100 100

107.47109.71

119.15

122.85

90

100

110

120

130




p= 2,0 N/mm2

f vA

G-F

C2/1

/; f

vA

G-F

C2/2

/

fv

AG

-F/;

τr1,5

τfc

2

τ

fc2

* 1

00 %

Fig.82 Variaţiile rapoartelor procentuale ale rezistenţei la forfecare a încleierii placajului

realizat cu compoziţiile adezive pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip ADEZIV G în

adaos cu răşina 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

de 1,5N/mm2 şi 2,0 N/mm

2 în cazul determinărilor efectuate conform SR EN 314-1:2005.

Faţă de aceaşi compoziţie adezivă de referinţă, placajul realizat prin încleierea

furnirelor cu compoziţia adezivă AG-FC2/2/NH4Cls la temperatura de 110°C, aşa cum

rezultă din figura 82, are rezistenţe la forfecare a încleierii mai mari cu cca. 19-20% în

stare uscată şi cca. 22-28% după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C;

Datele mai sus menţionate arată că la ambele presiuni studiate valorile obţinute

pentru rezistenţa la forfecare a încleierii placajului realizat cu compoziţiile adezive care

au în componenţa lor adaosul de 6,67% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2 sunt superioare celor obţinute cu adaosul similar de răşina fenol-

formaldehidică tip FENOFOR XP102.

6.2.2. Placaj din lemn de fag realizat cu un adeziv structural pe bază de

răşină ureo-formaldehidică tip URELIT PN în amestec cu răşină

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2

65

Pentru încleierea furnirelor din cel de al doilea lot de placaj s-au folosit cele 2

compoziţii adezive avȃnd ca liant de bază răşina ureo-formaldehidică tip URELIT PN cu

reticulare la cald menţionate la punctul 4.3.2 din lucrare, respectiv:

- o compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT PN în

amestec cu 13,54% răşina melamin-formaldehidică tip VIMEL 911 prin

reticulare la temperatura de 110°C, notată generic UP-V/NH4Cls, folosită de

asemenea ca probă de referinţă;

- o compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT PN în

amestec cu 13,54% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2

prin reticulare la temperatura de 110°C, simbolizată generic UP-

FC2/1/NH4Cls; - aceeaşi compoziţie adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT

PN în amestec cu 13,54% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2, notată arbitrar, UP-FC2/2/NH4Cls, prin reticulare tot la

temperatura de 110°C dar care, faţă de cele 2 compoziţii adezive anterior

menţionate, nu mai conţine apă şi soluţie de amoniac 25%.

Evitarea adaosului de amoniac s-a realizat, aşa după cum s-a mai specificat,

datorită faptului că pH-ul final în cazul compoziţiilor adezive cu adaos de răşini furanice

trebuie să fie cuprins între 3,5-4,0.

Ȋn toate compoziţiile adezive pe bază de răşina ureică tip URELIT PN drept

material de diluare-plastifiere s-a folosit adaosul constant de 25% făină de secară, iar în

calitate de catalizator acelaşi adaos de 1,67% clorură de amoniu solidă, ambele produse

fiind raportate la răşina ureică propriu-zisă.

Duratele de presare au fost şi în acest caz de 5 minute, iar presiunile specifice tot de 1,5

şi respectiv 2,0N/mm2. Temperatura platanelor presei a fost de 110°C, iar consumul specific

de adeziv de 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

determinate conform SR EN 314-1:2005, de exemplu, mai mari faţă de cazul utilizării

compoziţiei adezive de referinţă, UP-V/NH4Cls, cu cca. 14-23% în stare uscată şi cca.

26-41% după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C.

100 100

114.17

126.72

141.79

153.44

90

100

110

120

130

140

150

160




p= 1,5 N/mm2

fv

UP

-F

C2/1

/; f

vU

P-F

C2/2

/

fv

UP

-V

/;

τr1,5

τfc2

τ

fc2

* 1

00 %

100 100

123.95

141.80

156.49 157.37

90

100

110

120

130

140

150

160




p= 2,0 N/mm2

fv

UP

-F

C2/1

/; f

vU

P-F

C2/2

/

fv

UP

-V

/;

τr1,5

τfc2

τ

fc2

* 1

00 %

Fig.88 Variaţiile rapoartelor procentuale ale rezistenţei la forfecare a încleierii placajului

realizat cu compoziţiile adezive pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip URELIT PN în

adaos cu răşina 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

de 1,5N/mm2 şi 2,0 N/mm

2 în cazul determinărilor efectuate conform SR EN 314-1:2005.

66

Faţă de aceeaşi compoziţie adezivă de referinţă, placajul realizat prin încleierea cu

compoziţia adezivă UP-FC2/2/NH4Cls fără adaos de amoniac şi apă, aşa cum rezultă

din figura 88, are rezistenţe la forfecare a încleierii determinate în baza aceloraşi

standarde mai mari cu cca. 41-56% în stare uscată şi cca. 53-67% după 24h imersie în

apă la temperatura de 20°C.

Datele de mai sus arată şi în acest caz că la ambele presiuni studiate valorile

obţinute pentru rezistenţa la forfecare a încleierii placajului realizat cu compoziţiile

adezive care au în componenţa lor adaosul de 13,54% răşină furanică mixtă cu alcool

furfurilic tip URELIT FC2 sunt superioare celor obţinute cu adaosul similar de răşina

melamin-formaldehidică tip VIMEL 911.

6.3. Experimentări la fază pilot pentru realizarea placajului din lemn de fag

cu adezivi structurali pe bază de răşină ureică şi răşină furanică mixtă cu

alcool furfurilic tip URELIT FC2

Pentru verificarea rezultatelor cercetărilor efectuate în fază de laborator s-a

considerat oportun a se realiza la faza pilot 4 loturi experimentale de placaj de interior cu

rezistenta crescuta la apa încleiat cu cele 4 compoziţii adezive anterior mentionate, care

conţin în amestec răşină furanică tip URELIT FC2.

Experimentările s-au efectuat în două etape la S.C. SILVACARPAT S.A.

Ghimbav, jud. Braşov, care este un agent economic specializat în fabricarea elementelor

elastice stratificate din furnire, iar adiacent execută şi placaj din lemn de fag utilizat în

mediul uscat cu rezistenţă crescută la apă.

Ȋn prima etapă s-au realizat 2 loturi experimentale de cȃte 12 plăci de placaj,

fiecare alcătuit din 3 furnire tehnice din lemn de fag, cele pentru straturile de faţă avȃnd

grosimea de 1,70 mm, iar cele pentru straturile de mijloc avȃnd grosimea de 2,00mm,

folosind ca adeziv compoziţiile pe baza de răşina ureica tip ADEZIV G în adaos cu

3,33% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic, AG-FC2/1/NH4Cls şi respectiv cu

6,66% rasina furanica de acelaşi tip, AG-FC2/2/NH4Cls.

Drept probă de referinţă s-a folosit compoziţia adezivă pe baza de răşina ureo-

formaldehidică ADEZIV G în amestec cu 3,33% răşină melamin-formaldehidică tip

VIMEL M911, AG-V/ NH4Cls, utilizată în producţia curentă a agentului economic

anterior menţionat.

Ȋn cea de a doua etapă s-au realizat alte 2 loturi experimentale de cȃte 12 plăci de

placaj, fiecare alcătuit din 7 furnire tehnice din lemn de fag, cele 2 furnire de fata avȃnd

grosimea de 1,20mm, iar cele 5 furnire pentru straturile de mijloc cu grosimea de

1,00mm folosind aceleasi compozitii adezive. Furnirele tehnice utilizate au fost cele din

producţia curentă a agentului economic anterior menţionat şi au avut dimensiunile de

2100mm x 1400mm.

Ȋn acest caz drept probă de referinţă s-a folosit compoziţia adezivă pe baza de răşina

ureo-formaldehidică tip ADEZIV G în amestec cu 3,33% răşină fenol-formaldehidică

tip STERON F4, AG-F4/NH4Cls, utilizată de asemenea în producţia curentă a S.C.

SILVACARPAT S.A. Ghimbav, jud. Braşov pentru fabricarea aceluiaşi tip de placaj cu

rezistenţă mărită la apă.

Componentele şi caracteristicile fizico-chimice ale compoziţiilor adezive de referinţă,

precum şi ale celor care au în componenţă răşina furanică mai sus menţionată folosite în

această experimentare pilot sunt prezentate centralizat în tabelul 49.

67

Tabelul 49

Componentele şi caracteristicile fizico-chimice ale compoziţiilor adezive utilizate pentru încleierea placajului

din lemn de fag în experimentarea pilot realizată la S.C. SILVACARPAT S.A. Braşov

Nr.




AG-V/

NH4Cls

AG-F4 /

NH4Cls

AG-FC2/

1/NH4Cls

AG-FC2/

2/ NH4Cls

1. Componentele compoziţiilor

adezive:

- răşină ureo-formaldehidică tip

ADEZIV G (AG);

-răşină melamin-formaldehidică

tip VIMEL M 911 (V);

- răşină fenol-formaldehidică tip

STERON F4 (F4)



(FC2);

- clorură de amoniu solidă

(NH4Cls);

- făină de grȃu ;

- apă.

kg

kg

kg

kg

kg

kg

l

60

2

-

-

0,7

8

5

60

-

2

-

0,7

8

5

60

-

-

2

0,7

8

5

60

-

-

4

0,7

8

5

2. Caracteristicile

fizico-chimice

ale

compoziţiilor

adezive

realizate:

pH iniţial - 6,0 6,0 6,0 6,0

pH final - 4,5 5,0 4,0 4,0

Timp de

scurgere prin

cupa FORD

Ø8mm, la

20ºC

s

35

36

28

30

Timp de

gelificare, tg,

la 100ºC

s

100

90

78

62

Timp de

solidificare,

ts, la 20 ºC

s

-

-

182

178

Viabilitatea,

la 20 ºC h 4 4 4 4

Ca material de diluare-plastifiere în toate cele 4 compoziţii adezive s-a folosit

adaosul constant de 13,33% făină de secară, iar drept catalizator acelaşi adaos de 1,17%

clorură de amoniu solidă, ambele produse fiind raportate la răşina ureică propriu-zisă.

Datele prezentate în tabelul 49 arată că cele 2 compoziţii adezive care conţin

răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 au pH-urile finale mai scăzute,

un timp de scurgere prin cupa FORD cu orificiul de 8mm la temperatura de 20°C mai

redus cu cca. 16-20% şi o durată de gelificare la temperatura de 100ºC mai mică cu cca.

20-40%. Durata lor de solidificare la temperatura mediului ambiant a fost în acest caz de

170-180 secunde.

Aplicarea tuturor compoziţiilor adezive pe furnire s-a realizat cu maşina de aplicat

adeziv cu valţuri existentă în cadrul fabricii, iar presarea pachetelor de furnire s-a efectuat

într-o presă plană cu 6 platane tip SIWO.

Parametrii regimului de încleiere au fost păstrati în toate cazurile la valorile

folosite în mod curent de agentul economic anterior mentionat, respectiv:

• temperatura platanelor presei...................110 ºC;

• presiunea agentului hidraulic................... 175 bari;

• durata de presare:

• placaj alcătuit din 3 straturi............7 minute;

68

• placaj alcătuit din 7 straturi............9 minute;

• consumul specific de adeziv......................130 – 150 g/m2;

6.3.3 Determinarea proprietăţilor fizico-mecanice ale placajului

La ambele loturi de placaj realizat în experimentările pilot de la SC

SILVACARPAT SA Ghimbav s-au efectuat următoarele încercări fizico-mecanice:

determinarea umiditătii (SR EN 322:1996);

determinarea masei volumice (SR EN 323:1996);

determinarea absorbtiei totale de apă (STAS 10913-77);

determinarea rezistentei la forfecare a încleierii (STAS 1809-87 şi respectiv SR

EN 314 – 1:2005);

determinarea rezistentei la încovoiere statică (STAS 7168-71);

determinarea rezistentei la smulgerea suruburilor perpendicular pe suprafaţa

placajului (STAS 11455-84);

determinarea continutului de aldehidă formică (SR EN 120:1995);

determinarea emisiei de formaldehidă (SR EN 717-2:1995)

Valorile caracteristicilor fizico-mecanice ale loturilor de placaj din lemn de fag cu

rezistenţă crescută la apă alcătuit din 3 şi respectiv 7 straturi realizate în cadrul acestor

experimentări la fază pilot sunt prezentate centralizat în tabelele 50 şi 51.

6.5. Concluzii

6.4.1. Studiul comparativ realizat prin cele două standarde specifice 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 realizat în fază de laborator din lemn de fag alcătuit din 3

straturi cu rezistenţă crescută la apă a scos în evidenţă următoarele:

utilizȃnd compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureo-

formaldehidică tip ADEZIV G în amestec cu 6,67% răşină fenol-formaldehidică tip

FENOFOR XP 102, AG-F/NH4Cls, dar substituind integral răşina fenol-formaldehidică

cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, precum şi adaosul

constant de 24% făină de secară ca material de diluare plastifiere şi 1,8% clorură de

amoniu drept catalizator, se poate realiza un placaj de tipul celui mai sus menţionat în

condiţiile aceloraşi parametri ai procesului de încleiere, respectiv:

-temperatura platanelor.................................110°C/130°C;

-durata de presare.........................................5 minute;

-presiunea specifică......................................1,5/2,0 N/mm2;

-consumul specific de adeziv........................180-190g/m2.

placajul realizat prin încleierea furnirelor cu compoziţia adezivă AG-


mai mari faţă de cazul utilizării compoziţiei adezive de referinţă cu cca. 5-7% în

stare uscată şi cca. 9-11% 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 arată creşteri mai mari cu cca. 7-8% în stare uscată şi cca.

16-34% după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C.

69

Tabelul 50

Caracteristicile fizico-mecanice ale placajului din lemn de fag cu 3 straturi realizat în fază pilot la S.C. SILVACARPAT SA Ghimbav

Nr.

crt In

dic

ati

vel

e co

mp

ozi

ţiil

or

ad

eziv

e (

Tip

de

răşi

nă

/ T

ip d

e

cata

liza

tor)

Gro

sim

e, m

m

Um

idit

ate

, S

R E

N 3

22

: 1

996

, %

Ma

sa

vo

lum

ică

, S

R

EN

3

23

:

19

96

, g

/cm

3

Ab

sorb

ţia

to

tală

d

e a

pă

, A

t,

ST

AS

10

91

3-7

7, %

Rezistenţa la forfecare a încleierii1)

Ru

per

ea î

n l

emn

pe

sup

rafa

ţa

tota

lă a

pla

nu

lui

de

încl

eier

e2) ,

ST

AS

85

18

-86

, %

Pro

cen

tul

de

rup

ere a

co

eziu

nii

ap

are

nte

în

lem

n2) ,

SR

EN

31

4-

1:

200

5,

W,

%

Rezistenţa la

încovoiere

statică3)

,

STAS 7168-

71, în stare

uscată, σri,

N/mm2

Rez

iste

nţa

la

sm

ulg

erea

şuru

bu

rilo

r p

erp

end

icu

lar

p

e

feţe

4) ,

ST

AS

11

455

-84,

τs,

N

Co

nţi

nu

tul

de

ald

ehid

ă f

orm

ică

va

loa

rea

P

erfo

rato

r5) ,

SR

E

N

12

0:

19

95

, F

v, %

Em

isia

d

e fo

rma

ldeh

idă

va

loa

rea

de

an

ali

ză a

ga

zulu

i6) ,

SR

EN

70

7-2

:199

5, G

m,

mg

/m2h

STAS 1809-87, τr,

N/mm2

SR EN 314-1: 2005, fv,

N/mm2

în stare

uscată

după 24h

imersie în apă

la

temperatura

de 20°C

în stare

uscată

după 24h

imersie în apă

la

temperatura

de 20°C

σri0 σri90

1 AG-V/

NH4Cls

5,03 5,76 0,722 44,27 2,79 2,51 2,42 1,94 60,00 65,00 137,7 37,19 499,0 3,07 2,72

2 AG-FC2/

1/NH4Cls

5,24 5,14 0,757 41,23 3,15 3,00 2,89 2,67 67,50 78,75 138,3 45,69 547,5 4,09 3,07

3 AG-FC2/

2/NH4Cls

5,04 4,97 0,690 39,96 3,60 3,32 3,43 3,30 80,00 81,20 178,9 52,78 551,4 5,63 3,35

1) Prevederi STAS 1245-90:

Prevederi SR EN 314-2:1996:


Prevederi SR EN 314-2:1996:



5) Prevederi SR EN 312:2004

(pentru PAL)


(pentru placaj)

min 1,80N/mm2 în stare uscată;

min 0,80N/mm2 după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C;

min 0,20N/mm2;

80% pentru tipul de încleiere I20;

min 80% pentru 0,2≤ fv <0,4 N/mm2, min 60% pentru 0,4≤ fv <0,6 N/mm

2, min 40% pentru 0,6≤ fv <1 N/mm

2 şi fără condiţie

privind media ruperii coeziunii aparente în lemn la fv>1 pentru clasa de încleiere 1;

min 75N/mm2 pentru determinarea efectuată paralelă cu direcţia fibrelor straturilor exterioare (σrî0);

min 45N/mm2 pentru determinarea efectuată perpendicular pe direcţia fibrelor straturilor exterioare (σrî90);

min 500N pentru placaj cu grosimile de 4, 5 şi 6mm;

≤ 8mg/ 100g placă absolut uscată pentru clasa 1;

> 8 ... ≤ 30mg/ 100g placă absolut uscată pentru clasa 2;

≤ 3,5mg/ m2h pentru clasa E1de emisie a formaldehidei;

> 3,5 ... ≤ 8 mg/ m2h pentru clasa E2 de emisie a formaldehidei.

70

Tabelul 51

Caracteristicile fizico-mecanice ale placajului din lemn de fag cu 7 straturi realizat în fază pilot la S.C. SILVACARPAT SA Ghimbav

Nr.

crt In

dic

ati

vel

e co

mp

ozi

ţiil

or

ad

eziv

e (

Tip

de

răşi

nă

/ T

ip d

e ca

tali

zato

r)

Gro

sim

e, m

m

Um

idit

ate

, S

R E

N 3

22

: 1

996

, %

Ma

sa v

olu

mic

ă,

SR

EN

32

3:

19

96

, g

/cm

3

Ab

sorb

ţia

to

tală

de

ap

ă,

At, S

TA

S 1

09

13

-

77

, %

Rezistenţa la forfecare a încleierii1)

Ru

per

ea î

n l

emn

pe

sup

rafa

ţa t

ota

lă a

pla

nu

lui

de

încl

eier

e2) ,

ST

AS

85

18

-86,

%

Pro

cen

tul

de

rup

ere a

co

eziu

nii

a

pa

ren

te

în l

emn

2) ,

SR

EN

31

4-1

: 20

05

, W

, %

Rezistenţa la

încovoiere

statică3)

STAS

7168-71, în

stare uscată,

σri, N/mm2

Rez

iste

nţa

la

sm

ulg

erea

şu

rub

uri

lor

per

pen

dic

ula

r p

e fe

ţe4) ,

ST

AS

11

45

5-8

4,

N

Co

nţi

nu

tul

de

ald

eh

idă

fo

rmic

ă

va

loa

rea

Per

fora

tor

5) ,

SR

EN

12

0:

199

5,

Fv,

%

Em

isia

d

e fo

rma

ldeh

idă

v

alo

are

a

de

an

ali

ză a

ga

zulu

i6) ,

SR

EN

70

7-2

:19

95

, G

m,

mg

/m2h

STAS 1809-87, τr , N/mm2 SR EN 314-1: 2005, fv N/mm

2

în stare

uscată

după 24h

imersie în

apă la

temperatu-

ra de 20°C

după 3h

imersie în

apă la

tempera-

tura de

67°C

în stare

uscată

după 24h

imersie în

apă la

tempera-

tura de

20°C

după 3h

mersie în

apă la

tempera-

tura de

67°C

σri0, σri90

lon

g.

1

tra

nsv

.

lon

g.

2

lon

g.

1

tra

nsv

.

lon

g.

2

lon

g.

1

tra

nsv

.

lon

g.

2

lon

g.

1

lon

g.

2

lon

g.

3

lon

g.

1

lon

g.

2

lon

g.

3

lon

g.

1

lon

g.

2

lon

g.

3

1 AG-F/

NH4Cls

7,1

3

6,5

5

0,7

84

30

,84

2,0

8

2,4

8

3,8

8

1,2

0

2,2

8

2,7

9

0,8

0

0,9

2

1,7

4

3,2

4

3,4

0

6,2

6

3,0

5

3,1

0

6,0

6

0,9

0

1,0

2

3,7

2 69,80 70,40 120,9 89,60 1010 3,90 3,01

2 AG-FC2/

1/NH4Cls

7,3

8

6,3

1

0,7

15

26

,70

2,3

3

2,6

1

4,0

7

1,8

1

2,4

2

3,6

5

0,9

0

1,2

0

1,8

0

3,8

0

3,8

5

7,1

1

3,7

0

3,7

6

6,5

6

1,7

0

1,8

0

3,8

9 74,20 78,80 126,1 113,8 1120 4,70 3,32

3 AG-FC2/

2/NH4Cls

7,2

9

6,2

1

0,7

73

17

,60

3,0

1

3,3

6

5,5

5

1,8

7

2,5

9

4,2

8

0,9

5

1,4

0

2,2

9

4,1

1

4,2

0

8,6

5

3,8

7

3,9

0

7,1

5

1,9

7

1,9

0

4,0

8 82,40 81,70 142,7 117,7 1184 6,50 3,40


Prevederi SR EN 314-2:1996: 2) Prevederi STAS 8518-86: 3) Prevederi STAS 1245-90:


min 1,80N/mm2 în stare uscată, min 0,80N/mm

2 după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C, min 1,00N/mm

2 după 3h imersie în apă la

temperatura de 67°C;

min 0,20N/mm2;

min 80% pentru tipul de încleiere I20; min 70% pentru tipul de încleiere I67;

min 70N/mm2 pentru determinarea efectuată paralelă cu direcţia fibrelor straturilor exterioare (σri0) la placaj cu grosimea de 8 ... 12mm;

min 55N/mm2 pentru determinarea efectuată perpendicular pe direcţia fibrelor straturilor exterioare (σri90) la placaj cu grosimea de 8 ... 12mm;

min 1100N pentru placaj cu grosimile de 8, 9 şi 10mm; 5) Prevederi SR EN 312:2004

(pentru PAL)

≤ 8mg/ 100g placă absolut uscată pentru clasa 1;

> 8 ... ≤ 30mg/ 100g placă absolut uscată pentru

clasa 2;


(pentru placaj)

≤ 3,5mg/ m2h pentru clasa E1de emisie a formaldehidei;

> 3,5 ... ≤ 8 mg/ m2h pentru clasa E2 de emisie a

formaldehidei.

71

faţă de aceaşi compoziţie adezivă de referinţă, placajul realizat prin încleierea

furnirelor cu compoziţia adezivă AG-FC2/2/NH4Cls la temperatura de 110°C

are rezistenţe la forfecare a încleierii mai mari cu cca. 19-20% în stare uscată şi

cca. 22-28% 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 arată creşteri mai mari cu cca. 29-50% în stare uscată şi

cca. 41-54% 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

faptul că adaosul de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2 are un efect mult mai favorabil decȃt răşina fenol-formaldehidică tip

FENOFOR XP 102 asupra majorării rezistenţei răşinii ureice tip ADEZIV G

faţă de apă.

Din acest punct de vedere efectul este 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 folosind doar compoziţia adezivă

AG-FC2/2/NH4Cls cu adaos de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2 prin reticulare la temperatura de 110°C.

utilizȃnd ca probă de referinţă o altă compoziţie adezivă uzuală pe bază de

răşină ureo-formaldehidică tip URELIT PN în amestec cu 13,54% răşină melamin-

formaldehidică tip VIMEL 911, UP-V/NH4Cls, în care aceasta din urmă s-a substituit

integral cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, precum şi

adaosul constant de 24% făină de secară ca material de diluare plastifere şi 1,67% clorură

de amoniu drept catalizator, se poate realiza un placaj de tipul celui anterior specificat în


-temperatura platanelor................................110°C;



-consumul specific de adeziv........................180-190g/m2.

placajul realizat prin încleierea furnirelor cu compoziţia adezivă UP-


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%;


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:


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 ;


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%;


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:



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%;


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%;


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


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;


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


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;


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:


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;


mai redusă faţă de limita minimă admisă cu cca. 2%, iar după tratamentele ciclice

aplicate cu cca.35%;


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;


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:

-temperatura platanelor.................................110°C/130°C;

-durata de presare......................................... 5 minute;

-presiunea specifică...................................... 1,5/2,0 N/mm2;

-consumul specific de adeziv........................ 180-190g/m2.

Placajul realizat prin încleierea furnirelor cu compoziţia adezivă AG-


determinate conform STAS 1809-87 şi SR EN 314-1:2005 mai mari faţă de cazul

utilizării compoziţiei adezive de referinţă, AG-F/NH4Cls, cu cca. 5-8% în stare

uscată şi cca. 9-34% după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C;

Faţă de aceaşi compoziţie adezivă de referinţă, placajul realizat prin încleierea

furnirelor cu compoziţia adezivă AG-FC2/2/NH4Cls la temperatura de 110°C

are rezistenţe la forfecare a încleierii determinate în baza aceloraşi standarde mai

mari cu cca. 19-50% în stare uscată şi cca. 22-54% după 24h imersie în apă la


Valorile majorate ale rezistenţelor la forfecare a încleierii placajului după

tratamentul în stare umedă atestă faptul că adaosul de răşină furanică mixtă cu

85

alcool furfurilic tip URELIT FC2 are un efect mult mai favorabil decȃt răşina

fenol-formaldehidică tip FENOFOR XP 102 asupra creşterii rezistenţei răşinii

ureice tip ADEZIV G faţă de apă. Din acest punct de vedere efectul este net

vizibil dacă se ia în consideraţie şi cerinţa minimă de 1,80 N/mm2, prevăzută de

STAS 1245-86 pentru această determinare efectuată în stare uscată, cȃnd se

constată că ea este obţinută doar în cazul compoziţiei adezive AG-FC2/2/NH4Cls

cu adaos de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 prin

reticulare la temperatura de 110°C;

Folosind presiunea specifică de 2,0 N/mm2 se obţin rezistenţe la forfecare a

încleierii placajului mai mari decȃt în cazul celei de 1,5 N/mm2 atȃt în stare uscată

cȃt, mai ales, după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C.

Plecȃnd de la o altă compoziţie adezivă de referinţă pe bază de răşină ureo-

formaldehidică tip URELIT PN în amestec cu 13,54% răşină melamin-

formaldehidică tip VIMEL 911, UP-V/NH4Cls, în care aceasta din urmă s-a substituit

integral cu aceeaşi răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, se

constată că se poate realiza de asemenea un placaj de tipul celui anterior specificat în





-consumul specific de adeziv....................... 180-190g/m2.

Placajul realizat prin încleierea furnirelor cu compoziţia adezivă UP-


determinate conform STAS 1809-87 şi SR EN 314-1:2005 mai mari faţă de cazul

utilizării compoziţiei adezive de referinţă, UP-V/NH4Cls, cu cca. 14-25% în stare

uscată şi cca. 26-41% după 24h imersie în apă la temperatura de 20°C;

Faţă de aceeaşi compoziţie adezivă de referinţă, placajul realizat prin încleierea

cu compoziţia adezivă UP-FC2/2/NH4Cls fără adaos de amoniac şi apă are

rezistenţe la forfecare a încleierii determinate în baza aceloraşi standarde mai mari

cu cca. 41-56% în stare uscată şi cca. 53-68% după 24h imersie în apă la


Valorile majorate ale rezistenţelor la forfecare a încleierii placajului încercate

după tratamentul în stare umedă 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-formaldehidică tip VIMEL 911 asupra creşterii

rezistenţei răşinii ureice tip URELIT PN faţă de apă. Din acest punct de vedere

efectul este deasemenea mai vizibil, dacă se ia în consideraţie aceeaşi cerinţă

minimă de 1,80 N/mm2 prevăzută de STAS 1245-86 pentru determinarea efectuată

în stare uscată, cȃnd se constată că ea este obţinută deasemenea numai în cazul

compoziţiei adeziv 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 şi în acest caz rezistenţe la

forfecare a încleierii placajului mai mari decȃt în cazul celei de 1,5 N/mm2.

8.1.7. Cercetările experimentale realizate în fază pilot la SC

SILVACARPAT SA Ghimbav privind realizarea unui placaj din lemn de fag cu

86

rezistenţă crescută la apă în condiţiile utilizării unor compoziţii adezive în adaos cu răşina

furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 au confirmat la rȃndul lor

următoarele:

Folosind compoziţiile adezive pe bază de răşină ureo-formaldehidică tip

ADEZIV G care au în adaos 3,33% şi 6,67% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic

tip URELIT FC2 este posibil să se realizeze un placaj din lemn de fag utilizat în interior

alcătuit din 3 straturi, cu rezistenţă mărită la apă în condiţiile aceloraşi parametri ai

procesului de încleiere din tehnologia curentă de fabricaţie, respectiv:



-presiunea specifică......................................2,0 N/mm2;

-consumul specific de adeziv.......................130-150g/m2.

Faţă de compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureică tip ADEZIV

G în adaos cu 3,33% răşină melamin-formaldehidică tip VIMEL 911, AG-V/NH4Cls,

cele în adaos cu 3,33% şi 6,66% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2, AG-FC2/1/NH4Cls şi AG-FC2/2/NH4Cls, de exemplu, au condus la

realizarea unui placaj avȃnd caracteristici fizico-mecanice mai mari, întrucȃt:

absorbţia totală de apă este mai redusă cu cca. 7-9,7%;

rezistenţele la forfecare a încleierii placajului determinate pe epruvete

încercate în stare uscată prin cele 2 standarde specifice de evaluare a calităţii

acestei caracteristici se majorează, în general, cu cca. 13-41%, iar după 24 ore

imersie în apă la temperatura de 20°C cu cca. 19-70%;

ruperile în lemn pe suprafaţa totală a planului de încleiere s-au redus cu

cca. 12-33%, fără a atinge însă din acest punct de vedere performanţa tipului

de încleiere I20;

rezistenţele la încovoiere statică determinate paralel şi perpendicular pe

direcţia fibrelor straturilor exterioare au crescut cu cca. 23-42%;

rezistenţa la smulgerea şuruburilor perpendicular pe feţe s-a majorat cu

cca. 10-11%;

conţinutul de formaldehidă a crescut cu cca. 33-83%, iar emisia de

formaldehidă cu cca. 13-23%, placajul realizat în această experimentare la fază

pilot menţinȃndu-se însă în aceeaşi clasă de calitate 1 şi respectiv clasă E1 de

emisie.

Folosind compoziţiile adezive pe bază de răşină ureică tip ADEZIV G în

adaos tot cu 3,33% şi 6,67% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

FC2 este posibil de realizat şi un placaj din lemn de fag alcătuit din 7 straturi utilizat în

interior, cu rezistenţă mărită la apă, în condiţiile aceloraşi parametri ai procesului de

încleiere din tehnologia curentă de fabricaţie, respectiv:



-presiunea specifică......................................2,0 N/mm2;

-consumul specific de adeziv.......................130-150g/m2.

Faţă de compoziţia adezivă de referinţă pe bază de răşină ureică tip ADEZIV

G în adaos cu 3,33% răşină fenol-formaldehidică tip STERON F4, AG-F/NH4Cls,

cele în adaos cu 3,33% şi 6,66% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip

URELIT FC2, AG-FC2/1/NH4Cls şi AG-FC2/2/NH4Cls, de exemplu, au condus şi în

87

acest caz la obţinerea unui placaj alcătuit din 7 straturi avȃnd caracteristici fizico-

mecanice net superioare, deoarece:

absorbţiile totale de apă sunt mai reduse cu cca. 13-43%;

rezistenţele la forfecare a încleierii placajului determinate conform aceloraşi

standarde specifice de evaluare a calităţii încleierii cresc, în general, cu cca. 5-43%,

la epruvetele încercate în stare uscată, cu cca. 6-55% la epruvetele imersate timp

de 24 ore în apă la temperatura de 20°C şi cu cca. 3-88% la cele testate după 3 ore

imersie în apă la temperatura de 67°C ;

ruperile în lemn pe suprafaţa totală a planului de încleiere se majorează cu

cca. 6-18%, placajul atingȃnd din acest punct de vedere performanţa tipului

de încleiere I20 şi chiar I67;

rezistenţele la încovoiere statică determinate paralel cu direcţia fibrelor

straturilor exterioare cresc cu cca. 4-16%, iar cele determinate perpendicular pe

aceeaşi direcţie a fibrelor cu cca. 27-31%;

rezistenţa la smulgerea şuruburilor perpendicular pe feţe s-a majorat cu

cca. 11-47%;

conţinutul de formaldehidă a crescut cu cca. 20-67%, iar cel al emisiei de

formaldehidă cu cca. 10-13%, dar placajul realizat s-a menţinut în clasa de

calitate 1 şi respectiv clasa E1 de emisie.

8.1.8. Concluzii finale.

Concluziile finale care se desprind din această lucrare de cercetare ştiinţifică sunt

următoarele: din cele 3 tipuri de răşini sintetice de tip furanic luate iniţial în studiu, doar

răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 este cea care, în contextul

acestei lucrări, poate fi recomandată ca adeziv pentru încleierea lemnului;

compoziţia adezivă pe baza unei astfel de răşini furanice, simbolizată

FC2/NH4Cl-20, este un adeziv structural de tip I, care prin reticulare la temperatura

mediului ambiant face posibilă realizarea unui lemn lamelat încleiat din răşinoase cu

caracteristici fizico-mecanice superioare celui obţinut cu răşina ureică tip URELIT R;

compoziţiile adezive pe bază de răşini ureo-formaldehidice tip ADEZIV G

şi URELIT PN în adaos cu 3,33% şi respectiv 13.54% răşină furanică tip URELIT

FC2, simbolizate AG/FC2/2/NH4Cls şi UP/FC2/2/NH4Cls, pot fi utilizate pentru

fabricarea unui placaj de interior din lemn de fag cu rezistenţă crescută la apă şi

caracteristici fizico-mecanice net superioare faţă de cele ale produselor similare încleiate

cu compoziţiile adezive de referinţă, care conţin adaosuri similare de răşină fenol-

formaldehidice tip FENOFOR XP-102 şi răşina melamin-formaldehidică tip

VIMEL 911;

sub aspect economic preţurile de cost ale produselor pe bază de lemn mai sus

menţionate încleiate cu astfel de compoziţii adezive se modifică cu cca. ±(1-10)% faţă de

cazul compoziţiilor adezive de referinţă, efectul scontat al rezistenţei faţă de apă fiind net

superior.

8.2. Direcţii viitoare de cercetare.

Prezenta lucrare de cercetare ştiinţifică reprezintă practic un început în ceea ce

priveşte studiul posibilităţilor de utilizare a răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic de

producţie indigenă în sectorul industriei lemnului.

88

Deşi rezultatele experimentale obţinute la fază de laborator sau pilot au demonstrat

posibilitatea realizării unor produse pe bază de lemn avȃnd caracteristici calitative mult

îmbunătăţite, se consideră totuşi că aceste cercetări trebuiesc continuate, ele vizȃnd în

principal:

Realizarea unor experimentări la fază industrială pentru fabricarea lemnului

lamelat încleiat din răşinoase cu compoziţia adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu

alcool furfurilic tip URELIT FC2, FC2/NH4Cls, în condiţiile tehnologiei existentă la un

agent economic specializat, evidenţiind aspectele calitative ale acestuia comparativ cu cel

realizat folosind răşini fenolice, poliuretanice şi/sau epoxidice clasice;

Realizarea unor experimentări la fază industrială pentru fabricarea placajului

din lemn de fag şi/sau alte specii lemnoase folosind în special compoziţiile adezive AG-

FC2/2/NH4Cl şi cea UP-FC2/2/NH4Cl fără adaos de apă şi amoniac, la temperatura de

presare de 110°C, în condiţiile tehnologiei de fabricaţie existente de asemenea la un

agent economic specializat, verificȃnd astfel proprietăţile fizico-mecanice ale acestuia şi

în mod deosebit comportarea faţă de apă;

Utilizarea unor noi compoziţii adezive pe bază de răşini furanice mixte cu alcool

furfurilic şi la fabricarea unor produse aglomerate (PAL, OSB, PFL) şi stratificate cu

utilizări de exterior, precum şi a altor produse pe bază de lemn prin încleiere la cald sau

la temperatura mediului ambiant;

Utilizarea unor astfel de răşini sintetice în calitate de materiale peliculogene

pentru finisarea, protecţia şi ameliorarea lemnului, dat fiind faptul că o serie de teste

preliminare efectuate cu răşinile furanice tip URELIT FR3 şi URELIT FR9 au condus

la unele rezultate încurajatoare.

89

Cap.9. Contribuţii personale şi originale. Diseminarea

rezultatelor.

9.1. Contributii originale si personale

În cadrul acestei lucrări de cercetare ştiinţifică se regăsesc o serie de contribuţii

originale şi personale, după cum urmează:

Realizarea unui studiu tehnico-documentar privind fabricarea şi folosirea

actuală a răşinilor sintetice de tip fenolic, aminic şi furanic de producţie indigenă la

încleierea lemnului, absolut indispensabil pentru abordarea modului de cercetare şi

utilizare a răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic în acelaşi scop mai sus menţionat.

Determinarea unor caracteristici fizico-chimice complementare la 3 răşini

furanice mixte cu alcool furfurilic, care nu sunt indicate de producător în fişele tehnice

ale acestora, evidenţiind totodată anumite aspecte de ordin toxicologic.

Adaptarea metodei analitice indicată în literatura tehnică de specialitate pentru

determinarea conţinutului de alcool furfurilic liber din răşinile de tip fenol-formaldehid-

furilic la cazul răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic de tip ureo-formaldehid-

furilic şi/sau ureo- fenol-formaldehid-furilic luate în studiu.

Stabilirea unor adaosuri maxime admisibile (AMA), periculoase (AMP) şi

foarte periculoase (AMFP) de catalizatori acizi utilizaţi la gelificarea răşinilor furanice

studiate, ca atare sau în amestecuri masice egale cu răşina ureică tip URELIT R.

Evidenţierea prin studiul variaţiei în timp a pH-ului şi temperaturii mediului de

reacţie a fazelor distincte care au loc în timpul procesului de gelificare şi reticulare finală

a răşinilor furanice luate în studiu, verificȃndu-le în aceleaşi condiţii, etapă cu etapă, în

cazul autopolicondensării a alcoolului furfurilic chimic pur, ca probă de referinţă.

Determinarea rezistenţei încleierii la forfecare prin tracţiune longitudinală a

răşinilor furanice mixte cu alcool furfurilic luate în studiu, ca atare sau în amestec masic

egal cu răşină ureică de referinţă tip URELIT R, în condiţiile reticulării lor cu

catalizatori acizi sau săruri minerale uzuale.

Elaborarea unor reţete de compoziţii adezive în adaos cu răşini furanice mixte

cu alcool furfurilic tip URELIT FR3 şi URELIT FC2, ca atare sau în condiţiile mai sus

menţionate cu reticulare la temperatura mediului ambiant, stabilindu-le caracteristicile

fizico-chimice de bază precum şi rezistenţa încleierii la forfecare.

Stabilirea apartenenţei unor astfel de compoziţii adezive în adaos cu răşini

furanice mixte cu alcool furfurilic la categoria adezivilor structurali de tip I sau II prin

încercări specifice conform normelor europene în vigoare, în funcţie de capacitatea lor de

utilizare la fabricarea structurilor portante din lemn şi condiţiile climatice specifice la

care acestea sunt expuse.

Elaborarea a 4 reţete de compoziţii adezive pe bază de răşini ureice clasice în

adaos cu răşina furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2 prin reticulare la

cald avȃnd rezistenţa mărită la apă, stabilindu-le caracteristicile fizico-chimice de bază şi

rezistenţa încleierii la forfecare.

Realizarea la fază de laborator a unor elemente de lemn lamelat încleiat din

speciile de răşinoase, fag şi stejar, cu lamele având grosimile de 12 şi 20mm, folosind 2

compoziţii adezive în adaos cu răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT

90

FC2 prin reticulare la temperatura mediului ambiant, verificând comportarea şi rezistenţa

zonelor de încleiere şi determinȃnd principalele proprietăţi fizico-mecanice ale lemnului

lamelat încleiat din răşinoase.

Proiectarea unui dispozitiv adecvat pentru realizarea încercării rezistenţei la

forfecare a zonelor de încleiere a lemnului lamelat încleiat;

Elaborarea metodologiei originale pentru determinarea unei noi caracteristici

de calitate a lemnului lamelat încleiat denumită rezistenţa la tracţiune perpendicular

pe fibre într-un singur plan de încleiere.

Realizarea la fază de laborator a unui placaj de interior din lemn de fag cu

rezistenţă mărită la apă alcătuit din 3 straturi, folosind compoziţiile adezive anterior

specificate cu reticulare la cald, determinând rezistenţa la forfecare a încleierii placajului.

Realizarea la fază pilot în cadrul SC SILVACARPAT SA Ghimbav a unor

loturi de placaj din lemn de fag, alcătuit din 3 şi respectiv 7 straturi cu rezistenţă mărită la

apă, folosind 2 compoziţii adezive noi pe bază de răşină ureică tip ADEZIV G în adaos

cu 3,33% şi 6,66% răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2, şi

determinând principalele caracteristici fizico-mecanice ale acestuia.

9.3. Diseminarea rezultatelor

Din cele 27 de lucrări ştiinţifice elaborate pe întreaga perioadă de perfecţionare

post-universitară prin doctorat, 15 lucrări au la bază rezultatele obţinute exclusiv în

cadrul acestei teze de doctorat, la 9 avȃnd calitate de prim-autor, iar la 6 cea de co-

autor.

Ele au fost diseminate după cum urmează:

3 referate de doctorat elaborate la termen în cadrul perioadei stagiului de

pregătire, referinţele bibliografice [69],[70] şi [71];

1 proiect CNCSIS Cod 185/2007, PN-2-RU-TD-2001-1, referinţa

bibliografică [78];

1 Cerere de brevet de invenţie înregistrată la OSIM Bucureşti cu nr. a

2008 00410/30.05.2008, al cărui rezumat este publicat în Buletinul Oficial

de Proprietate Industrială. Secţiunea Invenţii nr.11 din 2009, referinţa


10 publicaţii, din care;

1 articol publicat într-o revistă tehnică de specialitate din Romȃnia,

referinţa bibliografică [49];

2 articole publicate în ProLigno, revistă internaţională necotată

ISI, dar indexată BDI, recunoscută CNCSIS, Categoria C şi B+,

indexată în Academic Search Complete, referinţele bibliografice

[51] şi [74];

1 articol publicat în Buletinul Universităţii TRANSILVANIA din

Braşov, revistă romȃnească recunoscută CNCSIS, categoria B,


2 articole susţinute şi publicate în Buletinul Conferinţei Naţionale

ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR ȊN MILENIUL

III, Universitatea TRANSILVANIA din Braşov, 2005, referinţele

bibliografice [48] şi [67];

91

4 articole susţinute şi publicate în:

Proceedings of 5th

International Symposium „WOOD

STRUCTURE AND PROPERTIES’ 06”, 3-6 September,

2006, Sliač-Sielnica, SLOVAKIA, revistă necotată ISI dar

indexată BDI, referinţa bibliografică [50];

Proceedings of International Conference on MATERIALS

SCIENCE & ENGINEERING, BRAMAT 2007, Braşov,

Romȃnia, (organizată de o societate profesională

internaţională, Academia de Stiinţe Tehnice) referinţa


Proceedings of International Conference „WOOD

SCIENCE and ENGINEERING in the THIRD

MILLENNIUM”, ICWSE, 2007, Braşov, Romania,


Proceedings of the 1st International Conference on

Manufacturing Engineering, Quality and Production

Systems, MEQOAPS’09, 2009, Braşov, ROMANIA, revistă

indexată ISI, referinţa bibliografică [77].

92

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. Beral, E., Zapan, M.: Chimie organică, Ediţia 5, Editura tehnică, Bucureşti, 1973;

2. Blaga, A., Robu, C.: Chimia şi tehnologia polimerilor pentru pelicule, Editura

Tehnică, Bucureşti, 1977;

3. Brown, L.H.: U.S. Patent 2,601,497, 1952;

4. Buzilă, S.: Proiectarea şi executarea formelor, Editura didactică şi pedagogică,

Bucureşti, 1976; 5. Colak, S., Colakoglu, G., Gűler, K.: Holz als Roh- und Werkstoff, vol. 62, 2004;

6. Cremonini, C., Pizzi, A.: Holz als Roh- und Werkstoff, 57, 1999;

7. David, K. I., Petrovici, V., Varodi, A.M., Zeleniuc, O.: Study Upon the Quality of

an Aminoplast Structural Adhesive Mixed with Lignin for Load Bearing Timber

Structure. Proceedings of the International Panel Products (IPPS), 24-26

September, 2008, Dipoli Conference Centre, FINLANDA, pag. 261-266, ISBN

978-1-84220-113-8;

8. Davîdov, V.V., Belousov, I.I.: Himiceschii sposob ucreplenia gornîh porod,

Moscova, 1977;

9. Dunlop, A.P., Peters, F.N.: The Furans Reinhold Publising Co., New York.,

1953;

10. Enciclopedia de chimie, vol.7, F-G, Editura Zecasin, Bucureşti, 1996;

11. Fabre, G.: Ref. Jurnal Him. 30334, 1955;

12. Foo, L. Y., Hemingway, R.W.: J. Wood Chem. Tech. 5,1985;

13. Forss, K.G., Fuhrmann, A.: U.S. Patent.4105606 ,1978; 14. Forss, K.G., Fuhrmann, A.: Forest Product Journal, 7 (29), 1979;

15. Heberer, Marschal,: U.S. Pat. 2,095,250 ,1937;

16. H.G. 1408/2008. Monitorul Oficial al Romȃniei, Partea I, Nr. 813 bis din

4.12.2008;

17. Internet: file://D:\DOCUME~1\ADMINI~1 \LOCALS~1 \Temp\triOMFPO.htm;

18. Internet: www.viromet.ro/productdetails;

19. Kasterina, T.N., Kalinina, L.S.: Analiza chimică a răşinilor sintetice şi a

materialelor plastice. Traducere din limba rusă. Editura tehnică, Bucureşti,1965;

20. Kehr, E., Scheithauer, M., Hoferichter, E.: Holz als Roh- und Werkstoff, 51, 1993;

21. Kehr, E., Riehl, G., Roffael, E., Dix, B.: Holz als Roh- und Werkstoff, 51, 1993;

22. Klašnja, B., Kopitovič, S.: Holz als Roh- und Werkstoff, 50, 1992;

23. Lăzărescu, C., Lăzărescu, C. N.: Construcţii din lemn. Editura Universităţii

TRANSILVANIA din Braşov, 2004, ISBN 973-635-266-8;

24. Leitheiser, R.H., şi colab.: J. Adhesion 14, 1982;

25. Losev, I.P., Petrov, G.S.: Chimia răşinilor sintetice, Traducere din limba rusă,

Editura tehnică, Bucureşti, 1954;

26. Lu, Y.: Holz als Roh- und Werkstoff, 53, 1995;

27. Manualul inginerului chimist, vol. II, Editura tehnică, Bucureşti, 1973;

28. McKillip, W.J.: Adhesives from Renewable Resources, R.W. Hemmingway and

A.Conner, Eds. Symp.Ser. 385, Am. Chem. Soc., Washington, D.C., 1989;

29. Mihai, D.: Materiale tehnologice pentru industria lemnului, Vol. I.,

Reprografia Universitǎţii din Braşov, 1976;

30. Mihai, D.: Materiale tehnologice pentru Industria Lemnului, Vol. II,

Reprografia Universităţii din Braşov, 1980;

31. Mihai, D., Curtu, I: Revista Industria Lemnului, nr. 3, 1984;

http://www.viromet.ro/productdetails

93

32. Mihai, D.: Materiale tehnologice pentru industria lemnului, Editura tehnică,

Bucureşti, 1984;

33. Mihai, D, Timar, C., Petrovici, V., Lică, D.: Buletinul Universitătii Transilvania

din Braşov, seria B II, vol. XXXII, 1990;

34. Mihai, D., Timar, C.: Materiale tehnologice şi procese de finisare pentru

industria lemnului, Îndrumar pentru lucrări de laborator. Reprografia

Universităţii Transilvania din Braşov, 1992;

35. Mitişor, Al., Istrate, V.: Tehnologia furnirelor, placajelor şi plăcilor din fibre

de lemn., Editura tehnică, Bucureşti, 1984;

36. Mitişor, Al., Curtu, I., Petrovici, V.: Buletinul Universitătii Transilvania din

Braşov, seria B II, vol. XXV, nr.3, 1984;

37. Moon, G., Kim şi colab: Furfuryl alcohol emulsion resin as combinders for urea-

formaldehyde resin bonded particleboard, Wood and Fiber Science, Vol. 30 Nr.3,

223-237, 1998;

38. Motoiu, I., Motoiu, M.: Răşini sintetice pentru lacuri, vopsele şi cerneluri

poligrafice, Editura tehnică, Bucureşti, 1972;

39. Neniţescu, C.D.: Tratat elementar de chimie organică, Ediţia IV, Vol. I, Editura

tehnică, Bucureşti, 1956;

40. Oh, Y., Sellers, T., Kim, M.G., Strikland, R.C.: Forest Product Journal, 2 (44),

1994;

41. Peregud, E.A.- Sanitarnaia Himia Polimerov, Izdatelistvo HIMIA Leningrad-

scoe Otdelenie, 1967.

42. Petrovici, V.: Chimia lemnului, Reprografia Universitǎţii Transilvania din Braşov,

1987;

43. Petrovici, V., Mihai, D., Chiş, E., Dumitrescu, L., Timar, C., Pop, C., Gogu, I.,

Nuţă, V.: Revista Industria lemnului &Mobilă, nr. 1, 1996 (a);

44. Petrovici, V., Mihai, D., Chiş, E., Dumitrescu, L., Timar, C., Pop, C., Gogu, I.,

Nuţă, V. Bulacovschi, J., Hogea, St., Martin, A., Kilenger, D.: Revista Industria

lemnului &Mobilă, nr. 2, 1996 (b);

45. Petrovici, V., Popa I.V.: Chimia şi prelucrarea chimică a lemnului, Vol. I,

Chimie Organică, Editura Lux Libris, Braşov, 1999 (a);

46. Petrovici, V., Agache, C.: Chimia şi prelucrarea chimică a lemnului, Lucrări

practice de laborator. Ediţia II, Reprografia Universităţii Transilvania din Braşov,

1999 (b);

47. Petrovici, V., Colcea, G., Crăciun, V., Scurtu, E., Borzea, I., Maier, C., Părnuţă,

O.A., Salcă, E.A., Poparad, A.: Consideraţii privind noile tipuri de răşini ureo- şi

fenol-formaldehidice fabricate la S.C. VIROMET S.A. Victoria destinate

sectorului de prelucrare a lemnului., Proceedings of 4th

International Conference

“Wood Science and Engineering in the Third Millenium“ November 10-12th

,

Braşov, România, pag. 161-166, ISBN 973-635-385-0, 2004;

48. Petrovici, V., Salcă, E., Gurău, L., Varodi, A.M., Scurtu, E., Borzea, I., Maier, C.:

Noi aspecte privind caracterizarea unor răşini furanice cu întărire la rece

fabricate în Romȃnia. Conferinţa Naţională „ŞTIINŢA ŞI INGINERIA

LEMNULUI ÎN MILENIUL III” Universitatea Transilvania din Braşov, 4-6 Nov.,

pag. 149-158, ISBN 973-635-599-3, 2005;

49. Petrovici, V., Varodi, A.M., Sîrbu, D.: Studiul privind posibilitatea utilizării

produsului tehnic peliculogen hidrosolubil tip FR9UR la colorarea şi finisarea

transparentă a unor panouri reconstituite din lemn de fag. Revista Industria

94

Lemnului Mileniul III, Anul II, N° 2(6), Iulie, Romania, pag. 70-74 ISSN 1841-

3919, 2006 (a);

50. Petrovici, V., Varodi, A.M., Pîrnuţă, O.A., Colcea, G., Crăciun, V., Scurtu, E.,

Borzea, I.: Research Studies Concerning the Jellification and the Gluing Shearing

Strength of the Furan Resin Mixed with Furfurylic Alcohol of the FC2 URELIT

Type. Proceedings of 5th

International Symposium „WOOD STRUCTURE AND

PROPERTIES’ 06”, 3-6 September, Sliač-Sielnica, SLOVAKIA, pag. 337-341,

ISBN 80-968869-4-3, 2006 (b);

51. Petrovici, V., Varodi, A.M., Salcă, E.,: Studiul rezistenţei la forfecare a încleierii

cu răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic tip URELIT FC2. Revista ProLigno,

vol.3, N° 1, Romania, pag. 43-53, ISSN 1841-4737, Revistă ştiinţifică recunoscută

de Consiliul Naţional al Cercetării Ştiinţifice din Ȋnvăţămȃntul Superior,

Categoria C, Cod. 746, 2007 (a);

52. Petrovici, V., Varodi, A.M., Salcă, E.,: Study Upon the Gluing Shering Strength

of some Adhesive Componnds based on Lignin and Mixed Furan Resin with

Furfurylic Alcohol of FC2 URELIT Type. Proceedings of „ALL DIVISION 5

Conference FOREST PRODUCTS AND ENVIRONMENT: A PRODUCTIVE

SYMBIOSIS”, IUFRO-D5, 29th

October - 2nd

November, Taipei, TAIWAN, pag.

232, 2007 (b);

53. Petrovici, V., Varodi, A.M., Salcă, E.,: Study Concerning the Gluing Shering

Strength of some Adhesive Componnds based on the Mixed Furan Resin with

Furfurylic Alcohol of FC2 URELIT Type, Urea Resin URELIT R Type and Lignin.

Proceedings of the International Panel Products Symposium, 17-19 October,

Cardiff, Wales, England, pag. 185-196, ISBN 978-1-84220-097-1, 2007 (c);

54. Petrovici, V., Varodi, A.M., Salcă, E.,: Research Studies Regardin the Gelation of

Mixed Furan Resin with Furfurylic Alcohol of the FR3 URELIT Type and FR9

URELIT Type at the Environment Temperature. Proceedings of International

Conference on MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING, BRAMAT 2007, 22-

24 February, Transilvania University of Braşov, Braşov, Romania, pag. 431-440,

ISSN 1223-9631, 2007 (d);

55. Petrovici, V., Varodi, A.M., Zeleniuc, O., Borzea, I.: Structural Adhesive Based

on Technical Lignin and Furanic Resin for Load Bearing Timber Structure.

Proceedings of 3rd

International Scientific Conference FORTECHENVI 2008, 26-

30 May, Praga, CEHIA, pag. 205-214, ISBN 978-80-7375-182-1, 2008 (a);

56. Petrovici, V., Varodi, A.M., Zeleniuc, O., Gurău, L.: New Adhesive Compositions

Based on Lignin and Furan Resin for Glue Laminated Timber. Proceedings of 3rd

International Conference on ENVIRONMENTALLY-COMPATIBLE FOREST

PRODUCTS, ECOWOOD ’08, 10-12 September, Porto, PORTUGALIA, pag.

209-212, ISSN 978-989-643-016-0, 2008 (b);

57. Petrovici, V., Varodi, A.M., Cazacu, G., Zeleniuc, O., Urdea, S.N., David, K.I.:

„Compoziţie adezivă pe bază de răşină furanică mixtă cu alcool furfurilic în adaos

cu lignină tehnică sulfat”, Cerere de brevet de invenţie nr. a 2008 00 407/ 30. 05.

2008, OSIM Bucureşti, Rezumat publicat în Buletinul Oficial de Proprietate

Industrială. Secţiunea Invenţii nr.11 din 2009, 2008 (c);

58. Petrovici, V., Varodi, A.M., Zeleniuc, O., Urdea, S.N., David, K.I.: „Compoziţie

adezivă pe bază de răşină ureo-formaldehidică şi lignină tehnică sulfat pentru

fabricarea placajului” Cerere de brevet de invenţie nr. a 2008 00 625/ 11. 08. 2008,

OSIM Bucureşti, Rezumat care va fi publicat în Buletinul Oficial de Proprietate

Industrială. Secţiunea Invenţii nr.2 din 2010, 2008 (d);

95

59. Petrovici, V., Curtu, I. Zeleniuc, O., Salcă, Em., A., Varodi, A.M., David, K.I.,

Urdea, S.N.: Program de Excelenţă MATNANTECH Modul I CEEX M1-C2-

4153/2006 „Lignina sursă de materii prime pentru combustibili neconvenţionali,

energie, produse chimice şi materiale performante în condiţiile dezvoltării

durabile”, Autoritatea Naţională pentru Cercetare Ştiinţifică, Universitatea

Politehnică din Bucureşti, Facultatea de Chimie Aplicată şi Ştiinţa Materialelor,

Contract de finanţare pentru execuţie proiect 102/2006 încheiat între Institutul de

Chimie Macromoleculară „ P.Poni” din Iaşi şi Universitatea TRANSILVANIA

din Braşov, 2006 (c);

60. Pizzi, A.: Advanced Wood Adhesives Technology, Marcel Dekker, New York,

1994;

61. Pizzi, A., Kamoun, C.: Holz als Roh- und Werkstoff, 56, 1998;

62. Plugaru, I.: Adezivi şi lacuri în industria lemnului. Editura tehnică, Bucureşti,

1971;

63. Ponomarev, A.A.: Sintezî i reacţii furanovîh veşcestv, Izdatelistvo Saratovscovo

Universiteta, 1960;

64. Schneider, S.: United States Patent 6,747,073.,2002;

65. Schultz, T.P.: Holzforschung, Vol. 44, Nr.6, 1990;

66. Shen, K.C.: Forest Product Journal, 3 (29), 1979;

67. Timar, M.Cr., Beldean, Em., Varodi, A.M., Vasile, E.M., David, K.I.: Cercetări

preliminare vizȃnd posibilităţile de utilizare a unor răşini furanice în ameliorarea

lemnului. Conferinţa Naţională „ŞTIINŢA ŞI INGINERIA LEMNULUI ÎN

MILENIUL III” Universitatea Transilvania din Braşov, 4-6 Nov., pag. 190-197,

ISBN 973-635-599-3, 2005;

68. Urdea, S., Varodi, A.M., Zeleniuc, O., Petrovici, V.,: Aminoplast Structural

Adhesive with Technical Lignin for Glued Laminated Timber”, Proceedings of 3rd

International Conference on ENVIRONMENTALLY-COMPATIBLE FOREST

PRODUCTS, ECOWOOD ’08, 10-12 September, Porto, PORTUGALIA, pag.

205-208, ISSN 978-989-643-016-0, 2008;

69. Varodi, A.M.: Studiul privind caracterizarea şi utilizarea actuală a răşinilor

furanice. Referat de doctorat nr. 1, Universitatea Transilvania din Braşov,

Facultatea de Industria Lemnului, Braşov, 2006 (a);

70. Varodi, A.M.: Adezivi şi produse tehnice de finisare a lemnului pe bază de răşini

furanice. Referat de doctorat nr. 2, Universitatea Transilvania din Braşov,

Facultatea de Industria Lemnului, Braşov, 2006 (b);

71. Varodi, A.M.,: Controlul calităţii încleierii şi finisării lemnului cu produse pe

bază de răşini fenolice. Referat de doctorat nr. 3, Universitatea Transilvania din

Braşov, Facultatea de Industria Lemnului, Braşov, 2006 (c);

72. Varodi, A.M., Petrovici, V., Salcă, E.,: Research Studies Concerning the

Jellification and the Gluing Shearing Strength of the Mixed Furan Resin with

Furfurylic Alcohol of FC2 URELIT Type in Mixture with the Urea Resin of R

URELIT Type, Proceedings of International Conference „Wood Science and

Engineering In the Third Millennium” , ICWSE, 20-22 June, Transilvania

University, Braşov, Romania, pag.203-213, ISSN 1843-2689, 2007 (a);

73. Varodi, A.M., Petrovici, V.,: Study Upon the Gluing Shearing Strength of

Adhesive Composition based on Mixed Furan Resin with Furfurylic Alcohol of

FC2 URELIT Type. Bulletin of the „TRANSILVANIA” University of Braşov, vol.

14 (49), Wood Industry Faculty, pag. 1-8, Romania, 2007 (b);

96

74. Varodi, A.M., Petrovici, V.,: Studiul privind rezistenţa încleierii la forfecare a

unor compoziţii adezive pe baza unui amestec de răşină ureică şi furanică.

Revista ProLigno, vol. 4, N° 1, Romania, pag. 31-39, ISSN 1841-4737, Revistă

ştiinţifică recunoscută de Consiliul Naţional al Cercetării Ştiinţifice din

Învăţămȃntul Superior, Categoria B+, Cod. 746, 2008 (a);

75. Varodi, A.M., Petrovici, V.,: Studiul calităţii unor adezivi cu lignină pentru

încleierea lemnului lamelat de fag. Revista ProLigno, vol. 4, N° 3, Romania, pag.

55-64, ISSN 1841-4737, Revistă ştiinţifică recunoscută de Consiliul Naţional al

Cercetării Ştiinţifice din Învăţămȃntul Superior, Categoria B+, Cod. 746, şi

indexată în Academic Search Complete, 2008 (b);

76. Varodi, A.M., Petrovici, V.,: „Compoziţie adezivă pe bază de răşină furanică

mixtă cu alcool furfurilic pentru încleierea lemnului la temperatura mediului

ambiant”, Cerere de brevet de invenţie nr. a 2008 00 410/ 30. 05. 2008, OSIM

Bucureşti, Rezumat publicat în Buletinul Oficial de Proprietate Industrială.

Secţiunea Invenţii nr.11 din 2009, 2008 (c);

77. Varodi, A.M., Petrovici, V., Bădescu, L. A. M., Beldean, Em.: Study Upon the

Quality of Some Structural Adhesive Based on Mixed Furan Resin with Furfurylic

Alcohol. Proceedings of the 1st International Conference on Manufacturing

Engineering, Quality and Production Systems MEQOAPS’09, vol. II, 24-26

September, Braşov, ROMANIA, pag. 461-467, ISBN 978-960-474-122-9, 2009;

78. Varodi, A.M.: „Studiul unor compoziţii adezive pe bază de răşini furanice mixte

cu alcool furfurilic de producţie indigenă utilizate pentru încleierea lemnului”,

Proiect CNCSIS Cod 185/2007, PN-2-RU-TD-2001-1, Nr. 105/01.10.2007, 2007

(c);

79. Vasile, E.M.: Adezivi şi produse tehnice de finisare a lemnului pe bază de răşini

fenolice modificate. Referat doctorat nr. 2, Universitatea Transilvania din Braşov,

2006;

80. Wielson, E.: C.A. 476171 (1953);

81. Zeleniuc, O., Varodi, A.M., Petrovici, V., David, K.I.: Influence of Lignin and

Furan Resin on the Wood Gluing Quality”, Proceedings of 3rd

International

Conference on ENVIRONMENTALLY-COMPATIBLE FOREST PRODUCTS,

ECOWOOD ’08, 10-12 September, Porto, PORTUGALIA, pag. 215-220, ISSN

978-989-643-016-0, 2008 (a);

82. Zeleniuc, O., Varodi, A.M., Petrovici, V., Urdea, S.,: Influence of the Technical

Lignin, Aminoplastic and Furanic Resin on the Quality of Load Bearing Timber

Structure. Proceedings of the International Panel Products (IPPS), 24-26

September, Dipoli Conference Centre, FINLANDA, pag. 341-346, ISBN 978-1-

84220-113-8, 2008 (b);

83. xxx American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH).

Furfuryl alcohol. In: Documentation of the limit values and biological exposure

indices. 5th ed. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, p.

281, 1986;

84. xxx Amer. Pat. 2,333,151 ,1944;

85. xxx Amer. Pat. 2,367,312 ,1945;

86. xxx Brit. Pat., 677848; 9.A. 47,346, 1953;

87. xxx Emergency Action Guide for Furfuryl Alcohol. Association of American

Raliroads, Mar. 1995;

97

88. xxx European Centre for Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals (ECETOC).

Eye irritation Reference Chemicals .2nd ed. Technical Report No. 48 (2).

ECETOC, June 1998;

89. xxx National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). Criteria for a

recommended standard: Occupational exposure to furfuryl alcohol. US

Department of Health, Education, and Welfare, Mar. 1979;

90. xxx Norme departamentale de Protecţia Muncii, Ministerul Industriei Chimice,

Bucureşti, 1968;

98

Informaţii personale

Nume / Prenume Varodi (Rusei) Anca Maria

Adresă Str.Brazilor, Bl. 18, Ap. 18, Loc. Feldioara RO-507065 Braşov (ROMÂNIA)

Telefon: Fix Mobil

O74 0268265140

E-mail [email protected]

Naţionalitate română

Data naşterii 14 august1980

Sex feminin

Experienţa profesională

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.

http://europass.cedefop.europa.eu/LanguageSelfAssessmentGrid/ro

100

Personal information

Surname / First name Varodi (Rusei) Anca Maria

Address Brazilor, no. 18, Ap. 18, Feldioara RO-507065 Braşov (ROMANIA)

Telephone: Fix Mobile

O74 0268265140

E-mail [email protected]

Nationality romanian

Date of birth 14 august1980

Gender female

Work experience

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.

TEZĂ DE DOCTORAT - webbut.unitbv.rowebbut.unitbv.ro/teze/rezumate/2010/rom/AncaMariaVarodi.pdf ·...

Documents

Transcript of TEZĂ DE DOCTORAT - webbut.unitbv.rowebbut.unitbv.ro/teze/rezumate/2010/rom/AncaMariaVarodi.pdf ·...