Релаксация.

По технологии предусмотрена выдержка отпрессованных плит в стопах с целью снятия внутренних напряжений, доотверждения связующего (но полная степень отверждения не достигается), выравнивания температурных и влажностных полей. В незначительных количествах из плит могут удаляться вода, метанол, свободный формальдегид, продукт его окисления — муравьиная кислота, другие летучие продукты термопревращений.

Внутренние напряжения являются следствием незавершенности релаксационных явлений и обусловлены следующими причинами. При горячем прессовании происходит деформация клеточных стенок древесины при сжатии и изгибе. При распрессовке частицы стремятся вернуться в исходное положение, но вследствие необратимости деформации фиксируется новое положение структуры, которое не является равновесным. Замороженные напряжения после снятия напряжения предопределяют обратное упругое последействие. Оно проявляется в некотором "разбухании" плиты во времени, особенно в переменных температурно-влажностных условиях. Эти напряжения отрицательно сказываются на прочности и формостабильности готовых плит.

Усадочные деформации неравномерно распределенного связующего в процессе поликонденсации создают напряжения, вектор которых направлен нормально к плоскости склеивания ("на отрыв"), снижая прочность клеевых соединений. Дополнительная усадка обусловлена охлаждением отпрессованной плиты, причем разные коэффициенты теплового расширения у карбамидного полимера и древесины создают напряжения в клеевом соединении. Анизотропия древесины усугубляет неравномерность усадки.

Процесс прессования завершается, когда по сечению и по площади плиты еще не достигнута одинаковая равновесная влажность. При выдержке влажностные деформации также служат причиной внутренних напряжений.

Релаксационные явления приводят к снижению внутренних напряжений. Особенности этих явлений связаны с различными уровнями структуры материала и соответствующими временами релаксации: от групп атомов до надмолекулярных образований. Условиями, влияющими на скорость релаксационных процессов, являются температура, влажность (как пластификатор), наличие внешнего силового поля. Полное время релаксации на различных уровнях структуры измеряется от долей секунд до многих месяцев. Быстро протекающие релаксационные процессы не оказы­вают влияния на параметры ДСтП после технологической вы­держки плит на складе готовой продукции. Медленно протекающие релаксационные процессы отрицательно влияют на поведение плит в изделиях.

Кондиционирование ДСтП при умеренной температуре (50... 60°С) и высокой влажности воздуха в специальных камерах проходного типа приводит к повышению прочности плит, которое обусловлено релаксацией внутренних напряжений в большей мере, чем доотверждением связующего. Согласно ТУ 5534-005-00260221—98 предназначенные для ламинирования плиты должны выдерживаться в кондиционных условиях от 10 до 14 суток. Установлено, что верхний слой становится более прочным, выравнивается влажность плит. Согласно исследованиям, проведенным на выборке из 67 плит, влажность непосредственно после прессования составляла 4,5...11,4%, при средней величине 8,2 %, в то время как влажность после выдержки находилась в интервале 5,5... 10,7 %, при средней величине 7,7 %.

Важность регулирования релаксационных процессов и условий кондиционирования вытекает из данных о том, что выдержка плит в стопах отрицательно влияет на их прочность, особенно тех плит, которые находятся в центре стопы под давлением собственного веса. Сохраняющаяся повышенная температура приводит к снижению на 30 % прочности при изгибе и на 70 % прочности при растяжении перпендикулярно пласти по сравнению с плитами, охлажденными в свободном состоянии. Профиль прочности по длине плиты также обнаруживает снижение прочности в ее середине на 50 %. В этом случае могут сказываться условия выхода из плиты парогазовой смеси в процессе горячего прессования. Потеря прочности продукции в 2 раза на такой примитивной операции недопустима. Может быть, числовые значения относятся к неблагоприятным условиям выдержки, но необходимость оптимизации режима кондиционирования ДСтП в сочетании с графиком прессования совершенно очевидна.