Особенности применения канифоли XX в производстве клеевых композиций для деревообрабатывающей промышленности

Деревообрабатывающая промышленность динамично развивается. В современных условиях, когда требования к качеству, экологичности и прочности изделий постоянно возрастают, особое значение приобретают клеевые композиции. Они используются для производства фанеры, древесно-стружечных плит (ДСП), древесноволокнистых плит (ДВП), мебели и других изделий. При этом канифоль XX как натуральный полимерный материал применяется для создания клеевых систем с улучшенными свойствами и специфическими характеристиками.

Характеристика канифоли XX

Канифоль XX – твердый продукт желто-коричневого или янтарного цвета. Он получается при переработке живицы хвойных деревьев или экстракции соснового осмола. Основными компонентами канифоли XX, как и других сортов, являются смоляные кислоты. Это группа дитерпеноидных монокарбоновых кислот с общей формулой C₂₀H₃₀O₂. Но у сорта XX есть определенные особенности.

Например, содержание абиетиновой и дегидроабиетиновой кислот обычно выше, чем в канифоли WW. Смоляные кислоты в сорте XX распределяются так:

• абиетиновая кислота: 35–45%;
• дегидроабиетиновая кислота: 15–25%;
• пимаровая и изопимаровая кислоты: 10–15%;
• неоабиетиновая кислота: 5–10%;
• другие смоляные кислоты: 5–10%.

Канифоль XX содержит больше окисленных производных смоляных кислот, таких как 7-оксо-дегидроабиетиновая кислота. Это делает её более темной по сравнению с сортом WW, а также влияет на химическую реакционную способность материала.

У сорта XX такие физические свойства:

• температура размягчения: +70–80°C;
• кислотное число: 150–170 мг KOH/г;
• число омыления: 165–180 мг KOH/г;
• показатель преломления (при +20°C): 1,53–1,54;
• плотность: 1,05–1,09 г/см³.

Но физические свойства сосновой канифоли зависят от метода переработки.

Отличия канифоли XX от других сортов

От канифоли WW («водно-белой»), которая подвергается более глубокой очистке и отличается светло-желтым цветом, сорт XX:

1. Имеет более темный янтарный или коричневато-желтый цвет из-за большего содержания окисленных компонентов.
2. Обладает более высокой адгезией к древесине благодаря большему количеству реакционноспособных групп.
3. Более совместима с натуральными маслами и восками. Это позволяет использовать ее для изготовления смешанных клеевых систем.
4. Характеризуется более высокой кислотностью, что влияет на механизмы взаимодействия с другими компонентами клеевых композиций.

Эти характеристики делают канифоль XX востребованной в производстве клеевых композиций для деревообработки, где высокая степень очистки не всегда является критически важным фактором. При этом больше ценится улучшенная адгезия к древесине.

Механизмы взаимодействия канифоли XX с древесиной и компонентами клеевых систем

Древесина – сложный природный композит, основу которого составляет целлюлоза (40–50%), гемицеллюлозы (25–35%) и лигнин (18–35%). Взаимодействие канифоли XX с этими компонентами происходит через несколько механизмов:

1. Водородное связывание. Карбоксильные группы смоляных кислот канифоли способны образовывать водородные связи с гидроксильными группами целлюлозы и гемицеллюлоз. В сорте XX, который содержит больше окисленных производных смоляных кислот, эта способность усилена за счет дополнительных кислородсодержащих функциональных групп.
2. Механическое закрепление. При затвердевании клеевой композиции канифоль проникает в микропоры и неровности древесины, обеспечивает механическое закрепление. Особенности реологии расплава сорта XX способствуют лучшему проникновению в структуру древесины.
3. Химическое взаимодействие с лигнином. Ароматическая природа лигнина и наличие в нём фенольных гидроксильных групп улучшают взаимодействие с ароматическими структурами окисленных смоляных кислот, присутствующих в канифоли XX.

При повышенных температурах возможно протекание реакций эстерификации между карбоксильными группами смоляных кислот и гидроксильными группами компонентов древесины. Это приводит к образованию прочных химических связей.