древесноволокнистая плита средней плотности

Образец МДФ

Древесноволокнистая плита средней плотности ( МДФ ) представляет собой изделие из древесины, изготовленное путем расщепления остатков древесины лиственных или хвойных пород на древесное волокно, часто в дефибраторе , объединения его с воском и смоляным связующим и формирования из него панелей путем применения высокой температуры и давления . МДФ обычно плотнее фанеры . Он состоит из разделенных волокон, но может использоваться в качестве строительного материала, аналогичного фанере. Он прочнее и плотнее ДСП .

Название происходит от различия плотности древесноволокнистых плит . Крупномасштабное производство МДФ началось в 1980-х годах как в Северной Америке, так и в Европе.

Со временем термин «МДФ» стал общим названием для любой древесноволокнистой плиты, полученной сухим способом .

Физические свойства

МДФ обычно состоит из 82% древесного волокна , 9% клея из мочевиноформальдегидной смолы, 8% воды и 1% парафина . Плотность обычно составляет от 500 до 1000 кг/м. ³ (31 и 62 фунта на куб. фут). Диапазон плотности и классификация на плиты легкой, стандартной или высокой плотности являются неверными и сбивают с толку. Плотность плиты, если ее оценивать по отношению к плотности волокна, из которого изготовлена ​​панель, имеет важное значение. Толстая панель МДФ плотностью 700–720 кг/м. ³ (44–45 фунтов/куб футов) можно считать высокой плотностью в случае панелей из хвойных волокон, тогда как панель той же плотности, изготовленная из волокон лиственных пород, не считается таковой. Эволюция различных типов МДФ была обусловлена ​​различными потребностями в конкретных областях применения.

Типы

Различные виды МДФ (иногда обозначаемые цветом):

• Сверхлегкая плита МДФ (ULDF)
• Влагостойкая плита обычно зеленого цвета.
• Огнестойкий МДФ обычно имеет красный или синий цвет.

Хотя при изготовлении всех видов древесноволокнистых плит используются схожие производственные процессы, типичная плотность МДФ составляет 600–800 кг/м. ³ или 0,022–0,029 фунта/дюйм ³ , в отличие от ДСП (500–800 кг/м ³ ) и древесноволокнистых плит высокой плотности (600–1450 кг/м2). ³ ).

Производство

Развитие мирового производства МДФ по регионам 1995-2021 гг.

  Африка

  Азия

  Европа

  Северная Америка

  Латинская Америка

  Океания

В Австралии и Новой Зеландии основной породой дерева, используемой для изготовления МДФ, является на плантациях выращенная лучистая сосна, , но также используется множество других продуктов, включая другие виды древесины, макулатуру и волокна. Если требуется влагостойкость, можно использовать часть видов эвкалипта , используя эндемичное содержание масла в таких деревьях.

Производство чипов

После обрезки деревья окоряются. Кору можно продать для использования в ландшафтном дизайне или использовать в качестве топлива из биомассы в местных печах . Окоренные бревна отправляются на завод МДФ, где они проходят процесс измельчения . Типичный дисковый измельчитель содержит от четырех до 16 лезвий. Любые полученные слишком большие стружки могут быть перечищены; в качестве топлива можно использовать щепу небольшого размера. Затем чипы промываются и проверяются на наличие дефектов. Чипы можно хранить оптом в качестве резерва для производства.

Производство волокна

По сравнению с другими древесноволокнистыми плитами, такими как Masonite , МДФ характеризуется следующей частью процесса и тем, как волокна обрабатываются как отдельные, но неповрежденные волокна и сосуды, изготовленные сухим способом. Затем щепа уплотняется в небольшие пробки с помощью шнекового питателя, нагревается в течение 30–120 секунд для размягчения лигнина в древесине, а затем подается в дефибратор . Типичный дефибратор состоит из двух вращающихся в противоположных направлениях дисков с канавками на торцах. Стружка подается в центр и наружу между дисками под действием центробежной силы. Уменьшающийся размер борозд постепенно разделяет волокна, чему способствует размягченный лигнин между ними.

Из дефибратора пульпа поступает в линию раздува, являющуюся отличительной частью процесса производства МДФ. Это расширяющийся кольцевой трубопровод, первоначально диаметром 40 мм, увеличивающийся до 1500 мм. На первом этапе впрыскивается воск, который покрывает волокна и равномерно распределяется за счет турбулентного движения волокон. . Затем в качестве основного связующего вводят карбамидоформальдегидную смолу Воск повышает влагостойкость, а смола изначально помогает уменьшить комкование. Материал быстро высыхает в последней нагреваемой камере расширения дутья и расширяется до тонкого, рыхлого и легкого волокна. Клей и другие компоненты (отвердитель, краситель, мочевина и т. д.) можно впрыскивать в выдувную линию даже при высоком давлении (100 бар, 10 МПа, 1500 фунтов на квадратный дюйм), а процесс сушки продолжается внутри длинной трубы до выхода из циклонов. , который подключен к камере нагрева. Это волокно можно использовать сразу или хранить.

Формирование листов

Сухое волокно засасывается в верхнюю часть «пендистора», который равномерно распределяет волокно в однородный мат под ним, обычно толщиной 230–610 мм. Мат предварительно сжимается и либо отправляется прямо в горячий пресс непрерывного действия, либо разрезается на большие листы для горячего пресса с несколькими отверстиями. Горячий пресс активирует связующую смолу и устанавливает профиль прочности и плотности. Цикл прессования осуществляется поэтапно: толщина мата сначала сжимается примерно до толщины готовой плиты примерно в 1,5 раза, затем поэтапно сжимается дальше и выдерживается в течение короткого периода времени. Это дает профиль плиты с зонами повышенной плотности и, следовательно, механической прочности вблизи двух сторон плиты и менее плотной сердцевиной.

После прессования МДФ охлаждают в звездчатой ​​сушилке или охлаждающей карусели, обрезают и шлифуют. В некоторых случаях плиты также ламинируют для обеспечения дополнительной прочности.

Воздействие МДФ на окружающую среду значительно улучшилось за последние годы. Сегодня многие плиты МДФ изготавливаются из самых разных материалов. К ним относятся другие виды древесины, лом, переработанная бумага, бамбук, углеродные волокна и полимеры, обрезки лесов и обрезки лесопилок.

Поскольку производители вынуждены создавать более экологичные продукты, они начали тестировать и использовать нетоксичные связующие. Внедряется новое сырье. Солома и бамбук становятся популярными волокнами, поскольку они являются быстрорастущим возобновляемым ресурсом.

Сравнение с натуральным деревом

МДФ не содержит сучков и колец, что делает его более однородным, чем натуральное дерево, при раскрое и эксплуатации. Однако МДФ не полностью изотропен , поскольку волокна плотно прижаты друг к другу через лист. Типичный МДФ имеет твердую, плоскую и гладкую поверхность, что делает его идеальным для облицовки, поскольку на тонком шпоне нет волокон, которые могли бы продемонстрировать его, как в случае с фанерой. Доступен так называемый МДФ «премиум», который имеет более равномерную плотность по всей толщине панели.

МДФ может быть склеен, приклеен или ламинирован. Типичными крепежными элементами являются Т-образные гайки с полукруглой головкой и винты . Гвозди с гладким хвостовиком плохо держатся, как и шурупы с мелким шагом, особенно по краям. Доступны специальные винты с крупным шагом резьбы, но винты для листового металла можно использовать и . МДФ не подвержен расколу, когда шурупы устанавливаются по лицевой стороне материала, но из-за выравнивания древесных волокон может расколоться, когда шурупы установлены на краю плиты без направляющих отверстий .

Преимущества

• Плотнее фанеры и ДСП.
• Одинаковая сила и размер
• Хорошо формирует
• Стабильные размеры (меньшее расширение и сжатие, чем у натуральной древесины)
• Краску принимает хорошо
• Хорошо держит клей для дерева
• Высокая прочность на выдергивание шурупов по лицевой стороне материала.
• Гибкий

Недостатки

• Низкосортный МДФ может набухать и ломаться при насыщении водой.
• Может деформироваться или расширяться во влажной среде, если не герметичен.
• Может выделять формальдегид , который является известным канцерогеном для человека. и может вызвать аллергию, раздражение глаз и легких при резке и шлифовании.
• Лезвия тупятся быстрее, чем многие виды древесины. Использование режущих инструментов с кромкой из карбида вольфрама практически обязательно, поскольку быстрорежущая сталь тупится слишком быстро.
• Хотя у него нет волокон в плоскости доски, они есть внутри доски. Завинчивание края доски обычно приводит к ее расколу, аналогично расслоению.

Приложения

Корпус динамика изготовлен из МДФ.

МДФ часто используется в школьных проектах из-за его гибкости. Реечные панели из МДФ используются в сфере торгового оборудования . МДФ в основном используется для внутренних работ из-за его плохой влагостойкости. Выпускается в необработанном виде, с мелко отшлифованной поверхностью или с декоративной накладкой.

МДФ также можно использовать для изготовления мебели, например шкафов, из-за его прочной поверхности.

Плотность МДФ делает его полезным материалом для стен органных помещений, позволяя звуку, особенно басу, отражаться из помещения в зал.

Проблемы безопасности

Пылесборник из МДФ.

При резке МДФ в воздух выбрасывается большое количество частиц пыли.

Формальдегидные смолы обычно используются для скрепления волокон МДФ, и испытания неизменно показывают, что изделия из МДФ выделяют свободный формальдегид и другие летучие органические соединения , которые представляют опасность для здоровья в концентрациях, считающихся небезопасными, в течение как минимум нескольких месяцев после производства. Карбамидоформальдегид всегда медленно выделяется с краев и поверхности МДФ. При покраске рекомендуется покрыть все стороны готового изделия, чтобы запечатать свободный формальдегид. В качестве отделки можно использовать воск и масло, но они менее эффективны при герметизации свободного формальдегида.

До конца не установлено, достигают ли эти постоянные выбросы формальдегида опасного уровня в реальных условиях. Основное беспокойство вызывают отрасли, использующие формальдегид. Еще в 1987 году Агентство по охране окружающей среды США классифицировало его как «вероятный канцероген для человека», а после дополнительных исследований канцероген вероятный Международное агентство по исследованию рака (IARC) Всемирной организации здравоохранения в 1995 году также классифицировало его как « для человека». «вероятный канцероген для человека». Дополнительная информация и оценка всех известных данных побудили МАИР реклассифицировать формальдегид как «известный канцероген для человека». связан с раком носовых пазух и раком носоглотки и, возможно, с лейкемией в июне 2004 года.

Согласно Международным стандартам выбросов для композитных плит, используются три европейских класса формальдегида: E0, E1 и E2, основанные на измерении уровней выбросов формальдегида. Например, E0 классифицируется как содержащий менее 3 мг формальдегида на каждые 100 г клея, используемого при производстве ДСП и фанеры. Классифицируются как E1 и E2, содержащие 9 и 30 г формальдегида на 100 г клея соответственно. Во всем мире существуют различные схемы сертификации и маркировки для таких продуктов, которые могут явно указывать на выброс формальдегида, например, схема Калифорнийского совета по воздушным ресурсам.

Шпонированный МДФ

Шпонированный МДФ обладает многими преимуществами МДФ с декоративным поверхностным слоем из деревянного шпона . В современном строительстве из-за высокой стоимости древесины лиственных пород производители применяют этот подход для достижения высококачественного финишного покрытия стандартной плиты МДФ. В одном из распространенных типов используется дубовый шпон. Изготовление шпонированного МДФ – сложная процедура, при которой берется кусок твердой древесины толщиной около 1–2 мм и затем методами высокого давления и растяжения наматывается им на профилированные плиты МДФ. Это возможно только с простыми профилями; в противном случае, когда тонкий слой древесины высыхает, он ломается на изгибах и углах.

См. также

• Ориентированно-стружечная плита
• Оргалит
• Твердая древесина

Дальнейшее чтение

• Инглиш, Брент, Джон А. Янгквист и Анджей М. Кшисик, Лигноцеллюлозные композиты. Архивировано 20 апреля 2021 г. в Wayback Machine в Гилберте, Ричард Д., изд. Целлюлозные полимеры, смеси и композиты . Нью-Йорк: Издательство Hanser: 115–130; 1994. Глава 6

Внешние ссылки

• ASTM D5651-95a (2008) Стандартный метод испытаний прочности сцепления с поверхностью материалов из древесного волокна и древесностружечных панелей