Влияние температуры на адгезионную способность компонентов древесины и бурого угля при брикетировании = Temperature effect on adhesive capacity of wood and lignite in briquetting

На сегодняшний день все большую актуальность приобретают исследования по разработке технологий получения экологически чистого топлива с вовлечением в производство возобновляемых вторичных растительных ресурсов. Данная работа относится к вопросу использования древесных отходов как связующей добавки при брикетировании плотных зрелых бурых углей марок 2Б и 3Б. Целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, составляющие основу древесины, будучи полимерными соединениями, обладают вязкоупругими свойствами. Отдельно стоит отметить лигнин, который является термопластичным, и при повышении температуры способен переходить в высокоэластичное или вязкотекучее состояние. Поэтому с целью выявления фазовых переходов полимерных компонентов и установления оптимальной температуры прессования брикетной смеси исследованы вязкоупругие свойства древесины сосны методом динамического механического анализа в зависимости от изменения температуры. Помимо областей изменения упругих и пластических свойств древесины, показано влияние содержания воды на реологические свойства полимерных компонентов древесины. Результаты структурных исследований древесных брикетированных образцов, а также физико-механических испытаний древесно-угольных брикетов подтверждают полученные данные исследования вязкоупругих свойств древесины. В диапазоне температур 80–100 °С, при котором выявлено снижение модуля накопления (E') и повышение модуля потерь (E''), при физико-механическом испытании установлено значительное повышение показателя их прочности при сжатии наравне с увеличением размера уплотнения и уменьшением упругого расширения брикетированного продукта. Clean fuel production using renewable plant resources is one of the top-priority goals these days. Spotlight of this study is on the use of refuse wood as a binder in briquetting of massive mature lignite grades 2B and 3B. Cellulose, hemicelluloses and lignin, as three polymeric components of wood cells, possess viscoelasticity. Lignin, taken individually, is thermoplastic and can drop into highly elastic or visco-flow state under higher temperature. Aimed to definephase transitions of the polymeric components and to optimize the briquetting temperature, the viscoelastic properties of pine wood are studied using the method of the dynamic mechanic alanalysis as function of temperature variation. Alongside the change in the elastic and plasticproperties of wood, the effect of water content on rheological properties of the test polymeric components is demonstrated. The structural tests of wooden briquettes and the mechanical analysis of coal-and-wood briquettes validate the obtained data on the viscoelastic properties of wood. In the temperature range of 80–100°С, the storage modulus decreases and the loss modulus increases. The mechanical tests reveal that in the same temperature range, the briquetted products experience the increasing compression strength and compaction and the decreasing elastic expansion.