Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2016, № 5 (25-2)

DOI 10.12737/issn.2308-8877                                                                                   ISSN 2308-8877

АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ XXI ВЕКА: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Сборник научных трудов по материалам международной заочной

научно-практической конференции

2016 г. № 5 ч.2 (25-2)

(Volume 4, issue 5, part 2)

Учредитель – Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования «Воронежский государственный

лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» (ВГЛТУ)

Главный редактор
М.В. Драпалюк
Заместитель главного редактора
И.М. Бартенев
Члены редакционной коллегии
Д.Н. Афоничев
Т.Л. Безрукова
В.М. Бугаков
В.К. Зольников
Н.Н. Матвеев
С.М. Матвеев
С.С. Морковина
А.Д. Платонов
А.И. Сиволапов
С.И. Сушков
О.В. Трегубов
М.П. Чернышов
Ответственный секретарь
И.И. Шанин
Компьютерная верстка
ООО «СТП»

Сборник зарегистрирован Феде
ральной службой по надзору в сфере 
связи, информационных технологий и 
массовых коммуникаций.
Свидетельство о регистрации
ПИ № ФС 77 - 66379 от 14.07.2016 г.

Материалы настоящего сборни
ка могут быть воспроизведены только 
с письменного разрешения редакционной коллегии.

Сборник включен в Россий
ский индекс научного цитирования 
(РИНЦ). Сборник реферируется в 
ВИНИТИ 
РАН.
Включен 
в 

«Ulrich's Periodicals directory».

ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»
394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8.
телефон (473) 253-72-51,
факс (473) 253-76-51,
e-mail: conf_vglta@mail.ru
www.conf.vglta.vrn.ru
© ФГБОУ ВО «ВГЛТУ», 2016

ACTUAL PROBLEMS OF REPRODUCTION, PROCESSING AND UTILI
ZATION OF NATURAL POLYMERS USING RENEWABLE ENERGY 

SOURCES

PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL YOUTH SCIENTIFIC FORUM

supported by

RUSSIAN FOUNDATION FOR BASIC RESEARCH

OCTOBER 03 - 07, 2016, VORONEZH

Международный молодежный научный форум
«Актуальные

проблемы воспроизводства, переработки и утилизации природных

полимеров с использованием возобновляемых источников энергии»

проведен при финансовой поддержке Российского фонда фундамен
тальных исследований (грант № 16-38-10298\16) 03 - 07 октября 2016 

года.

Руководитель: д.т.н., профессор Сафонов А.О.

Исполнители:

к.т.н., доцент Ищенко Т.Л.

аспирант Паринов Д.А.

магистрант Садыкова А.С.

магистрант Удодова В.Л.

к.т.н., старший преподаватель Филичкина М.В.

В настоящий сборник включены материалы международного мо
лодежного научного форума «Актуальные проблемы воспроизводства, 

переработки и утилизации природных полимеров с использованием во
зобновляемых источников энергии», содержащие новые результаты 

фундаментальных и инженерных исследований в различных областях 

фундаментальных основ инженерных наук.

Сборник рассчитан на специалистов широкой области исследо
ваний. Он также может быть использован преподавателями, аспирантами и студентами при изучении различных курсов.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ
8

INTRODUCTION
10

СЕКЦИЯ 4

ИННОВАЦИОННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ 

ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВ, НАНОТЕХНОЛОГИИ

Wilimson T. Nonresidential market opportunities for plywood and the need 
for international conformity assessment
12

Chen N., Gu L. The research on the procedure of strengthened wood composite
21

Лысыч М.Н., Шабанов М.Л., Боровенский В.Р. Использование 
технологий 3D визуализации для создания учебной метрологической 
лаборатории
28

Ивановский В.П., Павлова Е. А. Повышение эффективности процессов 
бесстружечного деления древесины мягких пород
32

Ивановский В.П., Петутина А.Ю. Разработка программного
обеспечения по режимам резания
39

Ивановский В.П., Королева К.А. Исследование параметров ленточной 
пилы
46

Ивановский В.П., Ведерникова Я.А. Создание основных принципов и 
новых методов заточки и «самозаточки» дереворежущих инструментов
51

Рудов С.Е. Новые технологические процессы для расширения сфер 
применения материалов на основе древесины
56

Мануковский А.Ю., Курдюков Р.П. Регенерация асфальтобетонного покрытия
63

Мануковский А. Ю., Макарова Ю. А. Применение полимеров при 
строительстве лесовозных автомобильных дорог
69

Паринов Д.А. Исследование процесса пропитки древесины с торца под 
давлением аэрозольным способом
75

Ефимова Т.В., Ищенко Т.Л., Плюхина Н.А. Современные природные 
материалы в мебели и интерьере в 2016 году
80

Cheng B. The supply and development trends of engineered wood 
85

СЕКЦИЯ 5

АКТУАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА 

ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Attah J., Miller R., Afzal P., Brent B., Conten F. Peeling of poplar: cultivars and forest stations effects on cutting forces and veneer quality
90

Cruz E. Protection of wood products from attack insect pests
100

Лысыч М.Н., Шабанов М.Л., Никулин С.Н. Система контроля 
поперечной устойчивости многофункционального культиватора для 
склонов
108

Кириллов Н.А., Яковлева А.И. Использование дождевых червей для 
переработки отходов 
114

Зайцева К.В., Митькин Е.А. Обоснование использования древесины 
осины в качестве наружных ламелей при производстве деревянного 
клееного бруса
118

Сафонов А.О., Садыкова А.С., Удодова В.Л. Анализ качества 
древесного биотоплива
122

Галактионов О.Н., Попов А.С. Исследование характеристик 
древесно-пенного композита
127

Попов Е. В., Столыпин Д.А., Лабудин Б.В., Мелехов В.И. 
Напряженно-деформированное состояние панелей на деревянном
каркасе с различными вариантами крепления обшивки
133

Рудов С.Е. Новые технологические процессы для рационального 
использования лесных ресурсов 
140

Платонов А.Д., Снегирева С.Н., Михайлова Ю.С. Выделение 
фурфурола из древесины дуба после предварительной термохимической 
обработки
147

Пронин Н.А., Платонов А.Д. Изменение влагопроводности ядровой 
древесины сосны, поврежденной пожаром при камерной сушке
150

Пономаренко Л.В., Кантиева Е.В., Безгина Л.Н. Потребительские 
свойства мебели
154

Данилов Ю.П., Тетенев Е.Н. Исследование влияния режимов 
гидротермической обработки  фанерного сырья на качество шпона
161

Пронин Н.А., Платонов А.Д. Изменение влагопроводности ядровой 
древесины сосны при атмосферной сушке, поврежденной пожаром
165

Быков В.С., Кутищев Д.С., Свиридов В.Г. К оценке динамики 
внутрислоевых процессов
168

Быков В.С., Кутищев Д.С., Свиридов В.Г. Кинематические параметры 
качающегося решета в случае подвесок решетного стана различной 
Длины

173

СЕКЦИЯ 6 

АКТУАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ РАЦИОНАЛЬНОГО 

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

Стребков Д.С., Стенин В.В., Курбатов С.М. Плазменные технологии 
получения солнечного кремния
178

Hagman C. Produce high quality laminated veneer lumber efficiently
187

Bao P., Maunus R., Sargant U., Girard T. Sustainable wood procurement
192

Almeida F., Margesen A., Hague V. Effect of veneer peeling speed in theory 
and practice 
200

Разиньков Е.М., Сладких Г.А. Исследование физико-механических 
свойств древесно-стружечных плит
205

Сушков С.И., Ермолов Ю.В. Об оценке эксплуатационноэкологических параметров сети лесовозных автомобильных дорог
211

Сушков С.И., Бурмистрова О.Н. Методика совершенствования парка 
лесотранспортных средств 
218

Стородубцева Т.Н., Лукьянович Т.В. Задача прогнозирования 
физико-механических свойств древесины в композите, подвергнутой 
воздействию воды
224

Стородубцева Т.Н., Аксомитный А.А. Математическая модель 
структуры и механических свойств древесного композита
231

Филиппченкова Н.С., Стребков Д.С. Гибридные неследящие 
солнечные концентраторные модули с  жалюзийными гелиостатами 
237

Гомонай М.В. Пути снижения отходов при поперечной распиловке 
хлыстов
244

Кириллов Н.А., Александров В.В. Культивирование кипрея для 
получения чая
252

Орехов А. И. Когенерация энергии на базе тороидального солнечного 
концентратора
257

Ефимова Т.В., Ищенко Т.Л., Земляков А.А. Использование древесины 
ценных пород в деревообрабатывающей и мебельной промышленности
262

Ищенко Т.Л., Ефимова Т.В. Планирование экспериментальных 
исследований по облицовыванию древесных плитных материалов
шпоном ценных пород
267

Разинкова А.К., Перелыгина Е.Н. Устойчивость прибрежных 
насаждений к антропогенным факторам
271

Исаенко В.Г., Платонов А.Д., Снегирева С.Н. Водопоглощение 
278

древесины заболони сосны, повреждѐнной пожаром
Киселева А.В., Платонова А.С. Равнослойность древесины сосны из 
различных мест произрастания 
283

Киселева А.В., Пронин Н.А. Влагопоглощение древесины после 
термообработки 
287

Пономаренко Л.В., Кантиева Е.В., Числова А.А. Дизайн офисной 
мебели
290

Вахнина Т.Н., Якушев Н.Е. Производство композиционных плит из 
отходов фанерного производства
296

Сусоева И.В., Вахнина Т.Н., Белов В.Н. Современное использование 
отходов переработки лигноцеллюлозных волокон
300

Федотов А.А. Исследование свойств древесных плит на основе
альтернативного термореактивного связующего
303

Плотникова Я.А. Проблемы развития и модернизации мебельной 
промышленности в современных условиях
309

Кантиева Е.В., Пономаренко Л.В., Черняев А.Э. Динамика изменений 
требований стандарта к качеству древесно-стружечных плит
313

Кантиева Е.В., Пономаренко Л.В., Струцкая М.В. Особенности 
определения вязкости наполненных клеев
320

Кушляев В.Ф., Гомонай М.В., Аграновский А.А., Максименко С.П. 
Гусеничные машины повышенной проходимости для тушения лесных 
пожаров
326

Абрамов В.В., Иконников Р.В. Обоснование технологии разработки 
лесосеки с учетом повреждаемости подроста
333

Филичкина М.В. Эффективное использование древесных отходов в 
производстве биотоплива
339

ПРЕДИСЛОВИЕ

Переработка природных полимеров в полезную продукцию началась с по
явлением человека, как разумного существа. И только значительно позже при 
недостатке природных ресурсов человечество начало задумываться о воспроизводстве, искусственном выращивании жизненно необходимых материалов. Рост 
промышленного производства в мире стал причиной образования такого количество отходов по объему и наносимому экологии Земли вреду, которое сама природа не может переработать. Повышение численности населения нашей планеты 
требовало все больше продукции для удовлетворения повседневных потребностей, энергии для жизнедеятельности. В этой связи все более остро вставал вопрос эффективного использования природных полимеров, применения возобновляемых источников энергии, независящих от постоянно увеличивающегося 
дефицита полезных ископаемых.

Сейчас природные полимеры, имеющие широкий диапазон физических, 

химических, механических свойств могут покрывать только часть потребностей 
в сырье и материалах вследствие их недостаточно эффективной переработки. 
Решение этого важного для всего мира вопроса требует получения фундаментальных знаний о методах изменения показателей сырья растительного происхождения, основанных на современных принципах проведения исследований с 
применением высокоточной прецизионной аппаратуры.

Сегодняшняя задача повышения разработки рациональных путей воспро
изводства и переработки природных полимеров состоит в создании грамотных, 
обоснованных программ и алгоритмов работы со стороны научного сообщества 
и стимулирующей политики в этой сфере самых крупных индустриальных стран 
мирового сообщества. В настоящее время заметен прогресс научных результатов 
фундаментальных исследований в области определения математических и физических зависимостей, описывающих переработку природных полимеров, утилизацию образующихся при этом отходов для различных уровней температурновлажностных полей с применением электромагнитных излучений широкого диапазона частот. 

Как показывает научная практика, результаты мировых исследований 

имеют зачастую разрозненный, несистемный характер. В связи с этим необходима систематизация имеющихся и перспективных фундаментальных знаний о 
способах изменения свойств природных полимеров, направленных на их комплексную переработку с минимизацией объемов образующихся отходов при 
производстве полезной продукции и возобновляемой энергии. Такой подход 
наиболее важен для Российской Федерации, обладающей значительными запа

сами биомассы, представляющей несомненный интерес для всех участников мирового рынка, занимающихся промышленным производством. 

Настоящий международный молодежный научный форум ставит своей за
дачей рассмотреть и определить наиболее актуальные, перспективные направления воспроизводства, переработки и утилизации природных полимеров с использованием возобновляемых источников энергии. Для этого был рассмотрен широкий спектр результатов исследований авторитетных и молодых ученых ведущих 
стран мира в следующих основных областях фундаментальных знаний:

- Исследования и математическое моделирование свойств и состояний при
родных полимеров.

- Фундаментальные исследования физических свойств природных полиме
ров.

- Химическая обработка и экологические проблемы утилизации отходов пе
рерабатывающей промышленности.

- Инновационные направления и методы переработки природных полиме
ров, нанотехнологии.

- Актуальные исследования и методы воспроизводства природных полиме
ров.

- Актуальные решения проблем рационального использования природных 

ресурсов.

Представленные результаты являются актуальными для российской и миро
вой науки в этой области. Они позволяют проводить достоверную оценку состояний и изменения свойств природных полимеров, вырабатывать наиболее перспективные методы физических и химических воздействий на этот возобновляемый 
источник сырья и энергии с получением желаемой продукции, удовлетворяющей 
большому кругу потребностей человечества. Обмен опытом между российскими и 
иностранными исследователями в рамках проводимого международной молодежного научного форума, мировая кооперация ведущих научных школ, плодотворный совместный опыт получения положительных результатов помогут определить наиболее талантливых молодых ученых, занимающихся фундаментальными 
и практическими работами, направленными на решение самых актуальных проблем воспроизводства, переработки и утилизации природных полимеров с использованием возобновляемых источников энергии.

Председатель форума «Актуальные проблемы воспроизводства, переработки и 
утилизации природных полимеров с использованием возобновляемых источников 
энергии»,декан лесопромышленного факультета ФГБОУ ВО «Воронежский

государственный лесотехнический университет имени Г.Ф.Морозова»,

профессор Сафонов А.О.

INTRODUCTION

Processing of natural polymers into useful products began with the emergence 

of man as a rational being. It was only much later with a lack of natural resources, 

mankind began to think about reproduction, artificial cultivation of essential materials. 

The growth of industrial production in the world has led to the formation of such waste 

by volume, and the damage caused by the Earth's ecology, which is the very nature can 

not recycle. Increasing numbers of the world's population demanded more products to 

meet the daily needs of energy for life. In this regard, all the more acutely the question 

arose efficient use of natural polymers, the use of renewable energy sources, indepen
dent of the ever-increasing shortage of minerals.

Now natural polymers having a wide range of physical, chemical and mechani
cal properties can only cover part of the needs for raw materials due to their lack of ef
fective processing. The solution to this important issue for the world requires obtaining 

basic knowledge about the methods of changing raw materials of vegetable origin in
dicators based on modern principles of research with high-precision equipment.

Today's task of improving the development of rational ways of reproduction and 

processing of natural polymers is to create a literate, informed programs and algo
rithms from the scientific community and enabling policies in this area of the largest 

industrial countries of the world community. Currently, we see that progress of re
search results of basic research in the domain of mathematical and physical dependen
cies, describing the processing of natural polymers, recycling of waste resulting for 

different levels of temperature and moisture fields using electromagnetic radiation of a 

wide range of frequencies.

As the scientific practice, the results of worldwide research are often frag
mented, unsystematic character. In this regard, the need to systematize the existing and 

future fundamental knowledge about how to change the properties of natural polymers, 

aimed at their complex processing to minimize the amount of waste generated in the 

production of useful products, and renewable energy. This approach is most important 

for the Russian Federation, which has large reserves of biomass, is of undoubted inter
est to all the participants of the world market, engaged in industrial production.

This International Youth Science Forum aims to review and identify the most 

pressing and promising areas of reproduction, processing and utilization of natural po
lymers from renewable energy sources. For this was considered a wide range of re
search results credible and young scientists from leader countries in the following key 

areas of fundamental knowledge:

- Research and mathematical modeling of the properties and conditions of natu
ral polymers.

- Fundamental research into the physical properties of natural polymers.

- Chemical treatment and environmental problem of disposing of waste 

processing industry.

- Innovative trends and methods of processing of natural polymers, nanotech
nology.

- Recent research methods and reproduction of natural polymers.

- Topical solutions to problems of rational use of natural resources.

These results are relevant for the Russian and world science in this area. They 

allow for a reliable assessment of the status and changes in the properties of natural 

polymers to produce the most advanced methods of physical and chemical effects on 

the renewable source of raw materials and energy to obtain the desired product that 

meets the needs of a large circle of humanity. Exchange of experience between Rus
sian and foreign researchers in the framework of the ongoing International Youth 

Science Forum, the global co-operation of leading scientific schools, fruitful joint ex
perience positive results to help identify the most talented young scientists engaged in 

fundamental and practical work aimed at solving the most pressing problems of repro
duction, processing and utilization of natural polymers from renewable energy sources.

Chairman of the Forum «Actual problems of reproduction, processing and utili
zation of natural polymers using renewable energy sources», the Dean of Industry Fo
restry Faculty of «Voronezh State University of Forestry and Technologies Named 

Nfter G.F. Morozova», Professor Andrey O. Safonov

СЕКЦИЯ 4 

ИННОВАЦИОННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ 

ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВ, НАНОТЕХНОЛОГИИ

UDC 674.4

NONRESIDENTIAL MARKET OPPORTUNITIES FOR PLYWOOD AND 

THE NEED FOR INTERNATIONAL CONFORMITY ASSESSMENT

T. Wilimson

The Wood Association, Antverpen, Belgium

Abstract: The worldwide production of softwood plywood continues to 

grow but relatively few new markets are being created to absorb this growth. In addition, products such as oriented strand board (OSB) are replacing plywood in traditional markets such as housing in the United States. This makes it imperative that 
the plywood industry creates new market opportunities to assure a viable future. 
One such opportunity is to expand the use of plywood in low-rise nonresidential 
building construction. A major effort to accomplish this is underway in the U.S. 
and similar activities need to be undertaken in other countries and regions such as 
Europe, Japan and China.

In addition, since the use of plywood in nonresidential buildings is typically 

a highly engineered application involving human life/safety, it is essential that appropriate conformity assessment provisions be in place on an international level to 
assure the structural performance of the plywood. In addition, standards must also 
address adhesive issues to assure that the plywood will perform as intended even if 
it is exposed to moisture during the transportation, job site storage and installation 
cycle. And, verification should also include that the plywood meets applicable national indoor air quality and formaldehyde emissions standards.

This paper will address possible low-rise nonresidential market opportunities 

for plywood. It will also address various international standards for plywood and 
their associated conformity assessment requirements that are needed to support this 
highly engineered end use market.

Keywords: plywood, nonresidential, low-rise buildings, conformity assess
ment, standards.

Production of structural softwood plywood in the United States (U.S.) began 

in 1933 with Douglas fir plywood and grew over the years until it reached a peak 

of approximately 19.5 million cubic meters in the early 1990’s as shown in Figure 
1. Figure 1 also shows the traditional markets for softwood plywood with residential construction being the largest end use. However, the production of softwood 
plywood in North America has been on a decline since the early 1990’s and was at 
approximately 16 million cubic meters in 2006. Two of the reasons for this decline 
were the decrease in availability of timber resources from public lands and the 
growth of the oriented strand board (OSB) industry in North America. OSB was 
first introduced into the marketplace in 1980 and surpassed plywood production in 
approximately 2002 as shown in Figure 2. OSB represented approximately 2/3 of 
North American panel production in 2006. In the key residential market, OSB 
commands approximately 70% market share and this is growing annually as more 
and more builders switch to OSB.

Other influencing factors in the decline of plywood production in North 

America are the competitive demand for high quality veneers in an expanding laminated veneer lumber (LVL) industry and the increase in imports of plywood into 
North America. Figure 3 shows the growth of both softwood and hardwood imports since 2000.

While production of plywood has declined in North America, this has been 

more than compensated for by production in other geographic areas as shown in 
Figure 4, with Asia being the largest producing area with over 23 million cubic meters. Figure 4 also shows the demand gap between production and consumption. 
Despite North America, Japan and Europe consuming more plywood than they 
produce, worldwide over capacity creates a demand gap that must be addressed by 
increasing market opportunities for plywood on a worldwide basis if the industry is 
going to prosper and grow.

One of these opportunities is the low-rise nonresidential building construc
tion market. As shown in Figure 1 this market has been relatively stable in North 
America at approximately 3.5 million cubic meters during this decade. However, 
the use of wood framing represents less than 10% of the total low-rise nonresidential construction market and this represents the largest potential growth market for 
wood construction.

Figure 1
Figure 2

Figure 3
Figure 4

For the purposes of this paper low-rise nonresidential building construction 

refers to any building five stories or less in height not used for single of multifamily residencies. These may include recreational facilities, schools, religious facilities, warehousing, manufacturing facilities, health care facilities, office buildings, retail stores, restaurants and others. The following projects represent just a 
sample of the broad range of nonresidential applications in North America using 
softwood plywood as a main structural element.

One of the largest potential end use markets for wood framing is in schools. 

The following projects represent examples of school construction in three of the 
largest U.S. market areas.

The state of California represents the 5th largest economy in the world and 

school construction continues to grow to meet the growing population demands. 
Fortunately wood framing is recognized as a cost effective method of construction