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《福建农林大学》 2012年
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茶梗碎料板工艺及甲醛释放量控制机理的研究

苏团  
【摘要】:近年来,随着非木材植物资源的综合开发利用,我国木材的供需矛盾在一定程度上得到了缓解。同时人们健康意识的增强,对人造板的环保性也提出了更高的要求。由于茶多酚等物质可吸附甲醛,能有效地降低人造板的甲醛释放量。利用富含茶多酚的茶梗废弃物作人造板原材料来压制全茶梗碎料板,将有效解决目前由于人造板游离甲醛而引发的健康和环境问题,同时有效利用茶梗废弃物,对人造板产业和茶叶产业具有重要的现实意义,将带来巨大的经济效益、社会效益和生态环境效益。 本论文以茶梗碎料和脲醛树脂胶粘剂为主要原材料,应用傅里叶红外光谱分析、扫描电子显微分析等研究茶梗的化学组份、微观结构、纤维形态等,对茶梗碎料进行筛分,通过正交试验压制茶梗碎料板,得出最佳的工艺参数。应用差示扫描量热分析脲醛胶粘剂的固化机理,利用气体分析法检测茶梗碎料板的甲醛释放量,研究分析茶梗原料、茶梗含水率、施胶量、热压工艺对板材甲醛释放量的影响,探讨茶梗碎料板甲醛释放量的控制机理。本论文主要结论如下: (1)茶梗的纤维素含量为10.22%,木质素含量为9.81%,低于针叶材和阔叶材;而茶梗的半纤维素、灰分、热水抽提物、1%NaOH抽提物、苯醇抽提物分别为31.28%、5.62%、31.99%、66.06%、29.39%,均远远高于针叶材和阔叶材。傅里叶变换红外光谱分析可知,在波数1649cm-1和1630cm-1附近的吸收带是茶多酚、茶黄素等结构中的羟基伸缩振动,说明茶梗原料中含有茶多酚等组份。 (2)茶梗原料横切面主要由表皮组织、纤维组织带、维管束组织、髓部组成。茶梗纤维细胞长度平均值为855.91μm;宽度平均值为13.77μm;厚度平均值为1.75μm;腔径平均值为10.28μm;长宽比平均值为62.15;壁腔比平均值为0.170。茶梗碎料筛分构成为40目以下约占85%,60目以上约占15%。因此,茶梗碎料适宜生产茶梗碎料板。 (3)各工艺因素对茶梗碎料板物理力学性能有不同的影响。在试验范围内,随着热压压力提高、热压时间延长、施胶量的增加,板材的静曲强度、弹性模量、内结合强度和握钉力有不同程度的提高,吸水厚度膨胀率均有所下降。热压温度对内结合强度影响显著,热压温度过高,则茶梗碎料板内结合强度下降明显。经过极差分析和方差分析得出茶梗碎料板最佳工艺参数:热压压力3.3MPa、热压时间55s/mm、热压温度125℃、施胶量14%。 (4)通过气体分析法测定茶梗碎料板的甲醛释放量,其均值为0.376mg/(m2h),动态分析不同阶段下茶梗碎料板甲醛释放量在0.476~0.273mg/(m2h)之间。各试件随检测采样时间延长,甲醛释放量逐渐减少。茶梗原料是板材甲醛释放量低的重要因素。在茶梗与甲醛作用过程中,同时存在化学吸附作用和物理吸附作用。化学作用主要在于茶梗中的茶多酚、茶黄素、茶氨酸等活性物质能与甲醛发生反应。物理吸附在于茶梗本身是多孔性材料,在板坯热压过程中能有效地将甲醛释放出去,或是茶梗管胞吸附甲醛与茶多酚等物质发生化学作用。 (5)工艺因素对茶梗碎料板甲醛释放量也有重要影响,板材含水率降低,板材的甲醛释放量呈下降趋势。其原因在于热压过程中板坯内向外扩散的水分越多,随之释放出的甲醛也就越多,板坯中剩余的甲醛含量就越少,从而降低了板子甲醛释放量。施胶量增加,会使茶梗碎料板的甲醛释放量增加。热压工艺中的热压压力的升高,茶梗碎料板的甲醛释放量呈逐渐下降趋势,而延长热压时间或提高热压温度,也可有效的降低茶梗碎料板的甲醛释放量。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TS653

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【参考文献】
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