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无胶人造板制造工艺的研究

金春德  
【摘要】: 本课题根据前人已经证实的植物纤维可以自粘的胶合理论,主要以木材和稻草为原料,经反复试验不断优化,使无胶纤维板工艺取得突破性进展。攻克的关键是改善无胶板性能及简化操作程序。其中,以木纤维为原料的无胶纤维板能利用现有的中密度纤维板生产线,对所有生产设备(只有制胶设备停止使用)没有作任何改动条件下,即可生产产品。 无胶木材纤维纤维板采用无胶纤维板工艺1利无胶纤维板工艺2两种不同工艺方法进行研制。无胶纤维板工艺1,在密度为0.85g/cm~3,板厚为8mm的设定条件下,当工艺参数为:活化剂用量0.7%:板坯含水率21%:热压温度170℃;热压压力3.5MPa;热压时间7.5min时,其产品性能最佳,达到A类刨花板二等品国家标准。 无胶纤维板工艺2,在密度为0.85g/cm~3,板厚为6mm的设定条件下,当板坯含水率22%;防水剂用量1.00%;热压温度180℃;热压压力3.5MPa;热压时间12min时,其产品性能达到80型二级中密度纤维板国家标准。 无胶稻草碎料板工艺在密度为1.20g/cm~3,板厚为6mm的设定条件下,当工艺参数为:活化剂用量1.50%;板坏含水率19%;热压时间7.0min;压机闭合速度0.9mm/s时,其产品的静曲强度、弹性模量及防水性能都达到使用性能要求,但内结合强度还是偏低一些(0.135MPa)。因为稻草纤维又短又细且可溶物含量高,还有硅质,故不易结合。要改善无胶板的性能,原料应该纤维化。 对无胶木材纤维纤维板和无胶稻草碎料板的主要工艺参数与性能的关系进行了研究。研究结果表明,无胶木材纤维纤维板第一种工艺参数中,活化剂用量是影响产品性能的最主要因素,其次是板坯含水率;第二种工艺参数中,热压水解段时间是影响产品性能的关键因素;无胶稻草碎料板工艺参数中,活化剂用量是影响产品性能的最主要因素,热压时间和压机的闭合速度是影响性能的次要因素。 对无胶竹碎料板,无胶竹木纤维复合板、无胶稻草木纤维复合板及无胶麦秸木纤维复合板进行探索性试验研究。试验结果表明,当活化剂用量为0.5%时,无胶竹碎板的成板效果较好,且产品性能达到使用性能要求。当将竹碎料、稻草碎料及麦秸碎料分别与木纤维以7:3的比例混合制作无胶复合板时,能改善热压过程中的排汽不良状况和产品性能。 利用测量胶液对固体表面的接触角方法,研究无胶木质纤维板的润湿性能。结果表明:(1)无胶木材纤维纤维板的润湿性比中密度纤维板好;(2)利用无胶纤维板工艺1制作的无胶板砂磨表面的润湿性比未砂磨表面润湿性差,但用无胶纤维板工艺2制作的无胶纤维板的砂磨表面润湿性比朱砂表面润湿性好;(3)未加防水剂的无胶纤维板的表面润湿性比加防水剂的无胶纤维板的润湿性好。 利用化学分析方法分析无胶木材纤维纤维板在制板过程中木纤维主要成分的变化,以揭示无胶纤维板的结合机理。 利用FTIR、ESCA、X射线衍射法等分析手段,证明无胶纤维板在制板过程中木纤 2 东北林业人学博十论义 维主要化学成分的官能团的变化和纤维素结晶度的变化,以进一步揭示无胶纤维板的结 合机理。


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