杉木木材/树皮碎料板的工艺研究

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近年来,随着我国国民经济的不断增长与人们生活水平的不断提高,人造板行业也得到飞速发展。从2007年后我国已经为世界上人造板生产和消费第一大国,但在发展的同时,还存在着产品结构优化不足、资源严重短缺及技术支撑薄弱等问题。因此加强人造板结构调整、人造板生产原料供应及先进设备的研发已经成为制约我国人造板行业发展的重点。本论文以杉木木材和树皮碎料为原料,以原料配比、碎料形态、施胶量、热压时间、密度、热压温度等为因素,以脲醛树脂胶为胶黏剂,添加适量氯化铵固化剂,利用单因素分析法和正交试验方法,确定试验方案,制备杉木木材/树皮碎料板。检测碎料板的物理力学性能,分析原料配比、施胶量、热压压力、热压温度各因素水平对碎料板性能的影响;利用体式显微镜、断面密度分析仪、扫描电子显微镜等仪器分析碎料板的结构、化学组分、碎料筛分值对碎料板的影响,探讨树皮碎料在热压过程中的作用。优化工艺参数,得出制备碎料板的较佳工艺条件。为杉木木材/树皮碎料板的高质利用提供技术支持。本论文主要结论如下:(1)经过粉碎机粉碎后,木材和树皮碎料颗粒度分布差别不大,总体上两者筛分粒径在30~70目之间分布最多,分别占86.06%和78.33%;颗粒度在+10目的分别占0.86%和0.45%;颗粒度在-10+30目的分别占3.14%和4.23%。-70目后的颗粒度的占9.94%和16.96%,大于100目数所占比例较小,仅占6.02%和8.36%。(2)杉木木材碎料除综纤维素含量比树皮碎料的高外,其余化学组分均低于树皮碎料。其中树皮碎料的灰分含量、冷热水抽出物含量、热水抽出物含量、1%NaOH抽出物含量均是木材碎料的4-5倍。(3)杉木木材/树皮碎料板工艺研究,通过正交试验了解各因素对碎料板性能影响的显著性,密度对碎料板的含水率、静曲强度、内结合强度、弹性模量和24h吸水厚度膨胀率指标均有显著影响。施胶量与碎料板的静曲强度、弹性模量和内结合强度呈正相关,与24吸水厚度膨胀率、含水率呈负相关。热压温度对含水率的影响不大明显;热压时间对碎料板的24吸水厚度膨胀率和静曲强度、内结合强度、弹性模量有显著性影响。对碎料板的含水率无显著性影响。(4)杉木木材和树皮碎料在热压过程中,由于压力的作用使木材碎料和树皮碎料紧密结合,随着热压温度的提高,木材和树皮内部多糖类物质降解,自身活性增加,形成胶接,木素由玻璃化转变为粘流态,表现出胶体性质,充当了胶粘剂的作用。在热压过程中碎料与脲醛树脂胶有机结合,提高了木材与树皮碎料的稳定性和均一性,使碎料间的有机结合,赋予板材强度。(5)杉木木材/树皮碎料板的较佳工艺参数为:密度0.75g·cm-3、热压温度190℃、施胶量10%、热压时间70s·rnm-1、热压压力为3.0MPa,芯层原料配比65:35,原料颗粒度30-70目,固化剂1.5%时,产品物理力学性能可以达到国家刨花板关于在干燥状态下使用的家具及室内装修用板要求。
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