本文利用速生构树木材来进行均质刨花板的研制,研究构树木材的化学成分及刨花纤维形态、改性UF的固化机理,通过有交互作用的正交试验压制构树均质刨花板,得到最佳工艺参数,深入研究各主要工艺参数对板材性能的影响,并作板材性能检测及机理探讨,为该产品的生产提供理论依据。化学成分分析、构树刨花形态及刨花筛分分析结果表明:构树木质部的综纤维素含量为84.01%,韧皮部的综纤维素含量为79.04%;木质部与韧皮部的纤维素含量均为42%左右;木质部的木素含量为17.63%,韧皮部的木素含量为11.69%。构树木材纤维的平均长度为0.9mm,平均宽度为23μm,长宽比为37.39,平均壁腔比为0.33,属于中等纤维的范畴。构树均质刨花板的刨花平均厚度为0.3mm0.4mm,芯层刨花厚度范围在0.45mm0.9mm之间;表层刨花厚度范围在0.20mm0.45mm之间。构树刨花的纤维具有更好的交织能力,可作为均质刨花板的较好原料。使用JC2000A接触角测量仪对MUF进行表面湿润性能测定得知:构树刨花与MUF能够紧密接触,形成较强的粘结强度。采用差热扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)研究不同固化剂加入量对改性UF固化反应的影响。结果表明:固化剂加入量为1 %时,在放热均匀的前提下,可保证一定时间下的固化度。试验结果:表层刨花固化剂含量为1%,芯层刨花固化剂含量为1.5%,以保证固化速度。正交试验后得到研制构树均质刨花板的最佳工艺条件:热压压力2.5MPa,热压温度160℃,热压时间36s/mm,表层含水率15%,施胶量(表层:芯层)为12%:8%,树皮含量5%。压制的构树均质刨花板按GB/T17657—1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》进行各项性能测试,测得主要物理力学性能:静曲强度17 .2MPa,弹性模量2465 MPa,吸水厚度膨胀率小于8.0%,内结合强度1.24 MPa,达到GB/T4897—2003《刨花板》规定的指标要求,而且各项性能优于普通刨花板。利用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transformation Infrared Spectroscopy,FTIR)分析得出:构树均质刨花板在2921 cm-1,1736 cm-1,1417 cm-1,1070cm-1处均出现了吸收峰,表明经粉碎后,构树木材纤维表面的化学结构未发生大的改变,而游离羟基的数目得到了增加,有利于改善构树刨花与胶粘剂的胶合性能。R射线密度仪分析表明:板材平均密度883 kg/m3,表层最高密度912kg/m3,芯层最低密度849kg/m3,芯层密度分布均匀,没有明显的最低点,最低芯层密度849kg/m3为平均密度883kg/m3的96%。构树均质刨花板经砂光后的VDP可以分成上、下表层和芯层,且沿板坯中心呈两侧对称分布。采用穿孔萃取法测得构树均质刨花板的甲醛释放量达到E1级,是达到环保标准的板材。
第一章 绪论 12-18
1.1 构树木材资源及其开发利用情况 12-13
1.1.1 构树的资源情况 12-13
1.1.2 构树的开发利用情况 13
1.2 本课题相关的国内外研究现状 13-16
1.3 本课题研究的目的和意义 16
1.4 研究的目标与内容 16-18
第二章 研究方案、试验材料及主要设备 18-24
2.1 研究方案与技术路线 18-20
2.1.1 研究方案 18-19
2.1.2 技术路线图 19-20
2.2 试验试材及主要设备 20-24
2.2.1 试验试材 20-22
2.2.2 主要设备 22-24
第三章 构树刨花的特性 24-35
3.1 构树木材的化学成分分析 24-26
3.1.1 主要化学试剂及样品的制备 24-25
3.1.2 试验方法 25
3.1.3 构树木材化学成分的结果与分析 25-26
3.2 构树刨花的形态分析 26-31
3.2.1 试验方法 27
3.2.2 构树木材的纤维长度、宽度、长宽比 27-30
3.2.3 构树木材纤维壁厚、腔径、壁腔比 30-31
3.3 构树刨花的筛分 31-34
3.3.1 试验方法 31-32
3.3.2 结果与分析 32-34
3.4 小结 34-35
第四章 胶合机理 35-45
4.1 MUF 树脂的合成机理 35-36
4.2 表面润湿性能测定 36-39
4.2.1 试验方法 36
4.2.2 结果与分析 36-39
4.3 改性UF 树脂不同固化剂用量的DSC 分析 39-44
4.3.1 试验方法 39-40
4.3.2 固化动力学研究方法 40-41
4.3.3 结果与分析 41-44
4.4 小结 44-45
第五章 构树均质刨花板的工艺研究 45-64
5.1 构树均质刨花板的工艺 45-46
5.2 试验方法 46-48
5.2.1 正交试验表 46-47
5.2.2 试验步骤 47-48
5.3 试验结果与分析 48-59
5.3.1 试验结果 48-49
5.3.2 极差分析 49-54
5.3.3 方差分析 54-59
5.4 主要工艺参数对构树均质刨花板性能的影响 59-61
5.4.1 热压三要素对构树均质刨花板性能的影响 59-60
5.4.2 表层含水率对构树均质刨花板性能的影响 60
5.4.3 施胶量对构树均质刨花板性能的影响 60-61
5.4.4 构树树皮含量对构树均质刨花板性能的影响 61
5.5 构树均质刨花板的稳定性试验及性能评价 61-62
5.5.1 稳定性试验 61
5.5.2 性能评价 61-62
5.6 小结 62-64
第六章 构树均质刨花板性能分析 64-72
6.1 傅里叶红外光谱的测定(FTIR) 64-67
6.1.1 试验方法 64
6.1.2 改性UF、构树皮、木质部及均质刨花板的红外光谱分析 64-67
6.2 断面密度分析 67-70
6.2.1 试验方法 67-68
6.2.2 结果与分析 68-70
6.3 游离甲醛释放量的测定 70-72
6.3.1 试验方法 70
6.3.2 结果与分析 70-72
第七章 结论与建议 72-75
7.1 结论 72-74
7.2 存在问题与建议 74-75
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