纖維板自粘合成形工藝及其機理研究.pdf

1、在人造板產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時，原材料匱乏和游離甲醛釋放的問題日益凸顯。本研究以木材纖維為原料，不添加任何膠粘劑及其它添加劑，采用干法纖維板生產(chǎn)工藝，來探索無膠纖維板成形的可行性，及其實驗室條件下的熱壓工藝；并采用響應面法優(yōu)化熱壓溫度、熱壓壓力、熱壓時間和纖維含水率四因素交互作用下的最佳工藝；另外，運用XRD和FTIR對其成形機理進行了初步的研究。得出如下結論：
　　 (1)在不添加膠粘劑及其它添加劑的情況下，通過熱壓工藝控制相關熱

2、壓參數(shù)，可以制得較好性能的無膠纖維板。
　　 (2)單因素試驗表明：在本試驗范圍內(nèi)，熱壓溫度對24 h吸水厚度膨脹率和內(nèi)結合強度影響較大；熱壓時間的延長對內(nèi)結合強度提高幅度較大，而靜曲強度和彈性模量則是先升高后降低；增加纖維含水率對降低24 h吸水厚度膨脹率和增大內(nèi)結合強度有較大影響；密度、內(nèi)結合強度和24 h吸水厚度膨脹率隨熱壓壓力的增大分別呈線性增加和減小，但在9 MPa的轉(zhuǎn)折點后變化均不大，靜曲強度和彈性模量隨之則呈現(xiàn)先增

3、大后降低的趨勢。當密度小于1.3 g/cm3時，板材的各項物理力學性能隨密度增加而有顯著提高，但大于1.3g/cm3時，各指標的變化都不大。
　　 (3)采用響應面分析法對影響無膠纖維板自粘合成形的熱壓溫度、熱壓壓力、熱壓時間和纖維含水率四個主要因素的交互作用進行了研究，結果表明：熱壓溫度和纖維含水率的交互作用對靜曲強度和彈性模量的影響顯著；熱壓溫度和熱壓壓力的交互作用對24 h吸水厚度膨脹率和密度的影響顯著；熱壓溫度和熱壓時間

4、的交互作用對內(nèi)結合強度的影響較顯著。
　　 (4)根據(jù)響應面曲線及其等高線分析與模型方程優(yōu)化，在達到行業(yè)標準地板基材用纖維板LY/T1611-2003和歐洲高密度纖維板物理力學性能指標EN622-5:1997相關指標的前提下，結合實際生產(chǎn)的成本因素，即熱壓溫度最低、熱壓壓力最小、熱壓時間最短、纖維含水率盡可能高，最后得到無膠纖維板熱壓自粘合成形的最佳工藝參數(shù)為：熱壓溫度184.65℃、熱壓壓力5.32 MPa、熱壓時間4.02

5、min、纖維含水率11.54％?？紤]到實際操作的方便，可設置為：熱壓溫度185℃、熱壓壓力5 MPa、熱壓時間4 min、纖維含水率12％。
　　 (5)根據(jù)XRD和FTIR分析表明：本試驗下，熱壓后板材的纖維結晶度比原材料的纖維結晶度低，且熱壓條件已使得纖維素發(fā)生一定程度降解，其固有結晶區(qū)受到破壞。無膠纖維板熱壓過程中，由纖維自身化學成分發(fā)生的一系列化學變化及分子力的結合都有助于其自粘合成形，但主要作用更傾向于木素塑化、熔融、