楊柳木材纖維增強(qiáng)沙柳材中密度纖維板基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近二十年來(lái)，沙柳材中密度纖維板的開(kāi)發(fā)和推廣，成為沙生灌木綜合利用的一條有效途徑。由于沙柳材纖維長(zhǎng)度較短，長(zhǎng)寬比和壁厚小，加之現(xiàn)有生產(chǎn)條件對(duì)沙柳材剝皮難以實(shí)現(xiàn)，沙柳材纖維中樹(shù)皮含量較高，從而使沙柳材中密度纖維板與喬木中密度纖維板相比，存在吸水厚度膨脹率高，力學(xué)性能差的不足。
　　針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文在沙柳材纖維中加入纖維形態(tài)較好的旱柳材纖維和楊木纖維制備中密度纖維板，對(duì)楊柳木材纖維增強(qiáng)沙柳材中密度纖維板進(jìn)行了相關(guān)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究

2、。在對(duì)三種木材原料的纖維形態(tài)、化學(xué)成分、酸堿性、相對(duì)結(jié)晶度、表面官能團(tuán)等特性研究基礎(chǔ)上，采用ESR和FTIR技術(shù)分析了木纖維與UF樹(shù)脂的膠合機(jī)理，采用DSC和DMA技術(shù)探討了固化劑、防水劑等對(duì)UF樹(shù)脂固化過(guò)程吸放熱現(xiàn)象及熱機(jī)械性能的影響，并對(duì)楊柳木材纖維增強(qiáng)沙柳材中密度纖維板的制備關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。主要結(jié)論如下：
　?。?）楊木、旱柳材纖維壁厚、長(zhǎng)度和長(zhǎng)寬比明顯大于沙柳材纖維，三種木纖維壁腔比均小于1，都是很好的纖維原料；磨漿處

3、理后木材綜纖維素含量降低，木素、灰分、抽提物含量升高，pH值和酸堿緩沖容量、纖維素相對(duì)結(jié)晶度增大；與另外兩種纖維相比，旱柳材纖維綜纖維素含量高，沙柳材纖維抽出物含量高出明顯，沙柳材纖維pH值小，酸堿緩沖容量大；三種木纖維木素含量、纖維素相對(duì)結(jié)晶度差異不大；磨漿處理后，木材表面活性基團(tuán)明顯增強(qiáng)，有利于膠合。
　?。?）ESR結(jié)果表明，磨漿處理使木材表面自由基濃度明顯增強(qiáng)，旱柳材纖維表面自由基濃度最高，沙柳材纖維最?。籉TIR圖譜顯示

4、：木纖維與UF膠合過(guò)程中木纖維-OH和UF的-CH2OH發(fā)生反應(yīng)生成醚鍵；加入石蠟乳液，使木纖維和UF的親水基團(tuán)減弱，耐水基團(tuán)增強(qiáng)，同時(shí)也降低了-NH-的形成幾率，不利于UF樹(shù)脂的固化；固化劑的加入，促進(jìn)了UF中-OH、-NH2、-CH2OH等基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。
　?。?）DSC研究結(jié)果表明，固化劑加入量不超過(guò)3％時(shí)，增大固化劑加入量能促進(jìn)UF樹(shù)脂固化，當(dāng)加入量為2-3%時(shí)，同時(shí)也會(huì)加速UF樹(shù)脂降解；增大石蠟乳液加入量，會(huì)一定程度

5、的升高UF樹(shù)脂固化峰的峰值溫度，不利于UF樹(shù)脂固化；固化劑加入量為1%時(shí)，加入過(guò)硫酸銨時(shí)UF樹(shù)脂固化反應(yīng)表觀活化能、反應(yīng)級(jí)數(shù)、頻率因子及速率常數(shù)均高于硫酸銨和氯化銨。
　?。?）DMA研究結(jié)果顯示，固化劑用量增加，UF樹(shù)脂固化過(guò)程的儲(chǔ)能模量峰值溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降，促進(jìn)了UF樹(shù)脂固化。當(dāng)氯化銨、硫酸銨、過(guò)硫酸銨加入量分別為1%、2%、3%時(shí)，UF樹(shù)脂固化過(guò)程中儲(chǔ)能模量峰值最大。
　?。?）楊柳木材纖維增強(qiáng)沙柳材中密度纖維

6、板較佳工藝：熱壓溫度180℃，時(shí)間0.6min/mm，壓力3MPa，UF樹(shù)脂施膠量12%，石蠟乳液加入量1.5%，固化劑加入量可為1%氯化銨或2%硫酸銨或0.5%過(guò)硫酸銨。以沙柳材纖維作為纖維原料主體，隨旱柳材纖維、楊木纖維加入量的增加，中纖板力學(xué)性能隨之增強(qiáng)，吸水性能降低；當(dāng)固化劑過(guò)硫酸銨加入量0.5%，石蠟加入1.5%，旱柳材纖維加入量為10%~50%時(shí)，沙柳/旱柳中密度纖維板比沙柳材中密度纖維板的MOR、MOE、IB分別增加1.1

7、1~9.18%，2.26~15.31%，1~19.74%，TS降低1.30~5.89%；當(dāng)楊木纖維加入量為10%~50%時(shí)，沙柳/楊木中密度纖維板比沙柳材中密度纖維板的MOR、MOE、IB增加3.93~16.33%，4.61~22.05%，4.61~26.08%，TS降低2.77~8.58%；沙柳/楊木中纖板的性能優(yōu)于沙柳/旱柳中纖板。
　　本研究結(jié)果表明，楊柳木材纖維增強(qiáng)沙柳材中密度纖維板各項(xiàng)性能明顯優(yōu)于沙柳材中密度纖維板；利用