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1、1,1 结构材常用原料,第二章 结构材原料,2,第二章结构材原料 1. 人造板结构材常用原料,1.1.单板层积材原料 a.大径级通直阔叶材原木。如水曲柳、椴木、桦木、黄菠萝等。 b.大径级通直针叶材原木。如落叶松、樟子松、马尾松等。 径级要求大于26cm（胸径） 因阔叶材纹理美观、无树脂等，一般用于非结构用层积材，针叶材强度高，多用于结构用层积材。 竹材也可以用做层积材原料，但处于开发阶段。,3,层积材生产中对原料要求最高，主要要求原木的质量、原木的长度、原木的径级和原木的材性。,原木质量 稍度、机械损伤、环裂、断裂、空心、腐心等缺陷对出材率有影响；斜纹、节子、蜗纹、变色影响表面质量和强度。
2、原木长度 层积材使用的原木的长度为4、5、6m长度公差为+6-2cm。 原木的径级 原木的径级影响出材率和劳动生产率层积材用材的最小直径为26cm，检尺按照2cm进级。 原木材性 密度大、硬度高、干燥变形较大的树种避免使用。,1.2.层积材生产对原料的要求,4,1. 2.纤维板（刨花板）原料 纤维板使用的原料很多，原料的来源广根据性质主要分为木材原料和非木材原料，木材原料大约占90%以上。 1.2.1.木材原料： 用于制造纤维板（刨花板）的原料很多，目前南方制造纤维板使用最多的是针叶材和硬阔叶材（桉树），针叶材和软阔叶材用于刨花板；北方使用较多的是针叶材和软阔叶材（杨木）。阔叶材原料的价格低，
3、而且适合种植速生丰产林，因此阔叶材的比例越来越大。定向刨花板针叶材比较好，也开发了杨木速生材定向刨花板。,5,木材原料应用于制造纤维板（刨花板）主要有两类： 1.未加工的林产品 主要是等外木材，抚育伐材或薪炭材、枝桠材、速生林等。 大径的原木制造纤维板（刨花板）得率高，但价格高，国外使用的较多，国内使用的一般是小径材，原木的径级对纤维板生产影响较小，径级大，木片质量好，分离纤维均匀。制造定向刨花板使用径级比较大的木材。,6,2.木材加工剩余物 制材厂剩余物，家具厂和胶合板厂剩余物。 制材厂的剩余物主要是板皮、板条、锯末和截头。胶合板的剩余物为木芯、碎单板、原木截头和胶合板边条。一般家具厂的剩余
4、物不制造纤维板，胶合板厂的碎单板和胶合板边条不用于刨花板。胶合板厂的表层碎单板可以用于定向刨花板。,7,1.2.2.非木材植物原料 非木材原料主要是利用一些灌木、竹材、农业生产剩余物和农业加工剩余物： 1.灌木 灌木的种类较多，主要应用的是杨柳科灌木，如沙柳等。柠条也被研究用来生产纤维板和刨花板。,2.竹材 南方竹材资源较多，利用竹材可以生产刨花板，但竹材硬度较大，制造刨花较困难。胶合亦困难，制造刨花板时，胶粘剂需要改性，热压时压力较大。竹材不易分离纤维制造纤维板较少。,8,3.农业生产剩余物 农业生产剩余物主要是指农业生产收获后的剩余物，主要有棉杆、麦秸、稻草杆、玉米秸、葵花秆等。棉杆是比较
5、好的原料，农作物生产剩余物生产刨花板（纤维板）两个主要问题需解决好，一个是胶合问题，一个是防水问题。,4.农业加工剩余物 农业加工剩余物主要是指农作物经过工业加工提取有用的物质后的剩余物，主要有亚麻杆、甘蔗渣。,9,刨花板、纤维板生产，主要使用小径木；采伐剩余物以及非木材纤维材料。要求原料具有一定的纤维素含量。对原料的树种、原料质量、树皮含量和含水率都有一定的要求。,树种 单一树种比较好，不同的树种应材性相近的（密度、压缩率、化学组成）一起使用，且要有固定的比例搭配。一般刨花板选用密度低强度高的材料，纤维板可以使用密度较高的原料。,1.2.6.刨花板、纤维板生产对原料的要求,10,树种 树种主
6、要影响刨花板（纤维板）的密度，低密度的原料能制造高质量的刨花板，制造刨花板最好用低密度高强度的原料。制造纤维板最好用高密度高强度的原料，原料密度低，抗压强度低，热压时刨花接触紧密，针叶材一般密度低，强度高是制造刨花板的比较好的原料，制出的刨花板强度高，但针叶材制造刨花板，颜色深，制造刨花板时因抽出物较多影响胶合。 单一的树种比较好，单一的材料易于胶合，如果材性差别比较大的原料在一起使用，刨花板（纤维板）变形比较大。使用时最好分开单独使用。,1.2.6.刨花板、纤维板生产对原料的要求,11,在生产中原料的密度变化是不可避免的，利用好原料密度对刨花板（纤维板）生产的有利因素。是可以制造出合格优质的
7、刨花板（纤维板） ，如果合理的使用材料可以制造高质量的刨花板（纤维板） ，原料变化，一定要合理搭配，而且搭配的比例要固定。 树种的PH值对刨花板（纤维板）的生产影响也是比较大的，因为影响胶合的关键是系统的PH值。当然系统的PH值可以通过施加固化剂来调节。对于特定的情况需要施加缓冲剂。 原料的抽出物对刨花板（纤维板）的性能影响也有，抽出物影响胶合，同时也影响刨花板（纤维板）的耐水性。,1.2.6.刨花板、纤维板生产对原料的要求,12,原料的质量 原料的质量主要是指原料的形状，杂物的夹杂量，树皮的含量，心边材的比例等,同一树种芯边材性能相差较大，边材吸收胶粘剂的能力较强，这样边材因胶粘剂深入内部较
8、多而缺胶。使用小径木或枝桠材做刨花板（纤维板），或原料中边材比例较大时，应适当多加胶粘剂。 原料质量不同，加工的工艺也不同，加工出来的刨花（纤维）的质量差别较大，对刨花板（纤维板）的生产工艺和刨花板（纤维板）的质量都影响较大。,1.2.6.刨花板、纤维板生产对原料的要求,13,原料中的树皮含量 形成层以外的是树皮，树皮分为外皮和内皮。,外皮一般强度低，颜色深，内皮一般有嫩皮纤维组成，纤维细长，拌胶时易结团，热磨时纤维易分解破碎。外皮强度低，量大刨花板（纤维板）强度下降。 树木中树皮一般占1015%，枝桠材一般占25%左右，不同的径级树皮含量不同，径级大树皮含量低，刨花板（纤维板）生产树皮含量一
9、般不超过10%。,1.2.6. 刨花板、纤维板生产对原料的要求,14,树皮对强度影响较大，对吸湿性影响较小，部分原料的树皮对改善刨花板（纤维板）的耐水性有益。,1.2.6.刨花板、纤维板生产对原料的要求,15,原料的含水率 刨花板（纤维板）生产时含水率影响生产，也影响质量，含水率不合理不能生产出合格的刨花（纤维），原料的含水率影响主要有两个方面，一是含水率不均匀，二是含水率高或低，刨花板（纤维板）生产要求含水率为4060%。 原料的含水率不均匀，生产工艺控制困难，含水率高或低制造的刨花形态不好。分离的纤维不均匀。,1.2.6.刨花板、纤维板生产对原料的要求,16,集成材应用的原料为木质原料，木
10、材学已经做详细介绍。 结构用集成材主要是针叶材原木，非结构用可以使用阔叶材原木。,第二章结构材原料 2.木质原料的性质,17,在一定的条件下，将两个物体粘合起来的物质，称为胶粘剂。能使木材与木材或木材与其他材料通过表面胶接在一起的物质为木材胶粘剂。在人造板生产中，胶粘剂是构成人造板必不可少的重要材料，对板的质量和产量起着极关键的作用，同时也直接关系到制品的成本。 3.1.胶粘剂应具备的条件 1.胶粘剂应具有足够的流动性，对固体表面很好地润湿。木质和非木质原料是极性物质，在其表面具有部分极性基因，而具有极性基团胶粘剂，才能容易地被基材表面所吸附，即有好的润湿性，才能形成牢固结合，这是首要条件。,
11、第二章结构材原料 3. 胶粘剂及其他辅助材料,18,2.胶粘剂使用时的特性不一样，应根据使用要求具备不同的使用性能。 使用性能主要有粘度、浓度、活性期、固化条件、固化速度等。 胶粘剂的粘度、浓度不但与施胶方法、设备、用胶量等因素有关，还与胶合工艺及产品种类与质量有关。 胶液的活性期决定了胶粘剂使用时间的长短。一般生产周期短的可选用活性期较短的胶料；相反，则选用活性期较长的胶种。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,19,胶粘剂的固化条件及固化速度，随胶种不同而异。胶的固化条件主要有：温度、压力和被胶粘基材的含水率等。绝大多数胶粘剂胶合时都必须施加一定的压力，仅是不同板种压力大小不同。对
12、温度的要求，则根据胶种是热固、热塑或冷固等不同性质而异。胶粘剂固化速度不仅影响生产率，而且影响产品质量和生产成本。一般说来，有机合成树脂胶粘剂的固化速度比无机胶粘剂要快。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,20,3.胶粘剂固化后能形成牢固的胶层，具有化学稳定性，制品具有足够的耐久性。由于各种胶粘剂的耐久性不一，即使同一种胶粘剂在不同的条件下耐久性也不一样。脲醛树脂不宜在高温高湿条件下使用，它的胶层，即使在一般条件下，也极易老化。脲醛树脂热固化的胶层耐久性比常温固化的好。酚醛树脂，在一切条件下都有相当的耐久性，在高温高湿反复的情况下，更显出它的优越性。三聚氰胺树脂在较不利的条件下，仍有
13、相当的耐久性，但在高温高湿反复的情况下，耐久性不如酚醛树脂。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,21,4.胶粘剂形成的胶接接头在其体积收缩时，产生的内部应变要小，且应具有逐渐消失的能力。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,22,3.2.胶粘剂种类：,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,23,3.2. 1、天然物质胶粘剂 3.2. 2、合成树脂胶粘剂 合成树脂胶粘剂是有机物合成的高分子化合。它的优点是：原料来源丰富，品种繁多，可根据不同需要选择原料的配比和适当的加工工艺，制成满足性能要求的胶粘剂。 在木材加工和人造板工业中，目前使用范围最广、用量最大的是脲醛和酚醛树脂
14、，约占总用胶量的95%左右。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,24,1.脲醛树脂（UF） 以尿素和甲醛作原料，进行缩聚反应制得的。由于其原料资源丰富，生产工艺简单，胶合性能好，具有较高的胶合强度，较好的耐温、耐水、耐腐性能。树脂色泽浅，成本低廉，因而得到广泛的应用。 脲醛树脂易老化，但可通过苯酚、间苯二酚、三聚氰胺等共聚进行改性。此外，也可用醋酸乙烯树脂与其混合制成改性脲醛树脂。可以使用固化剂提高脲醛树脂的固化速度和固化程度。固化剂应用最普遍的是氯化铵。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,25,2.酚醛树脂（PF） 苯酚与甲醛缩聚形成的树脂。酚醛树脂胶具有胶合强度高、耐水
15、性强、耐热性好、化学稳定性高及不受菌虫侵蚀等优点；但颜色较深和胶层较脆。适用于制造室内外使用的各种人造板。胶合板制造，一般使用水溶性树脂。醇溶性酚醛树脂，游离酚含量高，污染性大，用于室外和制造水泥膜板。 酚醛树脂对板坯含水率控制要求严格，热压温度要求高，时间比较长，通常采用和间苯二酚或三聚氰胺共缩聚的改性酚醛树脂。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,26,3.三聚氰胺树脂（MF）和三聚氰胺脲醛树脂（UMF） 三聚氰胺树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成。这种树脂的耐热和耐水性能，均较酚醛树脂和脲醛树脂为优，由于三聚氰胺原料价格昂贵，目前，国内主要用于制造装饰贴面用胶膜。 三聚氰胺脲醛树脂是
16、由三聚氰胺、尿素与甲醛等原料缩聚而成的。它的性能决定于尿素和三聚氰胺的摩尔比。三聚氰胺作为脲醛树脂的改性剂，加入量为尿素量的520%，加量大，成本高。中密度纤维板使用的较多。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,27,4.异氰酸酯胶粘剂（MDI） （1）可乳化MDI 异氰酸酯化合物或含NCO基（异氰酸酯基）预聚体,分散于水而形成的分散液称为异氰酸酯乳液。 MDI 产品简单地与水搅拌形成微细颗粒的水性乳液，形成的低粘度乳液具有很好的稳定性，但因为存在的异氰酸酯基团与水缓慢反应，适用期一般只有23h，不过即使粘度增大到不能使用的程度，NCO的含量仍能保持原有的90% ，并且在相当大的MDI 乳液浓度范围内适用期变化不大，但当异氰酸酯浓度大于70%时，适用期缩短；升高温度会使适用期缩短。,第二章结构材原料 3.胶粘剂及其他辅助材料,28,（2）异氰酸酯共混复合胶粘剂 木材胶粘剂逐渐从以往以单一聚合物为基料的状况进入到采用共混、复合等现代材料的新的发展阶段。异氰酸酯活性高，综合性能优异，广泛用于与现有木材加工用胶粘剂的共混复合改性。为了降
