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1、北华大学林学院学士学位论文摘 要现代社会，随着经济的迅猛发展，人们生活水平的日益增高，对于非木质刨花板材的需求也不断的增长。由于森林资源的日益减少，充分利用废弃的蔗渣、玉米秸秆、稻草以及非木质的纤维材料制造人造板材代替实木人造板材已势在必行。稻草的刨花可实现废弃物的回收利用，带来相应的经济价值，所以本课题以稻草刨花为原料，购买脲醛胶，压制刨花模压板材。本课题中所需的脲醛胶从市场购买。胶的固体含量为54%，将施胶量、热压温度、热压时间作为三因素作正交实验，压制板材。对板材的板材内结合强度及板面静曲强度进行测试，对结果分析总结，得出最佳工艺参数为：施胶量20%、热压温度140、热压时间15min。
2、对应的最佳力学性能值为：内结合强度0.38MPa、静曲强度12.16MPa。关键词：非木质刨花；模压板材；工艺参数；力学性能 1AbstractModern society,with the rapid development of economy,people living standard increasing, for the plate demand continues to grow. Because the forest resources dwindling, To make full use of waste bagasse, corn straw and non wood f
3、iber materials to produce an artificial plate material instead of wood man-made board has be imperative.Corn straw shavings can realize the recycling of waste materials, bring the economic value, so this topic with corn straw shavings as raw material, in the laboratory preparation of melamine resin
4、adhesive, pressing flake molded sheet.Melamine plastic using M ( melamine ):U ( urea ) :F ( formaldehyde ) =1 13.1 15.3, adhesive solid content is 54%, the sizing, hot pressing temperature, hot pressing time as three factors orthogonal experiment, pressed sheet. On the plate thickness swelling, inte
5、rnal bond strength and surface plate bending strength test, on the analysis and summarization of results, the optimum process parameters: sizing quantity20%, temperature 140 , hot pressing time15min. The corresponding optimum mechanical properties: the absorbing water thickness expansion rate (2H )
6、9.76%, inner strength, bend strength of17.49Mpa,0.45MPa.Key words: Non wood shavings; Molded sheet; Process parameters; Mechanical properties目 录摘 要IIABSTRACTIII1绪论11.1 引言11.2 国内外研究概况21.2.1国外研究概况21.2.2 国内研究概况21.3 课题研究的目的与意义31.4 课题研究的主要内容42实验部分52.1脲醛胶理化性能测试42.1.1粘度测定42.1.2固含量测定42.1.3固化时间的测定52.2正交试验设计6
7、2.3非木质包装板材的压制62.3.1 实验材料与仪器62.3.2 工艺流程及注意事项73.非木质刨花板材性能测试83.1板材内结合强度的测定73.1.1实验原理、步骤、方法83.1.2实验结果与分析93.2 板面静曲强度的测量103.2.1实验原理、步骤、方法103.2.2实验结果与分析114.结论与成本估算144.1结论144.2 实验原料成本估算14参考文献15致 谢16III1绪论1.1 引言非木材纤维材料是指竹材、沙生灌木、农作物秸秆等植物纤维资源。废弃木质材料及非木质纤维资源的综合利用制造人造板自八十年代以来在我国得到了快速发展，特别是竹材刨花板、稻草刨花板板以及部分农作物秸秆包装
8、板目前已经形成了比较成熟的产业化生产工艺技术和成套设备生产技术，在生产实践中得到了大范围的推广，取得了显著的经济效益和社会效益。除利用木材外，利用亚麻屑、竹材、甘蔗渣、芦苇、稻草等非木质原料，均可生产出符合国家木质刨花板标准的刨花板。因此，进一步加强废弃木质材料及非木质纤维资源在我国非木质刨花板制造领域的研发和产业化推广工作，将对我国解决木材资源来源不足，保护森林资源和生态环境，将具有极大的现实意义1。随着我国人民生活水平的不断提高，我国木材应用与制造在近年来得到了快速发展，成为全球非木质板材制造工业产量增长最迅速的国家。而其中，非木质刨花板工业快速发展所面临的最主要的问题就是原料的供应问题2
9、。令人欣慰的是，我国不但拥有世界上最丰富的竹子资源、沙生灌木资源以及农作物秸秆资源，而且随着我国城市化的发展以及任命生活水平的提高，每年产生大量可以再生利用的废弃木质材料资源，将上述废弃木材资源以及非木材纤维资源进行高效率加工利用，将可以有力的缓解我国木材资源供应不足的现状。我国森林资源缺乏，木质刨花板工业所需要的大量木材资源供应不足已经是一个不争的实事。但是，另一方面，我国是一个农业大国，每年产生大量的非木材资源可以利用，从而达到解决木材资源短缺的问题。其中主要可以用于非木材人造板的资源包括竹子资源、农业剩余物秸秆资源、沙生灌木资源以及其它无机或有机材料资源2。非木质木材如麦秸、稻草等是一种
10、农业剩余物，目前大量地在田间地头烧掉，严重低污染了环境。以稻草为原料，配用少量无毒、无害的生态胶黏剂，经切割、磨碎、分级、拌胶、铺装成型、加压、砂光等工序制成的稻草人造板。具有质轻、坚固耐用、防蛀、抗水、无毒等特点。可广泛用于家具、建筑装修、建筑物的隔墙、吊顶基复合地板等，为代替木材和轻质墙板的理想材料，是一种绿色板材3。本课题的稻草刨花模压平板一体成型。该产品板面平整，其承载能力符合国家标准，与普通实木平板相当。由于生产过程中稻草板中心温度超过105，且产品的最终含水率低于9 %，因此产品可以抵抗各种昆虫和腐朽菌的侵蚀，不需再经任何其它处理即可达到国际植物保护公约组织于2002年制定的第15
11、号植物检疫措施国际标准国际贸易中木质包装材料管理准则（International Standard for Phytosanitary Measures 15，简称ISPM 15号）中对出口包装材料的检疫要求4。其外观结构如图1 所示。 a) 正面 b）反面图1-1 非木质板材照片图Fig.1-1 Photo of the wood 这种新型非木质刨花板材的物理力学性能满足行业需求；环保、免熏蒸、经济，是满足木材市场需要的最为理想的产品。它具有以下技术特点5：1） 薄壁结构，质轻，握钉力高，尺寸稳定性好，强度高。2） 形状稳定，不易变形，不扭曲和翘曲，能保持强度和刚度恒定，模压过程中消除了非木
12、质自身的天然缺陷。3） 生产工艺简单，生产成本低，产品强度好，防虫房主，不宜着火。4） 根据使用要求，选用不同的胶粘剂和添加剂，可得到耐水、阻燃、防腐等产品，可以一次性使用或回收重复使用。5） 产品属于环境友好型，可以实现再循环、再回收、再利用，低污染，回收率可达100 %。1.2 国内外研究概况1.2.1国外研究概况国外对麦秸和稻草作为板材原料的应用研究起始于斯强板，该技术最早发明于瑞典，现已有20多个国家建立了生产厂。其中美国和加拿大就有11家工厂，年生产能力约6400万m3。近年来，国外的秸秆人造板和稻草人造板研制取得了新的突破。以麦秸为原料，以MDI为胶黏剂麦秸人造板已投入大规模工业化
13、生产。目前在美国、加拿大及英国均有生产厂家，比较典型的、成熟的生产线主要分布在美国和加拿大。在非木质刨花板方面，克瓦纳一比松公司具有领先的生产技术及设各制造水平。克瓦纳集团公司是一个跨国公司，注册在挪威，主要从事造船业以及人造板生产设备的制造。目前很多大型的麦秸、刨花人造板生产线都是由该公司设计的，如北美北达科塔洲的Prime Board公司、加拿大曼尼托巴的Isoboard公司6。Prime Board公司于1995年7月开始投产，采用美国ICI公司开发的MDI胶作胶粘剂，每年用50000t的麦秸、刨花等生产53100 m3的高质量非木质人造板。Isoboard公司于1998年8月建成，年产
14、18万m3、板厚628 mm，第一条使用连续压机的非木质人造包装板生产线，这也是世界上最大的一条非木质人造刨花包装板生产线7。英国Cemlpark的公司在80年代末期就着手研制非木质造板的生产设备，与1995年向澳大利亚提供了两条由麦秸作为原料的人造刨花板生产线，1997年又进入了北美市场” 6。 目前Compark公司可生产出厚度至28ram的麦秸人造刨花板。另外，北美又另有10多个麦秸人造板厂在建或已经投产，年生产能力在600026500 m3。为了推动非木质板材的发展，1994年秋天由美国爱达荷大学组织召开了“第四届国际无机粘接木材与纤维合成材料大会”7。来自大会的信息表明，许多木材加工
15、厂已建成了非木质板材生产线，其产量已超过各厂产量的35%8。1.2.2 国内研究概况郑凤山，李月芬，丁占来等，做了玉米秸秆制造刨花板的研究9。其施胶量为绝干刨花的4%，热压温度为170，单位压力喂3.5Mpa，热压时间为15s/mm.王琪，李济宁，史宇亮等，选用胶合性能优越的落叶松单宁树脂胶，通过不同的刨花方式，将其热压成型后，测试他们的物理性能。结果表明刨花形态对板材内结合强度和吸水厚度膨胀率的影响最大10。陈明东等来自吉林农业大学，研究了玉米秸、豆秸混合原料秸秆板的工艺研究，并讨论了不同的工艺条件对秸秆板物理性能的影响10。北华大学沈德君，唐朝发老师，采用改性的异氰酸酯胶，使秸秆板的贴面效果达到相关的国标要求11。我国开发农业剩余物生产非木质人造板始于20世纪50年代末11。通过数十年的研究与探索，这种板的资源利用、产品种类、生产规模、工艺技术、性能质
