麥秸-木材復(fù)合無機碎料板制備及性能.pdf

1、近年來，為了解決我國秸稈資源豐富、資源利用率低的問題，秸稈人造板作為農(nóng)作物秸稈高值化綜合利用新技術(shù)得到廣泛研究。然而目前秸稈人造板存在膠合性能差、甲醛污染、易引發(fā)火災(zāi)等缺陷。本文以麥秸、木材碎料和無機膠黏劑為主要材料制備麥秸/木材復(fù)合無機碎料板，通過單因素試驗法，采用熱壓工藝，以麥秸與木材碎料均勻混合和分層復(fù)合兩種組坯方式，分別制備了均質(zhì)結(jié)構(gòu)板和三層結(jié)構(gòu)板，研究了麥秸和木材配比、施膠量、板密度、熱壓時間、熱壓溫度、養(yǎng)護時間等因子對板材物

2、理力學(xué)性能的影響，獲得了兩種板材的最佳制備工藝參數(shù)，并探究了兩種板材的阻燃性能;然后將相同制備條件下的均質(zhì)結(jié)構(gòu)板和三層結(jié)構(gòu)板的物理力學(xué)性能和阻燃性能進(jìn)行了對比分析。以期獲得強度高、成本低、防火、抑煙、無人工甲醛釋放的優(yōu)良秸稈板材。
　　(1)施膠量優(yōu)選預(yù)實驗，選取木材施膠量分別為51％、55％、59％、63％，制備木材無機碎料板，選取麥秸施膠量分別為62％、66％、70％、74％，制備麥秸無機碎料板，通過力學(xué)性能檢測，確定最佳木材

3、碎料施膠量為59％，最佳麥秸碎料施膠量為70％。
　　(2)探究麥秸/木材均質(zhì)復(fù)合無機碎料板制備工藝，結(jié)果表明隨著麥秸與木材配比的減小，板材MOR、MOE和IB逐漸增大，TS逐漸減小，優(yōu)選配比為4∶6;隨著施膠量從57％增加至66％，板材MOR和MOE先增大后減小，IB逐漸增大，TS逐漸減小，施膠量為63％時，MOR和MOE達(dá)到最大;隨著密度從0.9g/cm3增加到1.2g/cm3，板材MOR、MOE、IB逐漸增大，TS逐漸減小;

4、隨著熱壓時間15min延長至30 min，MOR、MOE和IB先大幅增大后緩慢增加，TS先大幅減小后緩慢減小;隨著熱壓溫度從70℃升高到110℃，板材MOR、MOE和IB先增大后減小，TS先減小后增大，熱壓溫度為100℃時，板材MOR、MOE和IB分另達(dá)到最大值16.8 MPa、3350 MPa和0.56 MPa，TS達(dá)到最小值3.5％;隨著養(yǎng)護時間從7天延長至16天，板材MOR、MOE、IB逐漸增加至趨于平穩(wěn)，TS逐漸減小至趨于平穩(wěn);

5、麥秸/木材均質(zhì)復(fù)合無機碎料板優(yōu)化制板工藝為m（麥秸）∶m（木材）=4∶6，施膠量63％，密度1.2g/cm3，熱壓時間30 min，熱壓溫度100℃，養(yǎng)護時間13天。
　　(3)探究麥秸/木材分層復(fù)合無機碎料板的制備工藝，結(jié)果表明隨著麥秸與木材配比的增加，板材MOR和MOE逐漸減小，IB逐漸增大，TS逐漸減小，為了提高三層結(jié)構(gòu)板的內(nèi)結(jié)合強度，優(yōu)選配比為5∶5;隨著板材密度從0.9g/cm3增加到1.2g/cm3，板材MOR、MOE

6、、IB逐漸增大，TS逐漸減小;隨著熱壓時間從15min延長至30 min，板材MOR、MOE、IB先大幅增加然后趨于平衡，TS與IB趨勢相反，熱壓時間為30 min時，板材MOR、MOE、IB分別趨于最大值16.5 MPa、3280 MPa、0.48 MPa，TS趨于最小值4.4％;隨著熱壓溫度從70℃升高至110℃，板材MOR、MOE、IB先逐漸增大后減小，TS先逐漸減小后增大;熱壓溫度為100℃時，板材MOR、MOE、IB分別達(dá)到最

7、大值17.1 MPa、3400 MPa和0.5MPa，TS達(dá)到最小值4％;隨著養(yǎng)護時間從7天延長至16天，板材MOR、MOE、IB先大幅增加后緩慢增加，TS先大幅減小后緩慢減小;三層結(jié)構(gòu)板的優(yōu)化制板工藝為，m（麥秸）∶m（木材）=5∶5，密度1.2g/cm3，熱壓時間30 min，熱壓溫度100℃，養(yǎng)護時間13天。
　　(4)通過與麥秸無機碎料板，木材無機碎料板，普通有機膠粘劑膠合麥秸板的對比探究麥秸/木材均質(zhì)復(fù)合無機碎料板的阻燃

8、性能，結(jié)果表明與普通有機膠粘劑膠合麥秸板相比，無機膠粘劑能顯著降低板材的熱釋放和煙釋放，麥秸/木材均質(zhì)復(fù)合無機碎料板的阻燃抑煙性能優(yōu)于木材無機碎料板，低于麥秸無機碎料板;通過與麥秸無機碎料板，木材無機碎料板，普通有機膠粘劑膠合麥秸板的對比探究麥秸/木材分層復(fù)合無機碎料板的阻燃性能，結(jié)果表明三層結(jié)構(gòu)板的熱釋放和煙釋放都大大低于普通有機膠粘劑膠合麥秸板，三層結(jié)構(gòu)板的阻燃抑煙性能優(yōu)于木材無機碎料板，低于麥秸無機碎料板。麥秸/木材復(fù)合無機碎料板

9、在防火抑煙方面是一種理想的室內(nèi)外裝修、家具及建筑墻體材料。
　　(5)按照相同制備工藝制備均質(zhì)結(jié)構(gòu)板和以麥秸為表層、木材為芯層的三層結(jié)構(gòu)板，對比分析兩種板材的物理力學(xué)性能和阻燃性能，結(jié)果表明，三層結(jié)構(gòu)板的MOR、MOE高于均質(zhì)結(jié)構(gòu)板，三層結(jié)構(gòu)板的IB低于均質(zhì)結(jié)構(gòu)板，TS高于均質(zhì)結(jié)構(gòu)板;三層結(jié)構(gòu)板的HRR、THR、SPR、TSP、MLR低于均質(zhì)結(jié)構(gòu)板，點燃時間延長了25s，表明三層結(jié)構(gòu)板的阻燃性能優(yōu)于均質(zhì)結(jié)構(gòu)板。綜合來看，較優(yōu)的板坯