楊柳木材纖維增強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，沙柳材中密度纖維板的開發(fā)和推廣，成為沙生灌木綜合利用的一條有效途徑。由于沙柳材纖維長度較短，長寬比和壁厚小，加之現(xiàn)有生產(chǎn)條件對沙柳材剝皮難以實現(xiàn)，沙柳材纖維中樹皮含量較高，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，對楊柳木材纖維增強沙柳材中密度纖維板進行了相關(guān)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究

2、。在對三種木材原料的纖維形態(tài)、化學(xué)成分、酸堿性、相對結(jié)晶度、表面官能團等特性研究基礎(chǔ)上，采用ESR和FTIR技術(shù)分析了木纖維與UF樹脂的膠合機理，采用DSC和DMA技術(shù)探討了固化劑、防水劑等對UF樹脂固化過程吸放熱現(xiàn)象及熱機械性能的影響，并對楊柳木材纖維增強沙柳材中密度纖維板的制備關(guān)鍵技術(shù)進行了優(yōu)化。主要結(jié)論如下：
　?。?）楊木、旱柳材纖維壁厚、長度和長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、纖維素相對結(jié)晶度差異不大；磨漿處理后，木材表面活性基團明顯增強，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，旱柳材纖維表面自由基濃度最高，沙柳材纖維最??；FTIR圖譜顯示

4、：木纖維與UF膠合過程中木纖維-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的親水基團減弱，耐水基團增強，同時也降低了-NH-的形成幾率，不利于UF樹脂的固化；固化劑的加入，促進了UF中-OH、-NH2、-CH2OH等基團發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。
　　（3）DSC研究結(jié)果表明，固化劑加入量不超過3％時，增大固化劑加入量能促進UF樹脂固化，當(dāng)加入量為2-3%時，同時也會加速UF樹脂降解；增大石蠟乳液加入量，會一定程度

5、的升高UF樹脂固化峰的峰值溫度，不利于UF樹脂固化；固化劑加入量為1%時，加入過硫酸銨時UF樹脂固化反應(yīng)表觀活化能、反應(yīng)級數(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樹脂固化過程的儲能模量峰值溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降，促進了UF樹脂固化。當(dāng)氯化銨、硫酸銨、過硫酸銨加入量分別為1%、2%、3%時，UF樹脂固化過程中儲能模量峰值最大。
　?。?）楊柳木材纖維增強沙柳材中密度纖維

6、板較佳工藝：熱壓溫度180℃，時間0.6min/mm，壓力3MPa，UF樹脂施膠量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，吸水性能降低；當(dāng)固化劑過硫酸銨加入量0.5%，石蠟加入1.5%，旱柳材纖維加入量為10%~50%時，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，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，楊柳木材纖維增強沙柳材中密度纖維板各項性能明顯優(yōu)于沙柳材中密度纖維板；利用