竹質(zhì)重組材熱壓工藝與質(zhì)量控制的研究.pdf

1、竹質(zhì)重組材是一種以竹束為構(gòu)成單元按順紋方向經(jīng)組合膠壓而成的板方材。它具有力學(xué)性能優(yōu)異、物理性能優(yōu)良等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)材料、裝修裝潢材料、室內(nèi)外地板、家具等領(lǐng)域。竹質(zhì)重組材在生產(chǎn)過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)的控制都將影響產(chǎn)品的性能。尤其是熱壓工藝，對產(chǎn)品的質(zhì)量起決定性的作用。為進(jìn)一步提高板材的質(zhì)量，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，對竹質(zhì)重組材熱壓工藝與板材的性能關(guān)系進(jìn)行深入研究是十分必要的，以便能夠更好的設(shè)計(jì)板材的生產(chǎn)工藝，使竹質(zhì)重組材能夠更大程度上滿足使用

2、需求和市場前景。
　　本論文采用化學(xué)分析法測定竹材的化學(xué)組份，利用電鏡觀察竹材微觀結(jié)構(gòu)，利用導(dǎo)熱儀分析竹材導(dǎo)熱性能，采用正交試驗(yàn)方法控制熱壓過程中熱壓壓力、熱壓溫度、熱壓時(shí)間等工藝因素，對竹質(zhì)重組材靜曲強(qiáng)度、彈性模量、吸水厚度膨脹率等相關(guān)物理力學(xué)性能進(jìn)行檢測，研究竹質(zhì)重組材板坯內(nèi)的傳熱機(jī)理、降壓方式的選擇、竹質(zhì)重組材質(zhì)量缺陷的控制探討，以獲得各工藝因素之間最佳的協(xié)調(diào)性關(guān)系，達(dá)到縮短熱壓周期、提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)。本論文主要結(jié)論如下：

3、
　?。?）經(jīng)漂白處理和炭化處理之后，竹束的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及各類抽提物含量均有所降低。漂白竹束、炭化竹束的纖維素降低幅度分別為4.72％、5.08%，半纖維素降低幅度分別為15.20%、17.40%，木質(zhì)素降低幅度分別為5.70%、6.25%，熱水抽提物降低幅度分別為7.20%、10.45%，1%NaOH抽提物降低幅度分別為3.20%、1.69%，苯醇抽提物含量降低幅度分別為6.88%、2.04%。由此可知，在三大素中，

4、半纖維素變化幅度最大；在各抽提物中，熱水抽提物降低幅度最大。竹束、漂白竹束、炭化竹束各化學(xué)組份的降解程度與蒸汽壓力與溫度、蒸煮時(shí)間、漂白劑種類與濃度、pH值、浴比等工藝參數(shù)密切相關(guān)。掃描電鏡觀察竹材，可知竹材包含基本組織薄壁細(xì)胞、維管束、導(dǎo)管、纖維鞘等。漂白處理后的竹束纖維素含量降低，細(xì)胞間的纖維相互滑移，將影響竹質(zhì)重組材的物理力學(xué)性能。炭化處理后的竹束細(xì)胞空隙率明顯增加，纖維群的細(xì)胞間隙相互脫離，但相互間的脫離程度不大，說明炭化工藝影

5、響竹材整體強(qiáng)度不明顯。
　?。?）竹束導(dǎo)熱性能主要受密度和含水率的影響，隨著含水率和密度的增加，竹束的導(dǎo)熱系數(shù)隨之增加。在溫度80℃時(shí)，竹束導(dǎo)熱系數(shù)約為0.1136～0.1137 w/m.k。采用差熱掃描量熱儀對酚醛樹脂的固化特性研究表明，在熱壓溫度146℃下，酚醛樹脂膠粘劑固化效果最好。
　　（3）通過對竹質(zhì)重組材熱壓工藝進(jìn)行正交試驗(yàn)，熱壓壓力、熱壓時(shí)間、熱壓溫度和表層含水率對靜曲強(qiáng)度、彈性模量、吸水厚度膨脹率均有不同程度

6、的影響。影響竹質(zhì)重組材靜曲強(qiáng)度、彈性模量和吸水厚度膨脹率三個(gè)指標(biāo)的因素主次都為熱壓壓力、熱壓時(shí)間、表層含水率、熱壓溫度。靜曲強(qiáng)度和彈性模量隨著壓力增大、時(shí)間延長、表層含水率增加先增強(qiáng)后下降，吸水厚度膨脹率先下降后提高。因此，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，竹質(zhì)重組材熱壓的最佳工藝條件為熱壓壓力4.5MPa、熱壓時(shí)間1.5 min·mm-1、熱壓溫度155℃、表層含水率18%。
　?。?）竹質(zhì)重組材熱壓過程中，板坯芯層溫度的變化可分為水分蒸發(fā)前的快速

7、升溫階段、水分汽化過程的恒溫階段以及快速降溫階段。板坯厚度直接影響傳熱效果，板坯越薄，傳熱速度越快。板坯厚度增大,則板的芯表層溫差也較大，所需升溫時(shí)間也較長。
　?。?）熱壓中段采用“V”型的降壓方式，其最大的特點(diǎn)在于有利于板坯內(nèi)部含水率的排出，進(jìn)而縮短熱壓周期，提高出板溫度。試驗(yàn)表明，出板溫度對靜曲強(qiáng)度、彈性模量、吸水厚度膨脹率影響一般顯著；降壓時(shí)間對靜曲強(qiáng)度影響一般顯著，其他因素影響性能不顯著。得出最佳工藝條件為降壓時(shí)間23m

8、in、排濕時(shí)間60s、降壓壓力1.0MPa、出板溫度70℃。在保壓過程結(jié)束后，可選擇兩段降壓過程。第一段為壓力1.5MPa，第二段壓力為0.8MPa。分段降壓方式可釋放板坯中的蒸汽壓力，有效防止分層鼓泡等質(zhì)量缺陷產(chǎn)生，提高板材質(zhì)量。
　?。?）竹質(zhì)重組材產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的原因是多方面的，其涉及到原料本身性能、膠粘劑質(zhì)量、鋪裝過程、熱壓工藝等，在實(shí)際生產(chǎn)中，要針對各工藝與要求，嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管理，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時(shí)彌補(bǔ)改進(jìn)，提高產(chǎn)品性能。通