竹質重組材熱壓工藝與質量控制的研究.pdf

1、竹質重組材是一種以竹束為構成單元按順紋方向經組合膠壓而成的板方材。它具有力學性能優(yōu)異、物理性能優(yōu)良等特點，可廣泛應用于建筑結構材料、裝修裝潢材料、室內外地板、家具等領域。竹質重組材在生產過程中，每個環(huán)節(jié)的控制都將影響產品的性能。尤其是熱壓工藝，對產品的質量起決定性的作用。為進一步提高板材的質量，優(yōu)化生產工藝，對竹質重組材熱壓工藝與板材的性能關系進行深入研究是十分必要的，以便能夠更好的設計板材的生產工藝，使竹質重組材能夠更大程度上滿足使用

2、需求和市場前景。
　　本論文采用化學分析法測定竹材的化學組份，利用電鏡觀察竹材微觀結構，利用導熱儀分析竹材導熱性能，采用正交試驗方法控制熱壓過程中熱壓壓力、熱壓溫度、熱壓時間等工藝因素，對竹質重組材靜曲強度、彈性模量、吸水厚度膨脹率等相關物理力學性能進行檢測，研究竹質重組材板坯內的傳熱機理、降壓方式的選擇、竹質重組材質量缺陷的控制探討，以獲得各工藝因素之間最佳的協調性關系，達到縮短熱壓周期、提高生產效率的目標。本論文主要結論如下：

3、
　?。?）經漂白處理和炭化處理之后，竹束的纖維素、半纖維素、木質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、炭化竹束各化學組份的降解程度與蒸汽壓力與溫度、蒸煮時間、漂白劑種類與濃度、pH值、浴比等工藝參數密切相關。掃描電鏡觀察竹材，可知竹材包含基本組織薄壁細胞、維管束、導管、纖維鞘等。漂白處理后的竹束纖維素含量降低，細胞間的纖維相互滑移，將影響竹質重組材的物理力學性能。炭化處理后的竹束細胞空隙率明顯增加，纖維群的細胞間隙相互脫離，但相互間的脫離程度不大，說明炭化工藝影

5、響竹材整體強度不明顯。
　　（2）竹束導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，竹束的導熱系數隨之增加。在溫度80℃時，竹束導熱系數約為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）通過對竹質重組材熱壓工藝進行正交試驗，熱壓壓力、熱壓時間、熱壓溫度和表層含水率對靜曲強度、彈性模量、吸水厚度膨脹率均有不同程度

6、的影響。影響竹質重組材靜曲強度、彈性模量和吸水厚度膨脹率三個指標的因素主次都為熱壓壓力、熱壓時間、表層含水率、熱壓溫度。靜曲強度和彈性模量隨著壓力增大、時間延長、表層含水率增加先增強后下降，吸水厚度膨脹率先下降后提高。因此，在試驗范圍內，竹質重組材熱壓的最佳工藝條件為熱壓壓力4.5MPa、熱壓時間1.5 min·mm-1、熱壓溫度155℃、表層含水率18%。
　?。?）竹質重組材熱壓過程中，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，所需升溫時間也較長。
　?。?）熱壓中段采用“V”型的降壓方式，其最大的特點在于有利于板坯內部含水率的排出，進而縮短熱壓周期，提高出板溫度。試驗表明，出板溫度對靜曲強度、彈性模量、吸水厚度膨脹率影響一般顯著；降壓時間對靜曲強度影響一般顯著，其他因素影響性能不顯著。得出最佳工藝條件為降壓時間23m

8、in、排濕時間60s、降壓壓力1.0MPa、出板溫度70℃。在保壓過程結束后，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量缺陷產生，提高板材質量。
　　（6）竹質重組材產生質量缺陷的原因是多方面的，其涉及到原料本身性能、膠粘劑質量、鋪裝過程、熱壓工藝等，在實際生產中，要針對各工藝與要求，嚴格進行質量管理，發(fā)現質量問題及時彌補改進，提高產品性能。通