木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板工藝研究

【摘要】：本論文以玉米秸稈皮碎料和木材纖維為原料,以改性脲醛樹脂膠作為膠黏劑研制木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板。針對木材纖維與玉米秸稈皮碎料在原料形態(tài)以及原料密度方面的差異,研究了運輸過程和鋪裝方式對混合物料的混合均勻性的影響規(guī)律,根據(jù)結(jié)果壓制上中下三層物料混合比不同的復(fù)合板材,并檢測其物理力學(xué)性能；研究了木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板的熱壓工藝方法,采用正交實驗法研究了熱壓時間、熱壓溫度、施膠量、物料混合比等對木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板外觀質(zhì)量和主要物理力學(xué)性能的影響；在分析正交試驗所得實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,進一步研究了施膠量和物料混合比等單因素對復(fù)合板材性能的影響；最后研究了玉米秸稈皮的酸堿處理對其與木材單板膠合界面性能的影響；通過掃描電子顯微鏡SEM觀察了正交試驗、單因素試驗及玉米秸稈皮與薄單板界面膠結(jié)情況；通過動態(tài)機械熱分析DMA、熱重分析TGA分析了木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板的動態(tài)熱力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。 研究結(jié)果表明：施膠前后的混合物料在運輸過程中均會出現(xiàn)各層的混合比差異現(xiàn)象,但施膠后的混合物料均勻性稍好；采用氣流鋪裝和機械鋪裝方式的板坯中混合物料的混合比也有明顯的差異現(xiàn)象,離鋪裝頭近的板坯巾玉米秸稈皮碎料的含量多,板坯中心均勻性較好。正交實驗結(jié)果顯示原料混合比和施膠量對木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板的24hTS、MOE都有高度顯著性影響,熱壓時間對24hTS有高度顯著性影響,熱壓溫度對板材的外觀質(zhì)量有明顯的影響,溫度越高,混合物料中的玉米秸稈皮碎料炭化現(xiàn)象越嚴重,隨著施膠量和混合物料中木材纖維含量的增加,復(fù)合板材的力學(xué)性能顯著提高,通過SEM觀察和DMA分析木材纖維含量增加可以提高復(fù)合板的剛性,施膠量在一定范圍內(nèi)時界面膠結(jié)性能較好,在膠結(jié)斷面看到木材纖維和玉米秸稈皮碎料外表皮被拔斷。TGA試驗數(shù)據(jù)證明在一定的原料混合比和施膠量下,復(fù)合板的熱穩(wěn)定性較好。酸堿處理后的玉米秸稈皮和木材單板的膠接性能有所提高。 綜上得出：熱壓溫度為130℃、熱壓時間為3min、施膠量為10%、玉米秸稈皮碎料與木材纖維混合比為5：5或6：4時,復(fù)合板材的物理力學(xué)性能基本達到國家標準《GB/T11718-2009中密度纖維板》室內(nèi)型板質(zhì)量要求。 【關(guān)鍵詞】：復(fù)合板 改性脲醛樹脂膠 鋪裝方式 工藝條件 抗拉強度
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TS653
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 我國木材資源的儲量及利用情況9
• 1.2 我國農(nóng)作物秸稈的儲量及利用現(xiàn)狀9-10
• 1.3 農(nóng)作物秸稈部分替代木材的可行性10-11
• 1.4 農(nóng)作物秸稈人造板的發(fā)展11-12
• 1.4.1 國外研究進展11-12
• 1.4.2 國內(nèi)研究進展12
• 1.5 玉米秸稈的特征及利用意義12-14
• 1.5.1 玉米秸稈的特征12-14
• 1.5.2 玉米秸稈的利用意義14
• 1.6 改性脲醛樹脂膠14-15
• 1.7 木材纖維/玉米秸稈皮碎料人造板的研究發(fā)展現(xiàn)狀15
• 1.8 本研究的意義及創(chuàng)新點15-16
• 2 實驗原料的制備及實驗儀器設(shè)備16-20
• 2.1 實驗原料的制備及處理16
• 2.1.1 玉米秸稈皮碎料16
• 2.1.2 玉米秸稈皮的酸堿處理16
• 2.1.3 膠黏劑16
• 2.1.4 玉米秸稈皮板與普通中密度纖維板16
• 2.2 試驗設(shè)備16-17
• 2.2.1 加工設(shè)備16-17
• 2.2.2 檢測設(shè)備17
• 2.3 試驗方法17-18
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡分析SEM17
• 2.3.2 動態(tài)機械熱分析DMA17-18
• 2.3.3 熱重分析TGA18
• 2.4 試驗工藝流程圖18
• 2.5 檢驗標準18-20
• 2.5.1 試驗測試項及指標18-20
• 3 玉米秸稈皮碎料與木材纖維混合相適性研究20-32
• 3.1 實驗設(shè)計方法與步驟20-21
• 3.1.1 實驗設(shè)計方法20
• 3.1.2 實驗具體操作步驟20-21
• 3.2 實驗結(jié)果及分析21-28
• 3.2.1 未施膠木纖維與玉米秸稈皮碎料混合震動后取樣結(jié)果分析21-23
• 3.2.2 施膠后木纖維與玉米秸稈皮碎料混合震動后取樣結(jié)果分析23-24
• 3.2.3 施膠后木材纖維與玉米秸稈皮碎料混合物料機械鋪裝形成板坯取樣結(jié)果分析24-26
• 3.2.4 施膠后木材纖維與玉米秸稈皮碎料混合物料氣流鋪裝形成板坯取樣結(jié)果分析26-28
• 3.3 根據(jù)試驗結(jié)果模擬壓制木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板28-31
• 3.3.1 實驗方案的設(shè)計28-29
• 3.3.2 模擬壓制板材的物理力學(xué)性能測定29-30
• 3.3.3 實驗結(jié)果分析30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 4 木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板工藝研究32-44
• 4.1 多因素實驗確定實驗因子及固定條件32
• 4.2 制定正交實驗表32-33
• 4.3 復(fù)合板性能檢測及結(jié)果分析33-35
• 4.3.1 正交試驗性能檢測結(jié)果33
• 4.3.2 檢驗標準及數(shù)據(jù)可靠性分析33-34
• 4.3.3 試驗結(jié)果方差分析34-35
• 4.4 正交試驗結(jié)果討論35-37
• 4.4.1 混合比對復(fù)合板材性能的影響35
• 4.4.2 施膠量對復(fù)合板材性能的影響35-36
• 4.4.3 熱壓時間對復(fù)合板材性能的影響36
• 4.4.4 熱壓溫度對復(fù)合板材性能的影響36-37
• 4.5 復(fù)合板外觀質(zhì)量評價37-38
• 4.5.1 熱壓溫度和熱壓時間對復(fù)合板材外觀質(zhì)量的的影響37
• 4.5.2 混合比對復(fù)合板材外觀質(zhì)量的的影響37-38
• 4.6 木材纖維/玉米秸稈皮碎料復(fù)合板相關(guān)儀器分析38-43
• 4.6.1 掃描電子顯微鏡分析SEM38-39
• 4.6.2 動態(tài)機械熱分析DMA39-41
• 4.6.3 熱重分析TGA41-43
• 4.7 本章小結(jié)43-44
• 5 混合比及施膠量等單因素對復(fù)合板性能的影響44-53
• 5.1 單因素實驗設(shè)計44
• 5.2 實驗結(jié)果與討論44-45
• 5.2.1 實驗數(shù)據(jù)及統(tǒng)計分析44
• 5.2.2 混合比對復(fù)合板材性能的影響44-45
• 5.2.3 施膠量對復(fù)合板材性能的影響45
• 5.3 最佳工藝驗證試驗及甲醛釋放量檢測45-46
• 5.3.1 驗證實驗45-46
• 5.3.2 最佳工藝壓制板材甲醛釋放量的檢測46
• 5.4 復(fù)合板材的相關(guān)儀器分析46-51
• 5.4.1 掃描電子顯微鏡分析SEM46-48
• 5.4.2 動態(tài)機械熱分析DMA48-49
• 5.4.3 熱重分析TGA49-51
• 5.5 本章小結(jié)51-53
• 6 不同方法處理后玉米秸稈皮與木材界面結(jié)合情況的研究53-56
• 6.1 玉米秸稈皮的處理方法53
• 6.2 處理后玉米秸稈皮與木材單板的復(fù)合53
• 6.3 復(fù)合板抗拉強度試驗的檢測結(jié)果及分析53
• 6.4 三種試樣斷裂面的SEM觀察53-55
• 6.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-60
• 附錄60-61
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61-62
• 致謝62-63

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