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纤维质量与纤维板性能的关系

    纤维板制造对纤维质量的要求,一般是根据产品类别、生产工艺及设备状况而定。就纤维质量综合而言,要求被分离的纤维具备一定的比表面积和良好交织性,要求有一定长宽比、筛分值和纤维滤水性、透气性、化学组分和纤维聚合度等性能均有严格的要求。如湿法生产,在板坯成型和热压过程中,均要求纤维板坯具有迅速而易脱水的功能。而干法生产,则要求纤维不仅有较理想交织性,还要求板坯具备良好的透气性。不然,两种生产方式的成型板坯在运输及热压过程中,会破坏板坯结构而影响产品的内在质量。但是当生产低密度或软质纤维板时,纤维形成板坯后可不进行预压或轻微加压使其干燥成板,这就要求纤维不仅要有一定的长宽比,而且要求纤维要有足够的帚化程度,来增加纤维自身间的交织性和接触面积。

     (1) 纤维的形态特性和产品质量的关系

     就纤维固有形态而言,不同原料有较大差异。如针叶材纤维管胞的平均长度在2~3mm,长宽比为63~110;阔叶材的纤维管胞和韧型木纤维的平均长度为0.8~1.3mm,长宽比在35~58;而禾本科植物纤维类原料,纤维管胞的平均长度则只有0.8~2.2mm,长宽比为30~130,其中非纤维细胞含量较高。

     从纤维的长度和长宽比来看,似乎针叶材纤维所压制的纤维板为好。但事实证明,全部采用针叶材为原料压制的纤维板其性能不一定为最佳,这是由于针叶材的纤维管胞壁厚呈管状,细胞壁的厚度相对的比纤维宽度要大,纤维间的总接触面积就变小。相反,阔叶材的纤维管胞、韧型木纤维、导管等则是薄壁结构而呈带状,这样纤维间的接触面积就大,结合交织性好,在热压过程中就容易压成密度和强度均高的纤维板产品。

     纤维本身的固有强度,对纤维板产品的强度也有一定影响。曾有人用染色法把硬质纤维板经过抗弯和拉伸破坏试验,在显微镜下观察,看到其中有60%~70%的单纤维受到破坏。从试验结论认为,单体纤维自身固有强度,对密度在0.25~0.4g/cm3的软质纤维板的强度几乎投有多大影响。对密度在0.4~0.8g/cm3中密度纤维板的强度,则有较明显影响。而对密度大于0.9g/cm3的高密度纤维板的强度会有更大的影响。这是由于单纤维自身固有强度与纤维素链的平均长度(即聚合度)有关,一个单纤维的裂断长可达40000Pm。当纤维铺装成型板坯后,由于排列不规则呈散乱不整齐状态,再消除其他因素影响,假定单纤维的裂断长平均为20 000Pm,再按40%的保守数计算,则单纤维的裂断长可达8 000Pm。由此可见,纤维自身固有强度与纤维板产品的强度之间的关系。

     (2) 纤维分离度与纤维板质量的关系

     纤维分离度指解纤后纤维分离的程度,它是间接反映纤维质量性质的一个方面。纤维分离得越细,纤维的比表面积就越大,纤维的滤水性和透气性就越差。反之,纤维的滤水性和透气性越好,但此时的纤维往往比较粗而且纤维比表面积相应也小。纤维分离后纤维比表面积与滤水性呈反比,比表面积越大细小纤维居多,纤维滤水性越差。纤维分离度差纤维粗(28~48目)对空气阻抗小,而纤维分离度高纤维细小比表面积大(100~200目),纤维的透气性差板坯填充性好,但空气阻抗大。纤维的比表面积越大,纤维的容积越小,反之则相反。由此可推出:纤维的滤水性、透气性以及容积均与纤维的分离程度有一定关系。故可以说纤维分离度是显示纤维浆料质量的重要指标,它直接影响纤维生产工艺和产品质量。实践也证明,在一定范围内,纤维分离度越高,即纤维越细,板坯纤维之间的交织就好,纤维板的强度、耐水性及产品密度也随之提高。

     另外,从实践经验得出,应根据不同类型产品和工艺特点,在稳定产品质量的基础上来控制纤维分离度在一定范围内。

     (3) 纤维筛分值与纤维板质量的关系

     不同类型的纤维原料其纤维形态、纤维长短、纤维粗细的比例等,均会给纤维板质量带来不同程度影响。而检验纤维质量的方法,通常是采用纤维分离度(纤维滤水度DS和纤维叩解度°SR)。由于纤维本身差异性很大,往往单凭测定纤维的分离度还很难反映纤维质量的实质。有时两种纤维其滤水度值基本相近,但纤维的长短、粗细比例大小不同。因此,再通过测试纤维筛分值予以补充分析被分离的纤维质量状况。

     纤维筛分值在实际生产中意义很大,调整好纤维浆料筛分值,可改善纤维形态和浆料性质,从而提高纤维板产品质量。有关纤维筛分值对纤维板质量影响的研究早已被重视,并取得了规律性的技术依据。影响纤维形态主要有材种和所采取纤维分离的方法,针叶材比阔叶材纤维要好,化学机械法分离纤维要比加热机械法(即热磨法)好,而单纯机械法磨浆效果较差。

     a.纤维筛分值对纤维板性能的影响
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