我国有着丰富的麦秸资源,每年都有大量的麦秸未加利用而白白烧掉。目前,我国中纤板企业普遍受原材料紧缺困挠。因此,开辟中纤板行业另外的原料源是刻不容缓的问题。通过分析,进行了利用麦秸取代部分木材原料以脲醛树脂胶为胶粘剂制造人造板的初步试验,即:将麦秸和木材分别经过纤维分离和干燥后,按一定比例混合,经施胶、组坯、热压而得麦秸-木材中密度纤维板。
这种人造板的木材资源利用率和麦秸利用率高,生产工艺简单,投入产出比好,物理力学性能好,品种规格多,应用范围广,具有很好的前景。
1.麦秸的化学成分及特点
1.1 二氧化硅(SiO2) 麦秸中的SiO2含量约为5.4%,其灰分中的SiO2含量在60%以上。SiO2形成非极性的表面结构,影响纤维有效地吸附胶粘剂和氢键的形成,影响与脲醛胶的结合能力,表现为用麦秸制造的人造板内结合力低,握钉力差,二次加工贴面易脱落。
1.2 脂肪、蜡 麦秸表面能明显地看到光滑的表皮组织,就是脂肪化合物,宏观表现为表面光滑,表面胶滴极难浸入,形成了天然屏障,阻碍胶合界面形成牢固的结合力。
1.3 低中级碳水化合物 麦秸纤维中低中级碳水化合物含量比木材大得多,木材为15%~22%,麦秸为44.56%。在热压过程中,低中级碳水化合物易分解,产生淀粉胶,造成粘板合板材防水性能差。
1.4 多戊糖、木素、纤维素 麦秸的多戊糖含量25.56%,针叶材一般在10%左右。多戊糖水解能生成木糖和阿拉伯糖,使人造板在热压过程中产生粘板现象,未转化的糖易炭化使板面颜色加深,且防水性能和内结合力都会受到影响。麦秸的木素和纤维含量比木材低,纤维的平均厚度较小,长度较短,交织性差,导致生产的板材强度也较低。
2 麦秸-木材中密度纤维板工艺分析和试验 麦秸-木材中密度纤维板的工艺流程与木材中密度纤维板的工艺流程基本相同: 纤维分离-纤维干燥-两种纤维混合-施胶-铺装-预压-热压-裁边 本试验采用木材-麦秸配比、施胶量两个工艺因素、三个水平作正交试验。见因素水平表1:
表1试验因素水平表
-----------------------------------------------------------------------
水平因素 施胶量(%) 木材-麦秸纤维配比
-----------------------------------------------------------------------
1 8 1:1
2 0 4:6
3 12 3:7
-----------------------------------------------------------------------
2.1 纤维分离工艺特点 纤维板强度最终取决于被分离的纤维在热压机或铺装机里重新结合的情况,而后者直接与解纤过程中纤维被分离的状态有关。纤维被分离的状态不仅影响产品的强度,还影响防水剂、增强剂等填料的留着率以及产品的表面光洁度和油漆性能。因此,纤维分离是纤维板生产的关键环节。 纤维分离应注意两方面的问题,
一是纤维质量,二是纤维得率。纤维质量要符合要求,即纤维损伤小,尽量保持完整形态,以提高交织性能,有利于增加纤维板的强度。纤维得率高,可以降低原料消耗并减轻因可溶性物质增多而给生产过程带来困难(如废水处理、粘板、粘网等) 麦秸纤维中木素和纤维含量比木材低,自身强度比较低,因此采用麦秸纤维为原料生产中纤板时,纤维形状保留较大尺寸是不可取的,应该细而长。这样既增加了比表面积,又有利于克服麦秸自身强度低的缺陷。此试验采用:木纤维的滤水度为17.5%s,麦秸纤维滤水度为14.6%s。 由于麦秸纤维易降解,介质温度要低,进料螺旋压缩比要大,需要换热磨机的进料螺旋。
2.2 纤维干燥、施胶工艺特点 我国干法中密度纤维板生产的干燥、施胶工艺可分为两种:一种是“纤维分离-干燥-喷拌胶”工艺,简称拌胶工艺;另一种是“纤维分离-施胶-干燥”工艺,简称管道施胶工艺。这两种工艺有明显的区别。 拌胶工艺要求纤维干燥含水率低,通常小于3%,否则拌胶后铺装成的板坯含水率过高将造成热压时间过长,热压结束卸压时易产生分层、鼓泡及粘板问题。其次由拌胶形成的纤维胶团在铺装时不易被分散开,热压时纤维团若在表面,会使板材表面产生胶斑,影响板材外观质量,同时也影响表面二次加工时胶液润湿和涂胶。 管道施胶工艺一般要求纤维的终含水率较高,干燥后纤维含水率在11%-13%,通常使用蒸汽作热源加热空气,干燥能耗比拌胶工艺低,而且干燥过程容易控制。此种工艺克服了拌
|