重组竹制造工艺的研究

试验研究了施胶方式、施胶量、热压工艺对重组竹性能的影响。研究结果表明: 用毛竹可以生产具有较好物理力学性质的重组竹板材; 以浸胶方式压制的板材物理力学性能稍优于以喷胶方式压制的板材, 表面也比喷胶板光滑; 施胶量喷胶以6%为宜, 浸胶量以8%左右为宜; 较佳的热压工艺参数为: 热压温度110℃, 热压压力3.5MPa左右, 热压时间为1.2 min/mm板厚, 热压采用二次降压工艺为宜。

一九九一年五月

木

材

工

业

第五卷

第二期

重组竹制造工艺的研究汪孙国

华毓坤

(南京林业大学 )

:

摘要用。

本文是作者在施胶量:

、

热压温度和热压时间三个主要因子对重组竹性能影响的初步研、

究墓础上又进一步探讨了施胶方式

竹纤维束水洗,

、

胶种以及胶的浓度等因素对产品性能的作水溶性酚醛胶比醇溶性酚醛胶更适用于重组

研究结果表明竹纤维束水洗有较显著的作用,

.

竹的制造,胶液浓度过稀不仅自身性能差:

而且还会使重组竹性能降低;采用浸胶方法虽有利于。

胶液的均匀分布关键词:

但对I未产生明显的作用 B

重组竹,施胶方式,酚醛树脂,竹纤维束水洗

竹材作为我国的第二木材资源正在发挥:

0 2℃一

,

PH一

为8C o

.

0

一8PH

.

2

,.

稀释至 7%时~7 4.

,

粘度

着重要的作用快,

。

竹质人造板近年来发展很、

4 m Pa

S

/2 0

,

二

7 2

。

一

目前已用于家具,。

建筑

、

车辆及包装等,

(二 )工艺过程

行业、

部分替代了木材及木质人造板。

节省

工艺流程竹材

了木材消耗

在竹材人造板的生产中的一个为此,

明显不足就是原料利用率低

作者对,,

软化‘

疏

竹纤维t

竹材用于制造重组竹的可能性进行了研究以期在尽可能保持竹材天然特性的前提下

截断

解

干

燥

_——,

:‘水

洗

充分利用小杂竹和梢头等加工剩余物

,

以提

高竹材利用率

。

性能卜热~组”二次,浸胶,测试压坯干燥或 t喷胶,

竹材截断一、

根据压机幅面将竹材截短为采用了两种工艺.

试验准备

35

一4 o c m

。

(一 )试验材料1.

竹材软化e o‘ b la s t osa

一是在2.

竹材苦竹 (P l。

o

a r u s.

)采

PH

值为。;

.

2

一9

杏的碱液

中蒸煮 (1 0 0℃ )=

自江西省靖安县竹材的气干密度为

0 8 139。

~

4小时

另一种是在 PH,

8

.

5一9 0

的碱液。

/.

e

m

s,

PH

=

6 6.

,

4守直径 1 0一秆

70 m m

苦竹

中浸泡 1 2小时

0碱液温度为 7一8℃ 5,

1的纤维形态见文献〔〕2.

竹材疏解式,。

采用手工锤击和辊压两种方在纤维垂直,

胶粘剂固含量 4 99. .

疏解后的纤维应呈网络状,,

1 ( )醇溶性酚醛胶,

1

%粘,

方向

纤维间多数仍相互粘连不完全分开不卷曲。

度 l ao

l n

Pa

S

/2 0℃/ 20℃

,

PH

=

,

0~ 9 4;. .

且能自然铺展3

实验结果以辊压的。

2 ( )水溶性酚醛胶‘

固含量4 59,.

%粘,

效果为好本试验中

,

疏解后竹纤维束即进行水洗,

在。

_

度17o m

p

a

s

,

PH

二

0

一9

.

2

。

,

除软化工艺试验时已注明采用两

稀释至浓度为 3%后粘度为2 5 30 6本文于 1 9 9年 1月 2日收到 0.

m Pa

s

/

种竹纤维束外

其余试验均为辊压加工的0在1

竹纤维束 (也称竹丝 )干燥

0士 5

试验研究了施胶方式、施胶量、热压工艺对重组竹性能的影响。研究结果表明: 用毛竹可以生产具有较好物理力学性质的重组竹板材; 以浸胶方式压制的板材物理力学性能稍优于以喷胶方式压制的板材, 表面也比喷胶板光滑; 施胶量喷胶以6%为宜, 浸胶量以8%左右为宜; 较佳的热压工艺参数为: 热压温度110℃, 热压压力3.5MPa左右, 热压时间为1.2 min/mm板厚, 热压采用二次降压工艺为宜。

℃的温度下将竹丝千燥到含水率为 5%左右

。

施胶施胶量均为0到 6一8% 0

采用喷胶和浸胶两种施胶方式6.

,

%

。

浸胶法由于竹丝含水率达。

“、 巴幽只昌

,

需经千燥%左右,。

千燥温度弱士 5℃

,

终含水率为] 5列,

组坯与热压

将施胶后的竹丝整齐排经一定时间预压后即可x

定向放置均匀。

4 5:。时间吸 i )

热压

板坯幅m m。

面为3 5 022

3 50m m

,

板材名义m“,

图1热压曲线,‘

厚度1 0

,

热压压力为试验重复次’,

3。

.

6N

/m

采用洗对重组竹性能的影响,

分段降压18℃ 0,

对比试验是为了探

由初步研究结果‘

将热压温度控制为,

讨胶的类型及水溶性胶的稀释与产品性能的关系。

n热压时间为 1 0 m i

热压工艺曲线

如图1

。

(三 )试验安排

二

、

结果与讨论

本研究将正交试验与对比试验结合应用‘”’,

正交试验的结果如表],

对比试验结果

正交试验用于研究施胶方式竹丝水表1

、

如表

2

和图;

2

所示

。

竹丝水洗与施胶方式对重组竹性能影响的 Le

( 2” )正交试验结果}’

一~

一式验条件

‘

~

指标一

~

密 (g/00 0 0.

m

度 3 )

弹性模量含水串 0 (肠) M O E ( x一 N/m m Z )6 7.

3

(N/ m生 2 2

静曲强度度 MORmZ

)

平面抗拉强度 I B Z (N/ m m )0 66.

}

SH (N/ m m15 1 141 1231 18

比握钉力

)

吸水厚度膨胀率 T S (肠)54.

吸水牢 (肠)13 1515 16.

张洗竹丝浸胶

9 52,

4

.

30

.

65.

6 24 0

2 2 9

长水洗竹丝浸胶水洗竹丝喷胶

9 519 80 9 47

6

.

6

2 4 4

.

10 2

.

0 00

.

56 5744

.

.

.

5 4.

.

54

102 8 86 4.

.

5

.

.

长水洗竹丝喷胶

.

4

.

6

.

.

6

.

.

5

表2

胶种与胶液浓度对重组竹性能影响的比较弹性模量

星_

密g

度e n1 3

含水率

”曲强“(N‘ m,Z

/

)

(肠)

(.

x

10 3Z

N/m m

)

’

{}{}

平面抗“强“ (N/m

比握钉力

吸水厚度膨胀率

吸水串

’ n

”

(N/

m

m

)

(肠)

(肠)

F P性溶水

,

…}’一

。““。‘”‘4

3 5

{}1

5

‘

“ .’5

1“}12

5

“ 5 .

{}}

‘。2

8

“8 2

}一

。 5,

,2 3‘3,

}】}

5‘

‘ 7

0

}

‘62,

“

~

醇溶性PF

二竺二里兰一兰””5 0

}}竺“魂

一二一二

了

卜

二竺二一1‘“”

卜

二里竺一“‘8

‘

全三一{一{上竺一一卜兰一一‘

】】

竺4

目

‘“6

’6

2

2 3

上述性能指标除比握钉力采用苏联标准r OCT10 632

出

。

一 7 0测定外其余均按 G B,。

48 96

试验结果的讨论1.

:

一 4 9 0 5一 8要求测试 5故未作详细分析差分析加以处理。

另外

,

由于实测垂直’

浸胶量与浸胶时间的关系,

于纤维方向的 M O E和 M O R甚小且无规律

,

为寻找两者的关系份重 5 0 9『

取 5份烘干竹丝每,

4

对正交试验和对比试验的显著性检验结果在此未列

,

放入固含量 3%和 7%的水溶性酚 5分别浸泡5

结果分别用正交试验方差分析法和单因素方,

醛胶中和9秒 0

,

秒

、

1 5秒

、

0 3秒

、

60秒

。

每种浓度下重复三次

,

共三十个试

试验研究了施胶方式、施胶量、热压工艺对重组竹性能的影响。研究结果表明: 用毛竹可以生产具有较好物理力学性质的重组竹板材; 以浸胶方式压制的板材物理力学性能稍优于以喷胶方式压制的板材, 表面也比喷胶板光滑; 施胶量喷胶以6%为宜, 浸胶量以8%左右为宜; 较佳的热压工艺参数为: 热压温度110℃, 热压压力3.5MPa左右, 热压时间为1.2 min/mm板厚, 热压采用二次降压工艺为宜。

愈短

。

浓度为 7%的胶在 5~,。

10 5

就可达到一

稳定胶量) (次以。

5而3%的胶则要 1~ 2 0方可达 5 5,

到一个稳定值为:

根据以上斌验7

确定了竹丝的浸胶条件,

%的水溶性酚醛胶。

浸胶时间为 5~ 1 06

秒口.孟二 . .

,

这样施胶量可控制在2.

%左左

,

满足了

。0改”口

、 匡

卜 .弱卜向‘知甘 e s‘

l

工艺要求

施胶方式的影响,

方差分析结果表明吸水率有影响,

施胶方式对 M O R和,

对 S H的影响较显著。

对其余

指标无显著作用一、

Zn。

0

.

勺

浸胶比喷胶均匀

,

这对增强平面抗拉强,

二

l几

山旨曰 幻 、巨,

丁

度有利细胞腔

。

但另一方面浸胶会使部分胶液渗入对胶合无明显作用,

,

2沁

。一

O

。

5

在施胶量一定

艺弓:

5

0

.

3

的条件下

留存在纤维表面起胶合作用的胶,

量就相对减少打下或丫)固{含冤 ( 9‘

这或许就是平面抗拉强度变。

化不显著的原因其胶合作用,

渗入腔中的胶虽不能发挥。

图2

胶的稀释程度与重组竹性能的关系,

但在一定程度上对强化竹纤维,

性能是有益的均较好工序、。

从而使 M O R和 S H相应提高,

样值,

,

浸至

预定时间立即取出。

淋干

、

称重

,

由于采用两种施胶方式压出的产品性能,

由此可得浸胶量。

浸胶量数据取三次的平均所示。

多数指标无显著不同,

:

因此从简化

由测得的数据可以看出浸胶量与浸胶时,

降低产品成本出发.

以采用喷胶为

间的关系

如图

3

宜

3

竹丝水洗与板材性能的关系,

为方便竹材的软化与疏解O弓

用适当的碱,

固合量 3 5卿

液蒸煮被证明是较为有效的方法竹梭生产中得到应用〔”〕。

该法已在。

40 似空以次

但在采用碱液蒸煮

0 2叩

工艺时

,

必须有相应的废液处理措施3

表

列举了两种软化条件下板材的性,一

固含量 7万

能

。

由此可以看出。

软化条件剧烈者,

,

制品、

1

5

O〕

性能较差右几浸她时卜 (s

)

这是由于碱性过膏

即使短时间

的沸煮也会使竹材发生较强烈水解

降

图3

浸胶里与浸胶时间的关系

解

(。’,

当然竹丝加工方式上的差异对性能也,

由于竹材在被解离成网络状纤维束的过

会有一定影响,

手工锤击更容易导致较严重,,

程中

,

纤维之间已有部分的分离,

,

薄壁细胞

的机械损伤而辊压加工条件可以控制疏解

被压扁

甚至压溃4〔4’,

,

以至纤维细胞壁也有少

程度也较好较大、

。

另外

由表中数据可以看出两经分析可能与竹丝碱性,

量破坏如图

, (见封 3 )因此便于胶液在

者在 I上差别明显 B

,

细胞中很快渗透从图3

短时间内纤维束就获得一。,

影响其正常胶合有关,

因此又对疏解。

个较稳定的浸胶量

后竹丝的水洗作用进行了研究

由于水洗是

还可发现

胶液愈稀

,

一

浸胶时间

在疏解工序后立即进行的

在清水中浸渍后

试验研究了施胶方式、施胶量、热压工艺对重组竹性能的影响。研究结果表明: 用毛竹可以生产具有较好物理力学性质的重组竹板材; 以浸胶方式压制的板材物理力学性能稍优于以喷胶方式压制的板材, 表面也比喷胶板光滑; 施胶量喷胶以6%为宜, 浸胶量以8%左右为宜; 较佳的热压工艺参数为: 热压温度110℃, 热压压力3.5MPa左右, 热压时间为1.2 min/mm板厚, 热压采用二次降压工艺为宜。

表3密

竹竹软化工艺对里组竹性能的影晌

度含水率m3

竹材软化条召

(g/ ee l l工室实手验‘ ..二.

)

(肠 )

碱液PH:

。‘ 2::

一9℃4

温度时间

100 2

~

h

ls e;l

黑,

(

丝竹击锤

黑粼黔湍…料骂 1

一

.0 3

碱液PH:

工5:.

竹’

5

“9

.

0‘

厂

温度时间

7 5

~

80℃

辊压

:

12

小时

丝

一了

一。

‘5 4

一

1

立即捞出

,

不会引起含水率的很大增加.

从表」的数据及其方差分析结果表明水洗对吸水率、

吸水厚度膨胀率无显著作用,

,

一” 5’’

1

‘5

“

’5

‘

”

1

”‘

’

‘

对M o影响,

E

也无明显影响

但对 JB。

、

SH

有一定,

对 M o R作用最显著

水洗一方面使竹丝表面碱性减弱还去除了水解后的州些产物露出更多的活性基因浓度明显增大表4,,,

同时

使竹丝表面暴根据前人研

表现在 E S R中自由基、

如表与Es R

4

图5

。

谱图对应的参数自由基浓度 (自旋数/克 )16.

谱线编号}峰高 H56 1 201691 80.

g因子0044 0037 0043

图5l

竹纤维束的电子自旋共振谱图 (E,

sR )

5 0

67 x l032 x.

1月4 4

.

8114 5 192

.

l0 1 l0 1 10

一上胶纤维束

2,

一实验室纤维束 (未水洗 )4

,

3

一工厂纤

.

57 5

40 x

维束 (水洗)未E S R测定条件:9.

一工厂纤维束 (水洗 );

0038

.

92 X

1 4

7温度一 1℃;湿度一 6肠:频率与功率一 04

2 25;

G H

z

与o

.

m w

磁场Hz,

一

3 30 0.

G士 so C;

:

扫描时间一2分.

究

〔’〕

”

〔’“’,

自由基浓度的加大,。

,

一般说

钟

调制磁场一

1。。C;

3

2

G

放大倍数一 25.

5 x

1

0

胶合性能也有相应提高解,

碱性的减小更重要、

# (一

为

sx

lo o

)

响应时间一

。一

的还在于减弱了热压过程中竹材组分的热降

用决定的犷也正是以上诸多因子的影响导致

保持了自身性能以提高的原因,。

,

这正是 S H

M OR和

实验室竹丝自由基浓度明显低于工厂竹丝4.

。

IB得

图5中谱线 1是竹丝施胶

胶种及水溶性胶的稀释对性能的影响,

后的情形

从自由基浓度的明显降低及基线。

由方差分析发现胶压制的板材不同,。

醇溶性

、

水溶性酚醛

的倾斜可以说明胶的大分子与竹材的自由基

,

其弹性模量和静曲强度有所,

产生了化学作用

谱线2和 3是两种加工方式,

下竹丝的 E S R图谱于后者的重要因素学反应、

实验室竹丝的自由基浓,

水溶性酚醛胶稀释之后外粘度、

除浓度减小,

度明显小于工厂加工竹丝。

这也是前者 I低 B

PH

值也下降。

,

因此胶的性能MOR,

当然自由基浓度是由化、

起了一定的变化

从图2可知

、

Mo E一

机械加工光照加热等因素共同作

、

及 S H均随胶的浓度上升而提高

,

B I在浓度

试验研究了施胶方式、施胶量、热压工艺对重组竹性能的影响。研究结果表明: 用毛竹可以生产具有较好物理力学性质的重组竹板材; 以浸胶方式压制的板材物理力学性能稍优于以喷胶方式压制的板材, 表面也比喷胶板光滑; 施胶量喷胶以6%为宜, 浸胶量以8%左右为宜; 较佳的热压工艺参数为: 热压温度110℃, 热压压力3.5MPa左右, 热压时间为1.2 min/mm板厚, 热压采用二次降压工艺为宜。

35IB

%时的下降可能是偶然因素作用的结果与吸水率随浓度递增而增大。

。

一

科)‘

,

科学出版社,

.

2〔 )汪孙国

19O.

叻2。

.

重组竹板材

的初步丽究

,

建筑人

造板一

,

N

三1.

、

结

论,

3〔〕来军编著

,

9 2 1 8.

,

试验设计的技术与方法

,

’

上海

交通大学出版社

重组竹有较好的物理力学性能、

其多,

4〔〕李永敬编

,

1984

,

电镜实验指导

,

南京林业大学

数指标可和普通刨花板及定向刨花板媲美静曲强度2.

印(5〕“

。

弹性模量达到或超过木材。

,

但尺

竹材成型模压织梭,

”

技术开发中试鉴定会材

寸稳定性尚待改进加了成本。

料,

19

7 8

,

江西靖安,

。

浸胶稍优于喷胶。

但浸胶后的干燥增,

6〔〕葛明裕等著

19

5 8,

,

木材加工化学

,

东北林业大

鱼

学出版社7〔〕史伯章等

。

在性能满足要求时

以选用喷胶

,

19

6 8,

用 E S R及扭摆研究木材自由基,

方式为宜3.

对胶合质量的影响,

学会论文li da.

。

水洗对重组竹性能有一定作用,

该工

s〔〕U S P a. .

te n t

R,

ee o n s0

te

d

w

o o

d

PI

O -

序置于竹丝疏解后进行J.

方便可行

。

d。〔〕R

u e

t

,

4232067,

1950

a ne

by fin:

B

.

K

r

in gea

s ta

d

,

K

.

Coin

w

l in gw o o

,

一 69 9a n

,

水溶性酚醛树脂比醇溶性酚醛树脂更。

Th1i g

r e e

r a

d i

l

e o n te n ta

d

d2 3,

适用于重组竹的制造均匀性提高品性能。

胶的稀释虽可使胶液,

n

s

,

Ae一

ta

C h e m ie.

Sea

n

d in

a v

ie a

,

,

但自身性能下降(责任编辑

从而影响产袁东岩 )

(9 )1〔0〕H on

32 57,

32 5 8.

D

.

N一5e a n

,

& G la s s e ro

,

W Gie a lts,

.

.

,

1 9 7。,o n

T heo o

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a e

ti o na

参考文献l〔)

w

d:

f ib

e r

m P

o n e n

T

PP i

,

中科院植物研究所编著

,

19 7

. 2

草类纤维 (禾本 On

62

(飞0 )

107

飞1 0

.

A

s tu

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试验研究了施胶方式、施胶量、热压工艺对重组竹性能的影响。研究结果表明: 用毛竹可以生产具有较好物理力学性质的重组竹板材; 以浸胶方式压制的板材物理力学性能稍优于以喷胶方式压制的板材, 表面也比喷胶板光滑; 施胶量喷胶以6%为宜, 浸胶量以8%左右为宜; 较佳的热压工艺参数为: 热压温度110℃, 热压压力3.5MPa左右, 热压时间为1.2 min/mm板厚, 热压采用二次降压工艺为宜。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jirj.html