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软木无胶胶合工艺研究

西北林学院学报 2013年第6期28卷 178-181页

作者：武再彦邱增处任博文郑超西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨陵712100

以探索新型环保的无胶软木产品为目的,在现有软木材料性质、结构的研究及木质材料自粘胶合理论基础之上,以热压时间、含水率、热压温度、配坯密度为因素,采用正交试验法进行软木无胶胶合工艺的研究。结果表明:软木材料可在一定条件下自... 详细信息

以探索新型环保的无胶软木产品为目的,在现有软木材料性质、结构的研究及木质材料自粘胶合理论基础之上,以热压时间、含水率、热压温度、配坯密度为因素,采用正交试验法进行软木无胶胶合工艺的研究。结果表明:软木材料可在一定条件下自粘合成板,且制成的无胶软木板性能优良。在实验条件下得到的较优软木无胶胶合工艺参数为:热压温度140℃,含水率12%,热压时间5min,配坯密度0.7g·cm-3。

关键词：软木无胶胶合热压工艺

冷冻活化木质纤维无胶胶合纤维板制备及其胶合机制研究

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冷冻活化木质纤维无胶胶合纤维板制备及其胶合机制研究

作者：郭子旭东北林业大学

学位级别：硕士

随着绿色化工理念发展,人造板生产企业已将研究重点转向生产具有低成本的高性能绿色环保板材,因而木质纤维无胶胶合技术备受纤维板行业关注。目前,无胶纤维板干态强度较好,但由于木质纤维活化程度不高导致其湿态强度不佳,使其应用范围... 详细信息

随着绿色化工理念发展,人造板生产企业已将研究重点转向生产具有低成本的高性能绿色环保板材,因而木质纤维无胶胶合技术备受纤维板行业关注。目前,无胶纤维板干态强度较好,但由于木质纤维活化程度不高导致其湿态强度不佳,使其应用范围受到限制。因此,如何对木质纤维进行预处理,提高木质纤维表面反应活性成为无胶胶合技术研究关键。本文以杂木纤维作为原料,使用氢氧化钠-尿素-聚乙二醇(Na OH-Urea-PEG)混合水溶液对木质纤维进行低温冷冻活化,通过制备无胶胶合纤维板以及对板材力学性能进行测定,确定冷冻活化体系,优化热压工艺,筛选耐水增强剂种类与用量。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、差示扫描量热、热重、接触角测量等现代分析测试手段,表征低温冷冻活化过程以及高温热压过程中木质纤维结构等变化,初步探究木质纤维自胶合作用形成板材机制。主要内容如下:(1)针对木质纤维活化程度不高问题,采用杂木纤维作为原料,使用Na OH-Urea-PEG混合水溶液对其进行冷冻活化处理,根据无胶胶合纤维板板材性能,优选木质纤维冷冻活化工艺参数:Na OH与Urea质量比为7:12,Na OH与PEG质量比为1:0.6,Na OH和Urea总质量与木质纤维质量比为1:12,冷冻温度为-15℃,冷冻时间为45min。使用此工艺冷冻活化处理后的木质纤维压制无胶胶合纤维板,其板材吸水厚度膨胀率、内结合强度分别为19.2%、2.05 MPa,静曲强度、弹性模量分别为72.0 MPa、5961 MPa。(2)采用经冷冻活化处理的木质纤维作为原料,通过正交实验以及方差、极差分析,确定板材目标密度对无胶胶合纤维板性能影响最大,纤维含水率、热压温度次之,热压时间最小。为平衡生产能耗与板材性能,优化热压工艺参数。优化后热压工艺参数:纤维含水率为13%,热压温度为190℃,热压时间为8.5min,设定板材目标密度为1.0g/cm。使用此热压工艺制备无胶胶合纤维板,依据GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》以及GB/T 11718-2009《中密度纤维板》,测定其吸水厚度膨胀率为21.2%,低于国家标准39%,内结合强度、静曲强度、弹性模量分别为1.70 MPa、70.2 MPa、5724 MPa,分别高于国家标准183%、170%、120%。(3)以Na OH-Urea-PEG冷冻活化处理的木质纤维作为原料制备无胶胶合纤维板,通过不同阶段木质纤维分析测试结果,结合现有无胶胶合机理,初步探究木质纤维经过冷冻活化处理后自胶合形成无胶胶合纤维板的胶合机制。Na OH-Urea-PEG混合水溶液在冷冻活化过程中能够部分去除木质纤维中的半纤维素和木质素,破坏木质纤维中纤维素间氢键,扩张纤维素晶格并产生新结晶,降低木质纤维热稳定性,能提高木质纤维表面活性并且增加木质纤维表面活性羟基数量。在高温高压的热压过程中木质纤维活性羟基之间相互缔合形成氢键,增强纤维素分子间作用力,组分内部分纤维素发生降解,固有结晶区被破坏的同时原有晶型发生改变,非结晶区的半纤维素发生降解,并与木质素降解产物反应,形成具有“胶黏剂”作用的小分子物质,促使木质纤维之间更加紧密的结合成纤维板。(4)为提高板材湿态性能,选用硅溶胶、山梨糖醇分别作为无胶胶合纤维板耐水增强剂,经对比后发现山梨糖醇改善无胶纤维板湿态性能效果优于硅溶胶和硅溶胶-山梨糖醇复合体系。当山梨糖醇添加量为木质纤维总投入量2.0%时,对板材湿态性能增强效果最为明显,此时板材内结合强度、静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率分别为2.81 MPa、77.0 MPa、5927 MPa、16.1%,相较于未使用耐水增强剂板材的内结合强度、静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率分别改善65%、43%、21%、19%。通过对添加耐水增强剂前后木质纤维进行FT-IR、XPS等微观分析发现,硅溶胶和山梨糖醇能改变木质纤维结构,同时在木质纤维表面引入大量活性羟基提高木质纤维表面反应活性,木质纤维表面活性羟基在高温高压条件下增强木质纤维之间结合效果。

关键词：无胶胶合冷冻活化耐水性木质纤维纤维板

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无胶胶合板试验研究

林业机械与木工设备 2006年第2期34卷 13-15页

作者：程良松张明龙郑睿贤陈桂华中南林学院研究生部湖南株洲412006

以活化剂浓度、热压时间及含水率等工艺参数为因子,用正交试验法对无胶胶合板的制造工艺进行研究。结果表明,影响无胶胶合板胶合强度的主要因素是活化剂浓度,热压时间、含水率为次要因素,同时还得到了较优的工艺参数。

关键词：无胶胶合胶合板制造工艺

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木质材料胶合的新技术——无胶胶合

家具 1988年第2期 5-7页

作者：李坚

文章介绍了无胶胶合的方法,即不用传统的脲醛胶和酚醛胶等合成树脂胶粘剂,而通过化学活化处理或物质的化学转换方法,即木质材料在一定温度和压力等条件下互相胶粘在一起的科学方法。文章分别介绍了几种处理方法及无胶胶结的机理和无胶... 详细信息

文章介绍了无胶胶合的方法,即不用传统的脲醛胶和酚醛胶等合成树脂胶粘剂,而通过化学活化处理或物质的化学转换方法,即木质材料在一定温度和压力等条件下互相胶粘在一起的科学方法。文章分别介绍了几种处理方法及无胶胶结的机理和无胶制品的应用等。

关键词：木材表面木素无胶胶合合成树脂胶粘剂合成胶粘剂木质材料

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木质材料的无胶胶合技术

建筑人造板 2001年第2期 25-26页

木质材料无胶胶合技术在木材供应日趋紧张的今天将具有重要的经济价值,对人造板工业和家具工业的发展产生深远的影响,它特别适合于我国国情和农林剩余资源丰富的发展中国家.

关键词：木质材料无胶胶合无胶制品滞火耐腐

人造板生产中的无胶胶合技术的研究与发展前景

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木材加工机械 2011年第2期22卷 35-39页

作者：刘杨杨洁赵方张双保北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

阐述了人造板生产的无胶胶合技术原理,并对其方法进行了分类;介绍了国内外无胶胶合技术的研究现状。根据我国的具体国情,指出了以农作物秸杆为原料的天然物质转化技术将是我国科技工作者的重点攻关方向。

关键词：无胶胶合人造板天然物质应用前景

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人造板生产中的无胶胶合技术研究

农村科学实验 2019年第9期 122-123页

作者：彭水莲广西高林林业股份有限公司

由于林木资源的短缺,人们对于木制品的需求却逐渐增加,因此寻找非木质资源作为人造板的原材料非常迫切。无胶人造板具有多种良好性能,用途广泛,但是制作工艺较为复杂。鉴于此,本文立足无胶胶合的原理和方法,探究人造板的具体应用,分析... 详细信息

由于林木资源的短缺,人们对于木制品的需求却逐渐增加,因此寻找非木质资源作为人造板的原材料非常迫切。无胶人造板具有多种良好性能,用途广泛,但是制作工艺较为复杂。鉴于此,本文立足无胶胶合的原理和方法,探究人造板的具体应用,分析未来发展前景。力求为人造板中的无胶胶合技术研究做数据参考。

关键词：无胶胶合人造板技术研究

棉秆蒸爆处理制备无胶纤维板工艺及胶合机理的研究

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棉秆蒸爆处理制备无胶纤维板工艺及胶合机理的研究

作者：何翠芳南京林业大学

学位级别：硕士

本课题根据前人己经证实的植物纤维可以自胶合的理论,以及对无胶纤维板的研制已有一些进展的基础上,以棉秆为原料,经过蒸汽爆破处理,反复试验不断优化,使无胶纤维板制备工艺取得突破性进展。攻克的关键是改善无胶板性能以及探索无胶纤... 详细信息

本课题根据前人己经证实的植物纤维可以自胶合的理论,以及对无胶纤维板的研制已有一些进展的基础上,以棉秆为原料,经过蒸汽爆破处理,反复试验不断优化,使无胶纤维板制备工艺取得突破性进展。攻克的关键是改善无胶板性能以及探索无胶纤维板的胶合机理。在探索蒸爆条件对棉秆原料及其无胶纤维板性能影响的试验中,蒸汽爆破处理可以使棉秆纤维分离,且蒸爆压力越大,分离度越高;蒸爆处理后,纤维素和半纤维素都部分降解,且蒸爆压力越大,降解程度越高;棉秆蒸爆处理后可以压制出性能良好（尤其是防水性能）的无胶纤维板,内结合强度随蒸爆压力的增加而增大,弹性模量和静曲强度则随之减小。经过探索性试验,正交试验以及单因素试验,得出了在实验室条件下较优的工艺参数范围。棉秆蒸爆法无胶纤维板工艺,在密度为0.85g/cm,板厚为4mm,热压压力为4.5MPa的设定条件下,当工艺参数为:板坯含水率10%～15%;热压温度200℃～210℃;热压时间90s/mm左右时,产品性能最佳,除静曲强度外,均达到我国现行中密度纤维板标准GB/T 11718-1999中“室内型板物理力学性能指标”的要求。利用扫描电镜（SEM）分析、X-射线衍射分析（XRD）、红外光谱（FTIR）分析、化学成分分析、高效液相色谱（HPLC）分析等手段,研究制板过程中材料结构、主要化学成分、界面官能团以及纤维素结晶度的变化,以揭示无胶纤维板的胶合机理。本实验所得出的无胶胶合机理可能有以下几种:1.氢键的结合;2.糠醛的树脂化;3.糠醛与木素的缩合;4.木质素-碳水化合物复合体（LCC）的形成。

关键词：棉秆无胶胶合蒸汽爆破胶合机理

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木纤维表面醛基化改性及自胶合性能评价

林业科学 2024年第8期60卷 174-183页

作者：张轶媛陈媛李改云吴义强中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091 中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410082

【目的】以杨木纤维为材料,通过氧化改性增强纤维表面反应活性位点,建立纤维表面羟基、醛基多位点网络结构,制备高强度、低吸水厚度膨胀率无胶纤维板,实现全生物质低碳、可循环生产利用。【方法】采用高碘酸钠氧化改性木纤维表面基团,... 详细信息

【目的】以杨木纤维为材料,通过氧化改性增强纤维表面反应活性位点,建立纤维表面羟基、醛基多位点网络结构,制备高强度、低吸水厚度膨胀率无胶纤维板,实现全生物质低碳、可循环生产利用。【方法】采用高碘酸钠氧化改性木纤维表面基团,建立高反应活性醛基网络位点,通过醛基含量测定、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)分析反应前后及不同醛基含量木纤维的微观结构和化学成分变化规律;利用化学键交联在低温热压条件下制备自胶合纤维板,探究醛基化木纤维制备无胶纤维板的力学性能和吸水厚度膨胀率。【结果】通过反应时间、温度、氧化剂浓度等条件控制,可实现木纤维醛基化定量改性;与原纤维对比,醛基化纤维表面粗糙度增大、纤维尺寸变短、纤维素聚合度下降,纤维素-半纤维素-木质素包覆结构疏松,木纤维表面产生大量孔隙;纤维素结晶区随反应强度增加逐渐被破坏,醛基化木纤维的热稳定性随醛基含量升高逐渐降低,有利于无胶纤维板的低温热压成型。醛基化木纤维在热压过程中通过化学键交联可实现自胶合,热压温度和醛基化木纤维醛基含量对无胶纤维板的性能具有显著影响,通过优化原料和工艺条件制备的无胶纤维板具有优异的力学性能和耐水性。【结论】通过控制反应条件可得到不同醛基含量的醛基化木纤维,实现对木纤维表面醛基的可控改性;自胶合过程中温度过低(50℃)易导致醛基化木纤维耐水性差,温度过高(125℃)易造成醛基化木纤维降解,引起鼓泡、膨胀、碳化,降低纤维板力学性能。当高碘酸钠浓度0.07 mol·L^(−1)、反应温度30℃和反应时间6 h时,木纤维醛基含量为1.86 mmol·g^(−1);在热压温度100℃、压力20 MPa和热压5 min时,制备的自胶合醛基化木纤维板力学性能和耐水性达到最佳:抗弯强度78.36 MPa,弹性模量10.88 GPa,内结合强度3.04 MPa,24 h吸水厚度膨胀率仅8.01%。

关键词：醛基化木纤维无胶胶合力学性能