孫建飛 肖生苓 王昊宇 張長武 黃海兵 張晶 吳俊明

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040) (黑龍江省木材科學(xué)研究所) (大興安嶺地區(qū)林木產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心)

工藝參數(shù)對稻殼—木刨花復(fù)合包裝板力學(xué)性能的影響1)

孫建飛 肖生苓 王昊宇 張長武 黃海兵 張晶 吳俊明

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040) (黑龍江省木材科學(xué)研究所) (大興安嶺地區(qū)林木產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心)

通過均勻試驗(yàn)，以稻殼和木質(zhì)剩余物為主要原料，以異氰酸酯和脲醛樹脂(UF)為膠黏劑制備稻殼—木刨花復(fù)合包裝板。分析密度、芯層比例、表層施膠量、芯層施膠量、固化劑用量、熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間8因素對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響。結(jié)果表明，密度、芯層比例、表層施膠量、熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間等工藝參數(shù)對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量都有不同程度的影響。當(dāng)密度為0.77 g/cm3、芯層比例60%～65%、表層施膠量8%、熱壓溫度170 ℃、熱壓壓力2.6 MPa、熱壓時(shí)間20 s/mm時(shí)，所制得的包裝用復(fù)合板具備較高的靜曲強(qiáng)度和彈性模量，滿足使用要求，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。

稻殼；木質(zhì)剩余物；復(fù)合包裝板；靜曲強(qiáng)度；彈性模量

We studied the effects of process parameters (eight factors) on MOR and MOE of composites made from rice husks and wood residues using PAPI and UF as adhesives through multi-factor uniform experiment. Density, core layer ratio, surface layer resin consumption, hot-pressing temperature, hot-pressing pressure and hot-pressing time had different effects on MOR and MOE. When the density was 0.77 g/cm3, the core layer ratio was 60%-65%, the surface layer resin consumption was 8%, the hot-pressing temperature was 170 ℃, the hot-pressing pressure was 2.6 MPa， the hot-pressing time was 20 s/mm, the composite board for packing reached high MOR and MOE, and met the use requirements with low cost and high production efficiency.

近年來，隨著我國進(jìn)、出口貿(mào)易的增多及國內(nèi)人民生產(chǎn)、生活需求的日趨多樣化，國內(nèi)物流、快遞行業(yè)蓬勃發(fā)展，對包裝材料的需求也與日俱增，包裝工業(yè)得到了空前發(fā)展。盡管以紙代塑、以紙代木已成為包裝行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，但木質(zhì)包裝材料特別是木制托盤在現(xiàn)今社會仍具有不可撼動的地位。研究開發(fā)經(jīng)濟(jì)性能好、綠色環(huán)保的包裝材料，是包裝市場的急需，更是國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的要求[1]。

稻殼是稻谷加工生產(chǎn)后的主要副產(chǎn)品。我國是農(nóng)業(yè)大國，稻殼產(chǎn)量豐富，但利用率低。本研究以稻殼為主要原料，制作外包裝箱用復(fù)合板，在原料和成本方面，具有極大的優(yōu)勢。稻殼具備木質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)，與木材相比，防水、隔熱等方面性能突出，但純稻殼板力學(xué)性能較差，且不具備二次加工(如砂光、貼面等)的條件，特選取木質(zhì)剩余物作為增強(qiáng)材料，以改善板材的力學(xué)性能，獲得高品質(zhì)的外包裝箱板材料。

1 材料與方法

1.1 材料

材料主要包括稻殼、木刨花、膠黏劑、固化劑及其他助劑。

稻殼，來源于黑龍江省五常市，由當(dāng)年生產(chǎn)的水稻脫殼所得，稻殼篩分值(尺寸分布)見表1。在綜合考量稻殼尺寸(d)對復(fù)合板性能影響及稻殼自身尺寸分布范圍的前提下，試驗(yàn)用稻殼尺寸控制在8目

木刨花，混雜木剩余物削片制得，尺寸為d>20目。

膠黏劑，脲醛樹脂膠，固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)61.5%，黏度大于300 MPa·s，pH=7.96，游離甲醛0.1%，市售工業(yè)品；異氰酸酯，選用多苯基多亞甲基多異氰酸酯(縮寫全稱PAPI)，市售工業(yè)品。

固化劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NH4Cl水溶液，實(shí)驗(yàn)室配制。

1.2 設(shè)備

熱壓機(jī)(KU-HPD-1515)，產(chǎn)于日本；拌膠機(jī)(VR-22)，產(chǎn)于德國；立式裁板鋸(SZ3-600D)，產(chǎn)于日本；萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)(UTM-10T-PL)，產(chǎn)于日本；恒溫水槽(BK-53)，產(chǎn)于日本；恒溫干燥箱(DX-58)，產(chǎn)于日本；振動篩(HC-400-2P)，產(chǎn)于中國。

表1 稻殼篩分值

1.3 方法

復(fù)合板鋪裝方式、結(jié)構(gòu)如圖1所示，工藝流程如圖2所示[2-3]?？紤]到成本、膠合效果、甲醛釋放量等多方面因素，將稻殼置于復(fù)合板中間，作為芯層，選用PAPI作為膠黏劑；木刨花置于復(fù)合板表面，作為表層，主要用于提升復(fù)合板的力學(xué)性能及板材表面質(zhì)量，同時(shí)防止PAPI黏板現(xiàn)象的發(fā)生，選用脲醛樹脂作為膠黏劑。復(fù)合板厚度20 mm，幅面405 mm×405 mm。

圖1 復(fù)合板結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 復(fù)合板制備工藝流程圖

試驗(yàn)主要側(cè)重于研究制造工藝對稻殼—木刨花復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響。綜合考慮現(xiàn)有的技術(shù)、效率和生產(chǎn)成本以及國家對甲醛釋放量的相關(guān)要求，對試驗(yàn)因子范圍進(jìn)行如下選取(其中，芯層比例指稻殼占總體干料的比例)：密度0.75～0.85 g/cm3；芯層比例40%～70%；表層施膠量8%～14%；芯層施膠量4%～7%；固化劑用量1.2%～2.0%；熱壓溫度170～220 ℃；熱壓壓力2.5～3.3 MPa；熱壓時(shí)間20～45 s/mm。

考慮到影響因子較多，水平數(shù)量不盡相同，設(shè)計(jì)自由度大，特選用混合水平均勻設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)[4]。試驗(yàn)方案數(shù)量n=21，重復(fù)系數(shù)m=3。

1.4 復(fù)合板性能評價(jià)

復(fù)合板制備后，將其置放在溫度20 ℃、濕度65%的環(huán)境條件下72 h，以平衡復(fù)合板內(nèi)部應(yīng)力。由于我國沒有稻殼—木刨花包裝用復(fù)合板的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而本研究的制備技術(shù)與刨花板相近，板材性能測試參照GB/T 4897—2003《刨花板》國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，測試項(xiàng)目包括密度、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、2 h吸水厚度膨脹率、靜曲強(qiáng)度、彈性模量和甲醛釋放量。其中，對復(fù)合板力學(xué)性能的影響結(jié)果見表2，部分樣板試件如圖3所示。結(jié)果顯示，有20組實(shí)驗(yàn)方案可獲得除2 h吸水厚度膨脹率外各項(xiàng)性能均滿足GB/T 4897—2003標(biāo)準(zhǔn)要求的復(fù)合板，其中，有7組方案制得的板材2 h吸水厚度膨脹率<8%，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。靜曲強(qiáng)度和彈性模量是衡量板材質(zhì)量的重要力學(xué)性能指標(biāo)[5-6]，是決定板材用途的關(guān)鍵性因素。本研究主要分析探討制造工藝對稻殼—木刨花復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響。板材制備過程中未添加防水劑和防潮劑，因此，板材的吸水厚度膨脹率可通過后期優(yōu)化工藝加以改善，圖3是部分樣板和試件在實(shí)驗(yàn)室常溫下放置半年后的宏觀形態(tài)，未出現(xiàn)分層、斷裂和明顯吸潮現(xiàn)象。

圖3 部分樣板和試件圖

2 結(jié)果與分析

對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，并以曲線圖的形式直觀表示，其中，試驗(yàn)因子對稻殼—木刨花復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響顯著性分析見表3。可知，均勻試驗(yàn)回歸方程顯著，可認(rèn)為自變量全體對復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量產(chǎn)生影響。通過進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，靜曲強(qiáng)度和彈性模量的大小主要與復(fù)合板密度、芯層比例、表層施膠量以及熱壓工藝關(guān)系密切。

考慮到實(shí)際生產(chǎn)中存在的諸多不確定性因素(如防水劑的添加、成板的表面砂光等)可能導(dǎo)致最終制成品靜曲強(qiáng)度和彈性模量的下降[7]，特參照GB/T 4897—2003《刨花板》、GB/T 21723—2008《麥(稻)秸稈刨花板》及GB/T 12464—2002《普通木箱》對板材(公稱厚度20 mm)的性能要求，參考標(biāo)準(zhǔn)見表4，對試驗(yàn)室制備復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量做出如下要求：靜曲強(qiáng)度≥18 MPa，彈性模量≥3 000 MPa。

表2 工藝參數(shù)對復(fù)合板影響的均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果

表3 試驗(yàn)因子對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量影響的方差分析

表4 參考標(biāo)準(zhǔn)

2.1 密度

密度的變化對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響如圖4所示。復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量整體表現(xiàn)為隨密度的增加而顯著增加，即增加復(fù)合板密度有利于提高復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量。可知，當(dāng)密度在試驗(yàn)范圍內(nèi)取值時(shí)，復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量均可達(dá)到國家對于結(jié)構(gòu)用板的要求。當(dāng)密度在0.75～0.82 g/cm3取值時(shí)，復(fù)合板的彈性模量隨密度的增大而增大，但增幅逐漸趨于緩慢；當(dāng)密度>0.82 g/cm3時(shí)，復(fù)合板的彈性模量隨密度的增大而小幅度下降。當(dāng)密度>0.77 g/cm3時(shí)，可以確保復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量大于試驗(yàn)設(shè)計(jì)值。

a.對靜曲強(qiáng)度的影響 b.對彈性模量的影響

圖4 密度對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

密度是刨花板最重要的技術(shù)指標(biāo)，增大密度有利于改善復(fù)合板的力學(xué)性能。在成板過程中，隨著密度的增大，復(fù)合板各組分間壓縮程度加大，原料間的交織作用更為明顯，與膠黏劑的膠合效果在一定程度上得到改善，宏觀表現(xiàn)為復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的增加。盡管板的力學(xué)性能會隨密度的增加而得到改善，但密度的增大會造成原材料和能源消耗的增加，具體表現(xiàn)為產(chǎn)品成本的增加，隨之還常常帶來使用成本(如裝卸成本、運(yùn)輸成本等)的增加，加大了生產(chǎn)與使用的難度。因此，密度的選擇應(yīng)結(jié)合復(fù)合板的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，優(yōu)先選擇較小的密度。結(jié)合試驗(yàn)對包裝用復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量要求，密度優(yōu)先選擇0.77 g/cm3。

2.2 芯層比例

芯層比例的變化對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響如圖5所示。復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量隨芯層比例的增加先緩慢上升后顯著下降，即較大的芯層比例不利于改善復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量?？芍?，當(dāng)芯層比例在試驗(yàn)范圍內(nèi)取值時(shí)，復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量均可達(dá)到國家對于刨花板結(jié)構(gòu)用板的要求。當(dāng)芯層比例在40%～50%取值時(shí)，復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量隨芯層比例的增加緩慢上升；當(dāng)芯層比例大于50%時(shí)，復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量隨芯層比例的增加而顯著下降。當(dāng)芯層比例在40%～65%取值時(shí)，可以確保復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量大于試驗(yàn)設(shè)計(jì)值。

a.對靜曲強(qiáng)度的影響 b.對彈性模量的影響

圖5 芯層比例對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

復(fù)合板由芯層和表層兩部分復(fù)合而成，芯層比例決定了復(fù)合板中稻殼對木材的可替代率，也可從側(cè)面反應(yīng)稻殼—木刨花復(fù)合板成本優(yōu)勢的大小。在性能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求和市場需求的前提下，增大稻殼比例，有利于降低復(fù)合板的生產(chǎn)成本，提高稻殼資源的利用率。因此，應(yīng)結(jié)合復(fù)合板的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，優(yōu)先選擇較大的芯層比例。然而，芯層比例增大，會導(dǎo)致復(fù)合板中木質(zhì)剩余物比例的減小，板材的靜曲強(qiáng)度和彈性模量主要與表層木刨花的長纖維結(jié)構(gòu)有關(guān)，一定比例的木刨花是板材力學(xué)性能的保證。而表層刨花過少還會出現(xiàn)鋪裝不均的現(xiàn)象，會對板材的力學(xué)性能造成不利影響。因此，結(jié)合試驗(yàn)對包裝用復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的要求，芯層比例確定為60%～65%。

2.3 表層施膠量

表層施膠量的變化對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響如圖6所示。復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度隨表層施膠量的增加變化并不顯著，而彈性模量隨表層施膠量的增加呈上升趨勢。可知，當(dāng)表層施膠量在試驗(yàn)范圍內(nèi)取值時(shí)，復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量均可達(dá)到國家對于結(jié)構(gòu)用板的要求，且大于試驗(yàn)設(shè)計(jì)值。

a.對靜曲強(qiáng)度的影響 b.對彈性模量的影響

圖6 表層施膠量對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

復(fù)合板是依賴膠黏劑將原料膠接在一起，從而獲得優(yōu)良的力學(xué)性能。因此，施膠量的多少對復(fù)合板的力學(xué)性能影響很大，同時(shí)，施膠量的多少對復(fù)合板的生產(chǎn)成本也有較大影響。表層木刨花選用脲醛樹脂作為膠黏劑進(jìn)行膠合。脲醛樹脂價(jià)格低廉，與木材的膠合效果良好，在較高熱壓溫度(生產(chǎn)中可高達(dá)190～220 ℃)下，可獲得很高的生產(chǎn)效率(13 s/mm左右)，因此，常用于刨花板生產(chǎn)的膠黏劑[8]。而對于脲醛膠，研究表明，施膠量的增加有利于復(fù)合板力學(xué)性能的提升，但在施膠量大于某一值后，再加大膠的用量對于復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度的提高沒有明顯作用。且脲醛膠是本試驗(yàn)中最主要的甲醛來源，減少表層施膠量有利于降低復(fù)合板的甲醛釋放量。因此，表層施膠量的選擇應(yīng)結(jié)合復(fù)合板使用環(huán)境的具體性能要求，盡可能選擇較低的值。結(jié)合試驗(yàn)對包裝用復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量要求，表層施膠量確定為8%。

2.4 熱壓溫度

熱壓溫度的變化對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響如圖7所示。復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量隨熱壓溫度的升高而下降，即提高熱壓溫度不利于改善復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量?？芍?，當(dāng)熱壓溫度在試驗(yàn)范圍內(nèi)取值時(shí)，復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量均可達(dá)到國家對于結(jié)構(gòu)用板的要求；且當(dāng)熱壓溫度在170～210 ℃取值時(shí)，可保證復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量大于試驗(yàn)設(shè)計(jì)值。

a.對靜曲強(qiáng)度的影響 b.對彈性模量的影響

圖7 熱壓溫度對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

熱壓溫度是保證膠黏劑固化和水分迅速排出的必要條件。通常脲醛樹脂為膠黏劑的刨花板熱壓溫度為140～180 ℃，但在刨花板工業(yè)化生產(chǎn)中，為提高效率和產(chǎn)量，常采用較高熱壓溫度以縮短熱壓時(shí)間，熱壓溫度可高達(dá)190～220 ℃。熱壓溫度對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響主要是由于高溫造成了表層脲醛膠的提前固化和原料中高聚物的降解，從而導(dǎo)致復(fù)合板強(qiáng)度的下降。刨花與稻殼中主要高聚物成分(纖維素、半纖維素和木質(zhì)素)具備玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(見表5)[9]。

表5 纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)

試驗(yàn)溫度高于原料中半纖維素和木質(zhì)素的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，高溫會對復(fù)合板性能造成不利影響。在滿足膠黏劑固化、水分排出及生產(chǎn)效率等熱壓要求的前提下[10]，降低熱壓溫度，有利于增大復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量。同時(shí)，相關(guān)研究表明，高溫會加大刨花板(脲醛樹脂膠)的甲醛釋放量[11-13]。因此，應(yīng)結(jié)合復(fù)合板使用環(huán)境的具體性能要求，優(yōu)先選擇較低的熱壓溫度。結(jié)合試驗(yàn)對包裝用復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量要求，優(yōu)先選擇170 ℃的熱壓溫度。

2.5 熱壓壓力

熱壓壓力的變化對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響如圖8所示。復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度隨熱壓壓力的增加呈上升趨勢，而彈性模量隨熱壓壓力的增加變化并不顯著?？芍?，當(dāng)熱壓壓力在試驗(yàn)范圍內(nèi)取值時(shí)，復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量均可達(dá)到國家對結(jié)構(gòu)用板的要求，當(dāng)熱壓壓力高于2.6 MPa時(shí)，復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量均能滿足試驗(yàn)設(shè)計(jì)值的要求。

高溫加壓的目的是使板坯中原料與膠黏劑緊密結(jié)合，板坯熱壓時(shí)，所用壓力的大小直接影響物料之間的接觸面積和熱量傳遞能力；同時(shí)，熱壓壓力是控制復(fù)合板密度的重要因素之一，而密度對復(fù)合板力學(xué)性能影響極為顯著。刨花板密度由表層到芯層具有一定的密度分布，在正常狀態(tài)下，中間層密度最低。為提高復(fù)合板的力學(xué)性能，表層密度要盡可能高，但為確保一定的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度，又需要對芯層密度加以控制。在此前提下，表層與中心層的密度差越大，表層預(yù)固化層越薄，越有利于復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的提高。增加壓力有利于形成良好的表、芯層密度分布，有利于改善板材的力學(xué)性能[8]。但在滿足復(fù)合板使用具體性能要求的前提下，優(yōu)先選擇較低的熱壓壓力，有利于減少生產(chǎn)時(shí)的能源消耗。結(jié)合試驗(yàn)對包裝用復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量要求，優(yōu)先選擇2.6 MPa的熱壓壓力。

a.對靜曲強(qiáng)度的影響 b.對彈性模量的影響

圖8 熱壓壓力對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

2.6 熱壓時(shí)間

熱壓時(shí)間的變化對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響如圖9所示。復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量隨熱壓時(shí)間的升高呈顯著下降趨勢，即延長熱壓時(shí)間不利于改善復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量?？芍?，當(dāng)熱壓時(shí)間在試驗(yàn)范圍內(nèi)取值時(shí)，復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量均可達(dá)到國家對于結(jié)構(gòu)用板的要求，且滿足試驗(yàn)設(shè)計(jì)值的要求。

a.對靜曲強(qiáng)度的影響 b.對彈性模量的影響

圖9 熱壓時(shí)間對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

在刨花板產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，熱壓時(shí)間直接影響到復(fù)合板的生產(chǎn)周期、能耗和產(chǎn)量。在一定范圍內(nèi)，熱壓時(shí)間的增加有利于板坯的均勻受熱。但在實(shí)際生產(chǎn)中，工廠往往會選擇高溫高壓的方式以縮短熱壓時(shí)間，而在此條件下，熱壓時(shí)間的延長會帶來復(fù)合板表層膠過固化和原料降解等問題，會對復(fù)合板的力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響[6]。在滿足包裝用復(fù)合板使用要求的前提下，優(yōu)先選擇較短的熱壓時(shí)間。綜合復(fù)合板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量要求，優(yōu)先選擇20 s/mm的熱壓時(shí)間。

3 結(jié)論

當(dāng)工藝參數(shù)為密度0.77 g/cm3、芯層比例60%～65%、表層施膠量8%、熱壓溫度170 ℃、熱壓壓力2.6 MPa和熱壓時(shí)間20 s/mm時(shí)，在兼顧生產(chǎn)效率與生產(chǎn)成本的前提下，所制得的包裝用復(fù)合板可獲得具備較高靜曲強(qiáng)度和彈性模量的稻殼—木刨花包裝用復(fù)合板；試驗(yàn)范圍內(nèi)，降低熱壓溫度、減少熱壓時(shí)間均有利于復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的改善。由于試驗(yàn)因子范圍的限制，并未探討溫度<170 ℃、熱壓時(shí)間<20 s/mm時(shí)，工藝對復(fù)合板靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響。根據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)得出的變動規(guī)律以及脲醛膠、異氰酸酯膠黏劑固化的具體溫度、時(shí)間要求，可做進(jìn)一步探索研究。

稻殼—木刨花復(fù)合板工藝尚未完善，在現(xiàn)有工藝下可制得滿足市場化需求、具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)可行性的新型包裝材料。同時(shí)，由于靜曲強(qiáng)度和彈性模量與板材厚度一般呈正向相關(guān)，可根據(jù)板材具體的應(yīng)用環(huán)境與相關(guān)要求，對不同厚度(如10、15、25 mm等)的稻殼—木刨花復(fù)合板制備工藝做進(jìn)一步的探索與研究。

[1] 張惠敏,廖曉梅,李建波,等.我國木材及木制品市場現(xiàn)狀、面臨的困難及對策[J].中國人造板,2012(7):5-8.

[2] Nadir Ayrilmis, Jin Heon Kwon, Tae Hyung Han. Effect of resin type and content on properties of composite particleboard made of a mixture of wood and rice husk[J]. International Journal of Adhesion & Adhesives,2012,38:79-83.

[3] Jin Heon Kwon, Nadir Ayrilmis, Tae Hyung Han. Enhancement of flexural properties and dimensional stability of rice husk particleboard using wood strands in face layers[J]. Composites,2013,44:728-732.

[4] 肖生苓,曹斌.基于均勻設(shè)計(jì)法的木質(zhì)復(fù)合包裝材料試驗(yàn)方案[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012,31(4):12-15.

[5] 洪斌,楊宇潔,黃誼花,等.楊木薄長刨花高密度板生產(chǎn)工藝的初步研究[J]森林工程,2009,25(4):32-36.

[6] 羅鵬,楊傳民,計(jì)宏偉.熱壓工藝對稻殼—木材復(fù)合材料性能影響的研究[J].林業(yè)科技,2005,30(6):36-39.

[7] 王培元.關(guān)于刨花板質(zhì)量的幾個(gè)基本問題[J].林業(yè)科學(xué),1986,22(1):71-77.

[8] 顧繼友,高振華,譚海彥.制造工藝因素對刨花板吸水厚度膨脹率的影響[J].林業(yè)科學(xué),2003,39(1):132-139.

[9] 陸文達(dá).木材改性工藝學(xué)[M].哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)出版社,1993:52-55.

[10] 楊瑾瑾,傅萬四,于文吉.人造板熱壓過程中板坯內(nèi)部溫度、氣壓、含水率研究現(xiàn)狀與分析[J].木材加工機(jī)械,2008(3):34-37.

[11] 陳宏剛,孫剛,張樹東.人造板中甲醛的危害及降醛措施[J].木材工業(yè),2006,20(5):36-38.

[12] 王敬賢,沈雋.熱壓工藝和環(huán)境參數(shù)對刨花板TVOC和甲醛釋放量的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,39(7):71-73.

[13] 沈雋,劉玉,朱曉冬.熱壓工藝對刨花板甲醛及其他有機(jī)揮發(fā)物釋放總量的影響[J].林業(yè)科學(xué),2009,45(10):130-133.

Effects of Process Parameters on MOR and MOE of Rice-Husks/Wood-Residues Composite Board For Packing

Sun Jianfei, Xiao Shengling, Wang Haoyu(Northeast Forestry University, Harbin 150040, P. R. China); Zhang Changwu, Huang Haibing, Zhang Jing(Heilongjiang Wood Science Research Institute); Wu Junming(Daxing’an Mountains Forest Products Quality Test Center)/Journal of Northeast Forestry University，2015,43(2)：91-97.

Rice husks; Wood residues; Composite board; MOR; MOE

孫建飛，女，1989年8月生，東北林業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，碩士研究生。E-mail：626212476@qq.com。

肖生苓，東北林業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，教授。E-mail：965197855@qq.com。

2014年7月8日。

TS65

1) 林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201304506)。

責(zé)任編輯：戴芳天。