何爽爽，王新洲，鄧玉和，董葛平，陳明及,2，張 建，凌雋宇，衡利辰

（1.南京林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210037；2. 東北農(nóng)林科技學(xué)院，越南 諒山 008425；3. 江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所，江蘇 如皋 226541）

耐鹽竹柳中密度纖維板的研究

何爽爽1，王新洲1，鄧玉和1，董葛平1，陳明及1,2，張 建3，凌雋宇1，衡利辰1

（1.南京林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210037；2. 東北農(nóng)林科技學(xué)院，越南 諒山 008425；3. 江蘇沿江地區(qū)農(nóng)科所，江蘇 如皋 226541）

以耐鹽竹柳為原料，對(duì)其進(jìn)行纖維形態(tài)分析，并分別將剝皮竹柳纖維和不剝皮竹柳纖維試制中密度纖維板，探討膠粘劑施加量和板材密度對(duì)纖維板彈性模量（MOE）、靜曲強(qiáng)度（MOR）、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度（IB）和吸水厚度膨脹率（TS）的影響。結(jié)果表明：密度和施膠量均對(duì)其性能指標(biāo)具有顯著的影響，板材性能隨著密度和施膠量的增加而提高；剝皮的竹柳纖維制得的纖維板性能優(yōu)于未剝皮纖維制得的板材；剝皮竹柳纖維制造的纖維板在板密度為0.75 g/cm3、施膠量為12%時(shí)，其物理力學(xué)性能指標(biāo)MOE、MOR、IB、TS都達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11718-2009的要求；而未剝皮纖維制得的纖維板在施膠量為14%、板密度為0.75 g/cm3時(shí)，其性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求；樹(shù)皮對(duì)纖維板的物理力學(xué)性能有明顯的影響。

耐鹽竹柳；纖維形態(tài)；中密度纖維板；物理力學(xué)性能

隨著天然林資源的日益減少，速生林的合理利用與開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到重視。竹柳 Salix discolor為楊柳科Salicaceae柳屬植物[1]，喬木，生長(zhǎng)潛力大，該種為柳樹(shù)雜交品種，具有很強(qiáng)的速生性和適應(yīng)性。竹柳是新培育出的速生材，具有比楊木更快的生長(zhǎng)速度[2]。因此，竹柳在全國(guó)得到了大力的推廣種植。竹柳的種植成本低，產(chǎn)量大，木材基本密度好，自然白度高，不空心，不黑心，是制造纖維板的優(yōu)良樹(shù)種[3]，而且纖維柔軟，優(yōu)于楊樹(shù)、桉樹(shù)等其他速生樹(shù)種[4]。

2007年中國(guó)人造板總產(chǎn)量已達(dá)到8 838.58萬(wàn)m3，其中纖維板2 729.84萬(wàn) m3（中密度纖維板2 498.64萬(wàn)m3）[5]，在2012年我國(guó)纖維板生產(chǎn)總量達(dá)5 554萬(wàn)m3，近幾年來(lái)，我國(guó)中/高密度纖維板生產(chǎn)能力每年均在以10%左右的速度增加[6]，纖維板的綜合性能優(yōu)越，被廣泛應(yīng)用于各種家裝領(lǐng)域，是目前發(fā)展最為迅速的人造板產(chǎn)品之一，而原材料的短缺嚴(yán)重制約了我國(guó)中高密度纖維板的發(fā)展，竹柳作為一種人工速生材，目前在木材工業(yè)中還沒(méi)得到有效的應(yīng)用。應(yīng)用竹柳木材制造纖維板，不僅可以拓寬生產(chǎn)纖維板原材料來(lái)源，開(kāi)辟速生竹柳枝椏材的高效利用途徑，還可以緩解我國(guó)木材供求矛盾。本研究利用剝皮與未剝皮竹柳枝椏材為原料，脲醛樹(shù)脂膠為膠黏劑研制中密度纖維板，對(duì)比不同工藝參數(shù)下性能的不同，并分析剝皮與未剝皮的性能差異，為竹柳在人造板工業(yè)中的推廣和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用竹柳取自江蘇省如東縣沿海灘涂。實(shí)驗(yàn)材料為3年半生的耐鹽竹柳的枝椏材和小徑材。試件按照國(guó)標(biāo)GB/T1927-2009《木材物理力學(xué)試材采集方法》的規(guī)定截取3 cm厚的圓盤(pán)，從髓心向外，每一年輪分早晚材，各取一試樣進(jìn)行切片制作。竹柳枝椏材和小徑材磨成纖維制造纖維板。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 耐鹽竹柳纖維形態(tài)的研究

將竹柳沿年輪分別取1 a晚材、2 a早材、2 a晚材、3 a早材、3 a晚材、4 a早材共6組試樣進(jìn)行試驗(yàn)。運(yùn)用圖像處理系統(tǒng)測(cè)量纖維的長(zhǎng)度、寬度、細(xì)胞腔內(nèi)徑等尺寸數(shù)據(jù)，并計(jì)算纖維的長(zhǎng)寬比、壁腔比，研究竹柳小徑材纖維形態(tài)隨樹(shù)齡的變化情況。

（1）纖維的解離

將竹柳試樣用刀片劈成火柴桿大小，分別置于試管中，將比例為1∶1的冰醋酸與過(guò)氧化氫（30%～35%）溶液倒入試管中；待試管冷卻后，以蒸餾水沖洗至不顯酸性為止；注水于試管中，將試管上下振蕩，竹柳細(xì)胞則被分離成漿狀；將竹柳漿倒入染色皿中，用1%番紅溶液染色；用毛筆和解剖針挑出少許染好色的竹柳纖維置于載玻片上，分散竹柳纖維，蓋上蓋玻片，即制成臨時(shí)裝片。

（2）纖維的測(cè)定

將臨時(shí)裝片置于連有計(jì)算機(jī)的光學(xué)顯微鏡下觀察，通過(guò)連接顯微鏡的計(jì)算機(jī)上的測(cè)量軟件，每種試樣在電腦屏幕上分別隨機(jī)選取顯微鏡目鏡視野中竹柳纖維50根，選取橫切面永久裝片，用帶有目鏡測(cè)微尺的顯微鏡測(cè)定纖維的壁厚、寬度、腔徑，并計(jì)算長(zhǎng)寬比、壁腔比。

1.2.2 耐鹽竹柳纖維的制備及試驗(yàn)方案

纖維制備[7]：

（1）首先將部分竹柳枝椏材和小徑材剝皮，制成剝皮和未剝皮的2種竹柳原料，經(jīng)分析得出竹柳小徑材木材和樹(shù)皮的質(zhì)量比例為1∶0.22，枝椏材的木材和樹(shù)皮的質(zhì)量比例為1∶0.52，其中試驗(yàn)所用的小徑材約占60%，即木材和樹(shù)皮的質(zhì)量比為1∶0.28。所用小徑材竹柳原料的直徑約為7 cm。

（2）把竹柳枝椏材和小徑材制成木片，木片經(jīng)纖維分離后將其干燥至含水率8%左右。

1.2.3 物理力學(xué)性能的測(cè)定

根據(jù)GB/T17657-2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》規(guī)定將竹柳纖維板鋸成一定的試件尺寸，測(cè)量其密度、彈性模量（MOE）、靜曲強(qiáng)度（MOR）、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度（IB）和吸水厚度膨脹率（TS）。

1.2.4 實(shí)驗(yàn)方案

剝皮和未剝皮耐鹽竹柳中密度的試驗(yàn)工藝參數(shù)分別見(jiàn)表1和表2。

表1 剝皮耐鹽竹柳中密度纖維板的工藝參數(shù)Table 1 The parameters of peeled Salix discolorMDF

表2 未剝皮耐鹽竹柳中密度纖維板的工藝參數(shù)Table 2 The parameters of unpeeled Salix discolor MDF

2 結(jié)果與分析

2.1 木材纖維的形態(tài)對(duì)纖維單體強(qiáng)度、纖維之間的交織強(qiáng)度、纖維物理力學(xué)強(qiáng)度的影響

2.1.1 木材纖維長(zhǎng)度

木材纖維長(zhǎng)度是造紙和纖維板用材的重要指標(biāo)之一，同時(shí)也是纖維形態(tài)研究中最重要的因子，纖維長(zhǎng)度變異大小是優(yōu)良制漿用材及纖維板用材選擇的基礎(chǔ)[8]。

圖1 竹柳纖維細(xì)胞平均長(zhǎng)度變化Fig. 1 The change of average length of fi ber cells

根據(jù)國(guó)際木材解剖學(xué)會(huì)公布的纖維長(zhǎng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：纖維長(zhǎng)度大于1.6 mm為長(zhǎng)纖維，在0.9～1.6 mm之間的為中等纖維，小于0.9 mm為短纖維[9]。由圖1可以得出，1 a晚材至3 a晚材竹柳纖維屬于短纖維，4 a早材竹柳纖維為中等纖維且符合工業(yè)纖維利用要求。

從圖1可知，隨著竹柳幼齡材的生長(zhǎng)，從1 a晚材到4 a早材，竹柳纖維細(xì)胞的平均長(zhǎng)度由720.2 μm增長(zhǎng)到903.4 μm，增長(zhǎng)了25.4%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，在竹柳幼齡材中，自髓心向外，竹柳纖維細(xì)胞的平均長(zhǎng)度隨年輪增加而呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

2.1.2 木材纖維寬度、腔徑及單壁厚

許多學(xué)者對(duì)纖維寬度的徑向變異進(jìn)行了深入廣泛的研究，一般認(rèn)為，纖維寬度與長(zhǎng)度之間存在相關(guān)性[10]，針葉樹(shù)材徑向變異有規(guī)律，闊葉樹(shù)材總的變化趨勢(shì)是適度增加的[11]。同時(shí)，纖維寬度對(duì)人造板工業(yè)中纖維板及造紙工業(yè)中紙張性能有一定的影響。從木材纖維作為纖維板和紙張的利用角度看，纖維寬度較小者其纖維交織好，而纖維壁厚的則被認(rèn)為是次等纖維[12]。竹柳纖維細(xì)胞平均寬度、腔徑及單壁厚變化如圖2所示。

圖2 竹柳纖維細(xì)胞平均寬度、腔徑及單壁厚變化Fig. 2 The changes of average width,lumen diameter and wall thickness of fi ber cells

對(duì)竹柳年輪不同樹(shù)齡早晚材纖維寬度測(cè)定結(jié)果（見(jiàn)圖2）表明：隨著樹(shù)齡的增長(zhǎng)，纖維細(xì)胞的平均寬度呈上升的趨勢(shì)，其中3 a晚材較之3 a早材增長(zhǎng)幅度最大，可達(dá)12.7%，平均寬度為29.18 μm。對(duì)竹柳不同樹(shù)齡早晚材纖維腔徑測(cè)定結(jié)果（見(jiàn)圖2）可以看出，綜合年輪各部位竹柳纖維細(xì)胞腔徑，得出其纖維細(xì)胞整體平均腔徑為22.04 μm。試驗(yàn)結(jié)果表明隨著樹(shù)齡的增長(zhǎng)，纖維細(xì)胞的平均腔徑呈上升的趨勢(shì)，其中3 a晚材較之3 a早材增長(zhǎng)幅度最大，為15.7%。竹柳纖維細(xì)胞的單壁厚度隨著樹(shù)齡的增長(zhǎng)同樣呈上升的趨勢(shì)，平均單壁厚為3.57 μm。竹柳纖維細(xì)胞的平均寬度、平均腔徑及平均單壁厚均呈逐年增大的趨勢(shì)，單壁厚在4 a達(dá)到最大。形成這一結(jié)果是由于樹(shù)木在幼齡時(shí)期形成層細(xì)胞比較活潑，纖維細(xì)胞寬度方向纖維腔徑及單壁厚尺寸自髓心向外逐漸增加。

2.1.3 木材纖維長(zhǎng)寬比、壁腔比

對(duì)纖維原料的選擇，長(zhǎng)寬比與壁腔比也是十分重要的纖維形態(tài)指標(biāo)。長(zhǎng)寬比較大的纖維，獲得的紙張強(qiáng)固性和割裂性都好。研究認(rèn)為，纖維長(zhǎng)寬比大于33且壁腔比小于1，交織能力較好，長(zhǎng)寬比越大，纖維之間才有更好的結(jié)合能力，利于提高纖維板的產(chǎn)品質(zhì)量[13]。竹柳幼齡材纖維細(xì)胞平均長(zhǎng)寬比變化情況見(jiàn)圖3。

圖3 竹柳纖維細(xì)胞平均長(zhǎng)寬比Fig. 3 The average length-width ratio of fi ber cells

圖3顯示，在同一株竹柳幼齡材中，竹柳纖維細(xì)胞平均長(zhǎng)寬比隨樹(shù)齡的增大而呈增大的趨勢(shì)。在1 a晚材到3 a早材生長(zhǎng)過(guò)程中平均長(zhǎng)寬比增長(zhǎng)趨勢(shì)不是十分的明顯，從3 a晚材到4 a早材竹柳的平均長(zhǎng)寬比增長(zhǎng)較快，增長(zhǎng)了 11.4 %。隨著平均長(zhǎng)寬比的增加說(shuō)明纖維的長(zhǎng)度增長(zhǎng)比寬度大，木材纖維長(zhǎng)度與樹(shù)木年齡的關(guān)系早在1872年Sanio’s曾得出，木材的任一橫截面的纖維長(zhǎng)度均由髓心向外，隨著年輪的增加而增加，直至達(dá)到最大長(zhǎng)度時(shí)而呈近似穩(wěn)定的狀態(tài)。事實(shí)上木材纖維長(zhǎng)度在樹(shù)木生長(zhǎng)的過(guò)程中一直在不斷地變化，而且有一定的波動(dòng)性，故而很難確定其最大的長(zhǎng)度。但纖維長(zhǎng)度總的變化趨勢(shì)卻是明顯的，樹(shù)干的任何斷面纖維長(zhǎng)度均由髓心向外隨年齡的增加而增加直至達(dá)到最大長(zhǎng)度而呈近似穩(wěn)定狀態(tài)，事實(shí)上木材纖維長(zhǎng)度在整個(gè)樹(shù)木生長(zhǎng)過(guò)程中一直在不斷地變化，而且有一定的波動(dòng)性，很難確定其最大長(zhǎng)度，但纖維長(zhǎng)度總的變化趨勢(shì)卻是明顯的，即纖維長(zhǎng)度隨年齡的增加而增加。纖維的壁腔比也是衡量纖維原料好壞的依據(jù)之一，細(xì)胞壁愈厚，細(xì)胞腔愈小，纖維本身的強(qiáng)度會(huì)愈大，其可壓縮性愈差。造紙工業(yè)常采用勞式系數(shù)（Runkel）來(lái)表示壁腔比[14]。Runkel提出：壁腔比2W/d＜1時(shí)，為很好的纖維原料，可以用作纖維原料；壁腔比2W/d≈1時(shí)，為好的纖維原料；壁腔比2W/d＞1時(shí)，為劣等纖維原料，其中W為細(xì)胞單壁厚度(μm)，d為細(xì)胞腔直徑(μm)。竹柳木材纖維細(xì)胞平均壁腔比變化情況見(jiàn)圖4。

圖4 竹柳纖維細(xì)胞平均壁腔比Fig. 4 The average ratio of wall to cavity of fi ber cells

圖4可知，自髓心向外，竹柳纖維細(xì)胞壁腔比在年輪上呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。分析所測(cè)數(shù)據(jù)得，從1 a晚材至4 a早材，竹柳纖維壁腔比的最大值均小于1。故從壁腔比的角度分析，竹柳纖維屬于很好的纖維原料。

2.2 纖維的得漿率

竹柳的纖維得漿率（r）[15]為絕干纖維質(zhì)量（M絕干纖維）與絕干竹柳質(zhì)量（M絕干竹柳）的百分比。計(jì)算公式如下：

木材的得漿率直接影響到纖維板的生產(chǎn)成本[16]，得漿率高的生產(chǎn)成本相對(duì)較低。由表3可知，在實(shí)驗(yàn)室條件下竹柳纖維的得漿率較高，與在實(shí)驗(yàn)室條件下楊木（85%左右）的結(jié)果基本持平。未剝皮竹柳較剝皮竹柳纖維的得漿率低，這是因?yàn)闃?shù)皮纖維細(xì)小，在制纖維過(guò)程中，細(xì)小纖維易流失。

表3 竹柳纖維得漿率Table 3 The acquired pulp ratio of Salix discolorfibers

2.3 板密度、施膠量對(duì)竹柳中密度纖維板性能的影響

2.3.1 板密度對(duì)竹柳中密度纖維板性能的影響

對(duì)于板密度來(lái)說(shuō)，剝皮竹柳纖維板研制的密度為0.65～0.75 g/cm3，由于0.65 g/cm3的力學(xué)性能較差，因此研究未剝皮竹柳的纖維板時(shí)采用了0.70～0.80 g/cm3的密度范圍。

MOE：從圖5的（1）和（2）中可以看出，隨著板材密度的增加，剝皮和未剝皮竹柳中密度纖維板的MOE均呈增大趨勢(shì)，其中增幅最大的是剝皮的，施膠量為12%時(shí)，其密度從0.70 g/cm3增到0.75 g/cm3時(shí)，此時(shí)的增幅為85.3%；增幅最小的則是密度從0.65 g/cm3變到0.70 g/cm3，同比增長(zhǎng)為25.7%。剝皮和未剝皮中密度纖維板的密度達(dá)到0.75 g/cm3，未剝皮的施膠量14%。板材的MOE才符合國(guó)家中密度纖維板干燥狀態(tài)下的要求，說(shuō)明剝皮的較之于未剝皮的性能要優(yōu)越很多，且當(dāng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的密度值明顯要小。

MOR：不論剝皮還是未剝皮的竹柳纖維板MOR同樣隨著板密度的增加而增加。與MOE相比，MOR的增幅相對(duì)較小。施膠量為12%時(shí)的剝皮中密度纖維板的MOR分別為12.65、19.34、28.70 MPa，在密度0.75 g/cm3時(shí)滿足中密度纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。而未剝皮竹柳制得的纖維板密度達(dá)到0.75 g/cm3時(shí)MOR值要比剝皮的小很多，但在施膠量14%時(shí)也能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求（見(jiàn)圖（3）、（4））。

IB：如圖5的（5）、（6）所示，IB的值同樣隨著板材密度的增大而增大。對(duì)比不同密度條件下，未剝皮的施膠量為12%時(shí)，密度從0.70 g/cm3到0.75 g/cm3及0.75 g/cm3到0.80 g/cm3的IB增幅則分別為42.3%、13.5%；施膠量為14%時(shí)，密度從0.70 g/cm3到0.75 g/cm3及0.75 g/cm3到0.80 g/cm3的IB的增幅分別為12.5%、22.5%。因此可以得出，在施膠量12%、密度從0.70 g/cm3到0.75 g/cm3時(shí)，增加密度對(duì)竹柳中密度纖維板的IB影響明顯，增幅達(dá)42.3%。未剝皮板材密度需達(dá)到0.75 g/cm3，施膠量為14%時(shí)，IB方能達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。而對(duì)于剝皮的，當(dāng)板的密度為0.75 g/cm3時(shí)，兩個(gè)施膠量下的IB值均達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

圖5 施膠量、板密度對(duì)竹柳中密度纖維板物理力學(xué)性能的影響Fig. 5 Effects of UF addition and density on physical and mechanical properties of MDF

TS：從圖5的（7）、（8）中可以看出，在相同的密度條件下，剝皮竹柳纖維板的TS 均小于未剝皮的，兩者均隨著密度的增加呈下降的趨勢(shì)，說(shuō)明竹柳的樹(shù)皮以及纖維板的密度對(duì)板材的TS都有一定的影響。在密度0.70 g/cm3時(shí)，剝皮較之于未剝皮的TS明顯下降，而在0.75 g/cm3時(shí)，剝皮的相對(duì)于未剝皮的TS下降了30%。分析其原因可能是樹(shù)皮制得的纖維與膠粘劑的膠合作用較弱，降低了板材的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度，進(jìn)而影響板材的吸水厚度膨脹率，所以實(shí)際生產(chǎn)中要考慮到樹(shù)皮的負(fù)面影響。當(dāng)密度為0.75 g/cm3、施膠量為14%時(shí)，未剝皮竹柳中密度纖維板的TS達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于剝皮竹柳制得的纖維板，TS隨著密度增加而變小，且TS均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。因?yàn)樘岣呙芏仁拱宀膬?nèi)部纖維單元之間更為緊密，板材內(nèi)部空隙率降低，使得TS得到改善。

2.3.2 施膠量對(duì)竹柳中密度纖維板性能的影響

本次試驗(yàn)中，施膠量分別為12%、14%。當(dāng)密度相同時(shí)，施膠量的大小對(duì)竹柳中密度纖維板性能同樣具有影響，

MOE：隨著施膠量的增加，未剝皮和剝皮的中密度纖維板的MOE均增大，中密度纖維板的施膠量為14%時(shí)，任何密度條件下板材的MOE均高于12%時(shí)的板材，這是因?yàn)镸OE不僅與原料自身的剛度有關(guān)，還和原料之間的膠合強(qiáng)度相關(guān)，施膠量增加，纖維之間的膠點(diǎn)增多，形成的膠接力也變大，MOE隨之改善。剝皮的中密度纖維板當(dāng)施膠量達(dá)到12%、密度為0.75 g/cm3時(shí)，物理力學(xué)性能可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)于未剝皮中密度纖維板的MOE，在施膠量14%、密度為 0.75 g/cm3時(shí)達(dá)到國(guó)家中密度纖維板標(biāo)準(zhǔn)的要求。

MOR：通過(guò)分析圖5的（3）、（4）得出，當(dāng)密度相同時(shí)，剝皮與未剝皮的施膠量為14%時(shí)較12%時(shí)的MOR都要高，且剝皮纖維板的MOR值高于未剝皮的。密度為0.70 g/cm3時(shí)，施膠量為12%、14%時(shí)的剝皮竹柳纖維板MOR分別為19.34、20.75 MPa，而未剝皮的MOR值分別為17.06、20.44 MPa；密度為 0.75 g/cm3時(shí)，施膠量為12%、14%時(shí)的剝皮竹柳纖維板MOR分別為 28.70、29.59 MPa，未剝皮的MOR值分別為22.98、25.32 MPa。所以得出剝皮竹柳在施膠量的變化下的增幅，密度0.70 g/cm3和0.75 g/cm3的時(shí)候，分別為6.7%，3.1%；未剝皮竹柳在施膠量的變化下的增幅，密度為0.70 g/cm3和0.75 g/cm3的時(shí)候，分別為19.8%、10.2%。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著密度的增加，施膠量對(duì)MOR的影響的增幅是減小的。即未剝皮的中密度纖維板施膠量為14%時(shí)較12%時(shí)MOR要大。觀察圖5可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)密度小時(shí)，施膠量的影響比較大：密度為0.70 g/cm3時(shí)，增幅為19.8%；而密度為0.80 g/cm3時(shí)，14%較之12%的增加百分比僅為0.9%。

IB：從圖5的（5）、（6）可以看出，樹(shù)皮對(duì)竹柳中密度纖維板的IB有影響，在密度、施膠量相同的條件下沒(méi)有樹(shù)皮的纖維板IB均高于有樹(shù)皮的。分析密度0.70 ～0.75 g/cm3時(shí)樹(shù)皮對(duì)纖維板性能的影響，可得出剝皮和未剝皮的中密度纖維板均隨著施膠量的增加，板坯的IB有一定的增大。剝皮的在密度為0.70 g/cm3時(shí)，施膠量為12%、14%時(shí)的IB分別為0.38、0.39 MPa，增幅僅為2.6%。密度為0.75 g/cm3時(shí)，施膠量為12%、14%時(shí)的IB分別為0.50、0.54 MPa，增幅為8.0%，當(dāng)密度為0.75 g/cm3，施膠量為12%時(shí)，板材的IB即達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于未剝皮的中密度纖維板施膠量由12%增加到14%時(shí)，密度為0.70、0.75 g/cm3的板材的IB分別增加了34.6%，8.0%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明剝皮和未剝皮竹柳制成的纖維板，在相同密度、同施膠量的情況下，剝皮板的IB值明顯大于未剝皮的，樹(shù)皮對(duì)纖維板性能有不利的影響。

TS：同樣施膠量、樹(shù)皮對(duì)TS有影響，施膠量和TS的大小呈負(fù)相關(guān)見(jiàn)圖5的（7）、（8）。從圖中可以看出施膠量對(duì)剝皮纖維板的吸水厚度膨脹率影響不十分明顯，對(duì)未剝皮纖維板的吸水厚度膨脹率影響明顯。剝皮竹柳纖維板密度為0.65 g/cm3，施膠量為12%、14%的TS分別為13.60%、13.56%；密度為0.70 g/cm3時(shí)，施膠量為12%、14%的TS分別為13.30%、12.05%；密度為0.75 g/cm3時(shí)，12%、14%的TS分別為12.01%、11.96%。下降幅度分別為0.3%、9.0%、0.4%。對(duì)于未剝皮的纖維板，當(dāng)施膠量12%、密度為0.70 g/cm3時(shí)，竹柳中纖板的TS為18.60%，明顯高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定15%的要求；當(dāng)施膠量為14%、密度為0.75 g/cm3時(shí)，TS剛好達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)TS為15.00%。

綜合考慮MOE、MOR、IB、TS性能指標(biāo)和實(shí)際生產(chǎn)成本考慮，生產(chǎn)剝皮竹柳纖維板時(shí)，密度為0.75 g/cm3，施膠量為12%即可。生產(chǎn)未剝皮竹柳纖維板時(shí)，密度則最少為0.75 g/cm3，施膠量為14%即可。所以說(shuō)樹(shù)皮對(duì)纖維板的性能影響呈負(fù)相關(guān)性，因此在條件允許的情況下，要適當(dāng)減少樹(shù)皮的含量。

2.3.3 板密度、施膠量對(duì)竹柳中密度纖維板的影響方差分析

利用EXCEL軟件處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)[15]，分析板密度和施膠量對(duì)竹柳MDF的影響。本試驗(yàn)中，因素A（施膠量）、因素B（板材密度）以及因素AB之間的交互作用對(duì)板材指標(biāo)值的影響。因此，不區(qū)分剝皮與未剝皮的影響，綜合板材密度的取值，分析密度范圍在0.70～0.75 g/cm3之間的方差分析結(jié)果（見(jiàn)表4～7）。

分析結(jié)果表明：在密度0.70～0.75 g/cm3范圍內(nèi)，施膠量（因素A）和板密度（因素B）對(duì)竹柳中密度纖維板物理力學(xué)性能有一定的影響。

表4 密度0.70～0.75 g/cm3 范圍內(nèi)板材MOE的方差分析?Table 4 Variance analysis on MOE of fiberboards in density range of 0.70 g/cm3 to 0.75 g/cm3

表5 密度0.70～0.75 g/cm3 范圍內(nèi)板材MOR的方差分析Table 5 Variance analysis on MOR of fiberboards in density range of 0.70 g/cm3 to 0.75 g/cm3

表6 密度0.70～0.75 g/cm3 范圍內(nèi)板材IB的方差分析Table 6 Variance analysis on IB of fiberboards in density range of 0.70 g/cm3 to 0.75 g/cm3

表7 密度0.70～0.75 g/cm3 范圍內(nèi)板材TS的方差分析Table 7 Variance analysis on TS of fiberboards in density range of 0.70 g/cm3 to 0.75 g/cm3

施膠量：對(duì)竹柳中密度纖維板的MOE影響不顯著，因?yàn)镕A＜F(0.01)=76.813 2；對(duì)于MOR，F(xiàn)A＞F(0.01)=20.366 16影響顯著；對(duì)于IB，F(xiàn)A＞F(0.01)=26.289 1影 響 顯 著； 對(duì) 于TS，F(xiàn)A＞F(0.01)=7.957 507影響顯著。彈性模量是物體產(chǎn)生單位應(yīng)變所需要的應(yīng)力，它表征材料變形抵抗變形能力的大小，是表示材料力學(xué)性質(zhì)的重要常數(shù)，施膠量的大小是針對(duì)竹柳纖維板的，所以說(shuō)對(duì)MOE的影響不顯著。而MOR、IB是木材強(qiáng)度的范疇，所以施膠量的大小有一定的影響。至于TS，施膠量的影響顯著，木質(zhì)纖維是一種親水性材料，由其制成的纖維板，一般具有很強(qiáng)的吸濕和吸水性能，膠黏劑具有黏滯性和滲透性，它的加入會(huì)使TS的值變小。所以說(shuō)施膠量對(duì)竹柳中密度纖維板的TS影響顯著。

板密度：對(duì)竹柳中密度纖維板的MOE影響具有顯著性，F(xiàn)B＞ F(0.01)=1.678 954；對(duì)于MOR，板密度的影響具有顯著性，F(xiàn)B＞F(0.01)=2.335 853；對(duì)于IB，板密度的影響也具有顯著性，F(xiàn)B＞F(0.01))=10.364 93；而TS，板密度對(duì)之影響不顯著，F(xiàn)B＜F(0.01)=37.925 4。因?yàn)槟静拿芏仁菃挝惑w積內(nèi)木材細(xì)胞壁物質(zhì)的數(shù)量，是決定木材強(qiáng)度和剛度的物質(zhì)基礎(chǔ)。針對(duì)于人造板來(lái)說(shuō)，也有類似的情況，所以對(duì)于MOE、MOR、IB等人造板強(qiáng)度的物理量，板密度對(duì)它們的影響具有顯著性。而對(duì)于TS的影響不顯著。

3 結(jié) 論

在竹柳幼齡材中，自髓心向外，竹柳纖維細(xì)胞的平均長(zhǎng)度隨年輪增加而呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)；竹柳纖維細(xì)胞寬度方向、纖維腔徑及單壁厚尺寸自髓心向外逐漸增加。

在同一株竹柳幼齡材中，竹柳纖維細(xì)胞平均長(zhǎng)寬比隨樹(shù)齡的增大而呈增大的趨勢(shì)，自髓心向外，竹柳纖維細(xì)胞壁腔比在年輪上呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，從壁腔比的角度分析，竹柳纖維是一種很好的纖維原料。

剝皮竹柳纖維得漿率為86.0%，其出漿率較之楊木稍高一點(diǎn)。未剝皮竹柳纖維得漿率為84.2%，因此說(shuō)竹柳可作為中密度纖維板的生產(chǎn)原材料。

密度對(duì)竹柳中密度纖維板的物理力學(xué)性能具有影響，隨著密度的增加，板的IB、MOE、MOR增加，TS值下降。施膠量對(duì)竹柳中密度纖維板具有一定影響，隨著施膠量的增加，中密度纖維板的物理力學(xué)性能得到了相應(yīng)的增加。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)密度≥0.75 g/cm3，施膠量為12%時(shí)剝皮的竹柳中纖板的物理力學(xué)性能能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。未剝皮的竹柳制得的中密度纖維板其密度≥0.75 g/cm3，施膠量為14%時(shí)板的物理力學(xué)性能方可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的指標(biāo)值。

通過(guò)對(duì)比未剝皮和剝皮的竹柳纖維板性能的分析可知，樹(shù)皮對(duì)纖竹柳維板的性能存在不利影響，在實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求去除樹(shù)皮或適當(dāng)增加施膠量。含有樹(shù)皮的竹柳適當(dāng)?shù)脑黾用芏韧瑯涌梢灾瞥煞蠂?guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的中密度纖維板。

方差分析結(jié)果表明，施膠量對(duì)竹柳中密度纖維板的MOE影響不顯著，對(duì)MOR、IB、TS影響具有顯著性；板密度對(duì)竹柳中密度纖維板的MOE、MOR、IB影響具有顯著性，而板密度對(duì)TS影響不顯著。

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Study on medium density fi berboard of salt tolerance Salix discolor

HE Shuang-shuang1,WANG Xin-zhou1,DENG Yu-he1,DONG Ge-ping1,TRAN Minh Toi1,2,ZHANG Jian3,LING Jun-yu1,HENG Li-chen1
(1. College of Material Science and Engineering,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,Jiangsu,China; 2. Northeast Technologies and Agroforestry College,Langson 008425 ,Vietnam; 3. Agricultural Research Institute for Along Yangtze River Area,Rugao 226541,Jiangsu,China)

The fi ber morphology of Salix discolor was analyzed and the feasibility of making medium density fi berboard from peeled and unpeeled S. discolor with urea-formaldehyde resin as adhesive was studied. The effects of resin content and board density on the MOE,MOR,IB and TS of S. discolor medium density fi berboard were evaluated. The results show that the density and resin content had signi fi cant effects on the board properties,Along with the increments of density and resin content,the physical and mechanical properties of the fi berboards were increased; The fi berboards made of peeled S.discolor fi bers presented better performance than that of the fi berboard made of unpeeled fi bers; The physical and mechanical properties of the fi berboard made of peeled S. discolor fi bers (MOE,MOR,IB and TS) could meet the requirements speci fi ed in the national standard GB/T11718-2009 when the fi berboard density was 0.75 g/cm3 with 12% of resin content; Otherwise,the fi berboard density should be 0.80 g/cm3and the resin content should be 14% when the fi berboard manufactured with unpeeled S.discolor fi bers.

salt tolerance Salix discolor; fi ber morphology; medium density fi berboard; physical and mechanical properties

S784；TS653

A

1673-923X(2016)01-0134-08

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.01.023

2015-01-11

江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目；江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（CXLX13_527）

何爽爽，碩士研究生 通訊作者：鄧玉和，教授，博士；E-mail：dengyuhe@hotmail.com

何爽爽，王新洲，鄧玉和，等. 耐鹽竹柳中密度纖維板的研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016,36(1): 134-141.

[本文編校：謝榮秀]