蘇蕓

摘 要：以柳樹(shù)枝椏材為原料，借鑒重組木制備技術(shù)，將原料反復(fù)碾壓成橫向有木絲相連網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)浸膠處理后鋪裝預(yù)壓成板坯，最后進(jìn)行加熱固化定型，形成柳枝模壓板材。以固化時(shí)間、固化溫度、預(yù)壓壓力和浸膠量為試驗(yàn)因素，以柳樹(shù)枝椏材模壓板材的靜曲強(qiáng)度、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度及2h吸水厚度膨脹率為試驗(yàn)指標(biāo)，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)考察制備工藝對(duì)柳枝模壓板材物理力學(xué)性能的影響。

關(guān)鍵詞：柳樹(shù)枝椏材；模壓重組材；物理力學(xué)性能

本研究通過(guò)借鑒重組木技術(shù)制備柳樹(shù)枝椏模壓板材，論證柳枝材高附加值利用的可行性，并提供一種科學(xué)有效的利用方式。柳樹(shù)枝椏材是制造模壓重組木的優(yōu)質(zhì)材料，因?yàn)楣嗄境刹氖侵睆胶苄〉臈l狀材料，且直徑相差不大，類(lèi)似枝丫材，纖維強(qiáng)度較高。柳樹(shù)枝椏材模壓板材是指不破壞柳樹(shù)枝木纖維的天然排列順序，保留柳樹(shù)枝的基本特性，通過(guò)碾壓形成木束，經(jīng)干燥、施膠、干燥、鋪裝預(yù)壓成型、加熱固化、后期處理等工序?qū)⒘鴺?shù)枝椏木束膠合成板方材。柳樹(shù)枝椏模壓產(chǎn)品性能優(yōu)良，與天然木材相比基本不彎曲變形、不開(kāi)裂、產(chǎn)品均質(zhì)、剛性極佳、尺寸穩(wěn)定性高、密度可按需要人為控制，尤其是它的規(guī)格尺寸和斷面形狀可根據(jù)用途確定，突出的應(yīng)用領(lǐng)域是結(jié)構(gòu)用方材，可用作屋頂桁架的大截面桁梁及柱、檀條或作地板基材、家居裝飾材、建筑材料等多個(gè)領(lǐng)域 [1-6]。

1 試驗(yàn)材料、儀器設(shè)備及試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

柳樹(shù)枝椏，采自黑龍江省綏棱林業(yè)局，選取3年樹(shù)齡的柳樹(shù)枝椏，株高約2.5m，直徑約2cm，新采伐的柳樹(shù)枝椏，密度為0.457g/cm3，含水率為54.32%；

酚醛樹(shù)脂膠粘劑，吉林辰龍生物質(zhì)材料有限公司生產(chǎn)，棕紅色粘稠液體，固體含量為 45%～50%，粘度600～1100 mPa.s（20℃），pH值8.8～9.5。

1.2 儀器設(shè)備

碾壓機(jī)：東北林業(yè)大學(xué)，中國(guó)；

0150F恒溫干燥箱：0150F恒溫干燥箱，日本；

熱壓機(jī)：KU-MPO1515熱壓機(jī)，日本；

萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)：UTM—10T—RL型萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，日本；

其它：電子秤、游標(biāo)卡尺等。

1.3 試驗(yàn)方法

柳樹(shù)枝椏模壓板材的制備工藝流程為：柳條截?cái)唷雺好撈ぁ稍铩n膠→干燥→組坯→預(yù)壓→熱固化→處理→性能檢測(cè)。

在國(guó)內(nèi)重組木的性能檢測(cè)一般參照刨花板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4897-2003，為了統(tǒng)一和對(duì)照比較，本試驗(yàn)在進(jìn)行柳樹(shù)枝椏模壓板材性能檢測(cè)時(shí)也參照此標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)靜曲強(qiáng)度、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和2h吸水厚度膨脹率，試件尺寸分別為20hmm×50mm×h（厚度）、50mm×50mm和50mm×50mm。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

本研究首先采用正交試驗(yàn)法考察可能影響柳樹(shù)枝椏模壓板材性能的試驗(yàn)因素以及影響規(guī)律。理論分析影響柳樹(shù)枝椏模壓板材性能的因素很多，因此進(jìn)行了試驗(yàn)因素的篩選探索試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上確定了正交試驗(yàn)的因子及水平范圍，初步確定試驗(yàn)因素為固化時(shí)間、固化溫度、預(yù)壓壓力和浸膠量，試驗(yàn)指標(biāo)為柳樹(shù)枝椏材模壓板材的靜曲強(qiáng)度、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度及2h吸水厚度膨脹率。采用L9（34）正交試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)因子及水平見(jiàn)表1，正交試驗(yàn)表見(jiàn)表2，按正交試驗(yàn)表重復(fù)試驗(yàn)2次，共壓制18塊柳樹(shù)枝椏材模壓板組材。

柳樹(shù)枝椏模壓板材性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

2.1靜曲強(qiáng)度結(jié)果與分析

表4是靜曲強(qiáng)度的方差分析結(jié)果，從表中可知預(yù)壓壓力、浸膠量對(duì)柳樹(shù)枝椏模壓板材的靜曲強(qiáng)度均有顯著影響，固化時(shí)間和固化溫度無(wú)顯著影響。從極差分析結(jié)果看出因子影響的主次順序是預(yù)壓壓力>浸膠量>固化溫度>固化時(shí)間。

2.2內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度結(jié)果與分析

表5是內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的方差分析結(jié)果，從表中可知預(yù)壓壓力和浸膠量對(duì)柳枝模壓板材的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度均有顯著影響。其中預(yù)壓壓力和浸膠量有極為顯著的影響，固化時(shí)間和固化溫度無(wú)顯著影響。從極差分析結(jié)果看出因子影響的主次順序是固化時(shí)間>預(yù)壓壓力>浸膠量>固化溫度。

2.3 2h吸水厚度膨脹率結(jié)果與分析

表6是2h吸水厚度膨脹率的方差分析結(jié)果，從表中可知預(yù)壓壓力和浸膠量對(duì)柳枝模壓板材的2h吸水厚度膨脹率均有顯著影響，固化時(shí)間和固化溫度無(wú)顯著影響。從極差分析結(jié)果看出因子影響的主次順序是浸膠量>預(yù)壓壓力>固化溫度>固化時(shí)間。

3 小結(jié)

從整個(gè)正交試驗(yàn)來(lái)看，可發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律和問(wèn)題，即在試驗(yàn)范圍內(nèi)，浸膠量、溫度、壓力、時(shí)間均是影響柳樹(shù)枝椏模壓重組材性能的主要因素。浸膠量大性能較好，但由于木束表面積小的特殊性，過(guò)大的浸膠量會(huì)造成浪費(fèi)，由于本次正交試驗(yàn)的因子水平較少，因而要想找到最佳浸膠量，還需進(jìn)一步試驗(yàn)。固化時(shí)間與固化溫度有關(guān)，考慮到柳樹(shù)枝椏材模壓重組材的用途，這三個(gè)物理力學(xué)性能指標(biāo)中，以靜曲強(qiáng)度為最主要的考察指標(biāo)，因而，選出本試驗(yàn)的較佳工藝參數(shù)為固化溫度為130℃，固化時(shí)間為3min/mm，預(yù)壓壓力為15MPa，浸膠量為9%。

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