LPF树脂在桉木定向刨花板的应用研究

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本文采用LPF树脂与桉木制备OSB,首先对LPF树脂的合成、理化性能、润湿性能进行研究,找出生物炼制蔗渣木质素添加量范围,再以单因素法优选出生物炼制蔗渣木质素添加量及摩尔比(F/P)对树脂性能进行优化,在此基础上,引入LPF树脂对桉木OSB的常规工艺及浸渍工艺进行研究,并通过单因素法对OSB制备工艺中的桉木刨花厚度、表芯层比例、LPF树脂固体含量进行筛选,并结合正交试验对OSB制备工艺进行优化,以获得较佳的桉木OSB制备工艺。论文的主要结论如下:(1)LPF树脂合成中,蔗渣木质素添加量范围为25%-175%,摩尔比(F/P)范围为1.5-1.8。树脂较佳的合成工艺为:蔗渣木质素添加量为50%,摩尔比(F/P)为1.8,该方案制备的胶合板,干板胶合强度达1.65MPa,湿板胶合强度达1.36MPa,超过Ⅰ类胶合板要求,甲醛释放量为0.17mg/L,达到E0级标准。(2)LPF树脂中蔗渣木质素添加量越高、树脂温度越高,其在桉木刨花表面的润湿性能越差。桉木刨花表面自由能以Lifshitz-van der Waals分量为主,Lewis酸碱分量只占自由能的9%左右,酸碱分量中碱分量是酸分量的110倍左右,是一种碱性特征材料。(3)桉木刨花厚度、表芯层比例对OSB物理力学性能有显著性影响,刨花厚度可从0.7mm~1.7mm中选取,芯层比例可从60%-70%中选取,其中刨花厚度为1mm、芯层比例为60%时,OSB物理力学性能较佳。(4)常规工艺制备OSB中,影响其物理力学性能因素主次顺序为:热压温度>热压时间>施胶量;常规工艺经优化参数为:热压温度160℃、热压时间720s,施胶量14%;用该方案制备的OSB达OSB/4标准,内结合强度达0.86Mpa,煮沸试验后内结合强度达0.56MPa,静曲强度(//)达63.13MPa,静曲强度(⊥)达50.65MPa,弹性模量(⊥)达5184.93MPa,弹性模量(//)达7237.98Mpa,24h吸水膨胀率5.53%,密度为0.64g/cm3。(5)浸渍工艺制备OSB中,树脂固体含量对OSB物理力学性能有显著性影响,树脂固体含量为25%时,OSB物理力学性能较佳。影响其物理力学性能因素主次顺序为:热压温度>热压时间>浸渍时间;浸渍渍工艺优化参数为:热压温度165℃,热压时间750s,浸渍时间30min;用该方案制备的OSB达到OSB/4标准,板材内结合强度达0.96MPa,湿内结合强度达0.68MPa,静曲强度(⊥)达54.62MPa,静曲强度(//)达74.13MPa,弹性模量(⊥)达5641.63MPa,弹性模量(//)达9753.27MPa,密度为0.64 g/cm3,24h吸水膨胀率达2.27%。(6)对比优化后的OSB常规工艺与浸渍工艺,浸渍工艺中内结合强度提高11.63%,煮沸后内结合强度提高21.43%,静曲强度(⊥)提高7.84%,静曲强度(//)提高17.42%,弹性模量(⊥)提高8.81%,弹性模量(//)提高34.76%,24h吸水膨胀率下降59.25%,浸渍工艺比常规工艺用胶量少19.11%,但传热能力较常规工艺差。
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