玉米秸秆皮碎料/木材刨花复合板材工艺研究

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本论文以玉米秸秆皮碎料与木材刨花为原料,使用异氰酸酯改性脲醛树脂胶制备玉米秸秆皮碎料/木材刨花复合板材。论文研究了玉米秸秆皮碎料和木材刨花的混合特性,在实验室条件下模拟机械式铺装、气流式铺装及板坯在传送等过程中所受到的振动,研究这些因素对于板坯均匀性及复合板材物理力学性能的影响;探讨了玉米秸秆皮碎料/木材刨花复合板材的热压工艺,采用正交实验法分析了原料混合比、施胶量、热压温度和热压时间等工艺因子对复合板材主要物理力学性能的影响,通过扫描电子显微镜SEM观察了不同工艺条件的复合板材的断面并分析了其内部胶接特点,通过动态机械热分析DMA、热重分析TGA分析了复合板材的动态热力学性能及热稳定件:在正交实验的基础上,进一步分别研究了原料混合比和施胶量这两个工艺因子对复合板材主要物理力学性能的单因素影响,最终确定一个最佳制板工艺。研究结果表明:经过模拟机械式铺装和气流式铺装的板坯,距离铺装头不同位置的原料混合比存在不同程度的差异,板坯在传送等过程中受到振动时,板坯厚度方向上不同位置的原料混合比也存在一定差异,但这种差异对复合板材最终性能影响不大;在本实验范围内,原料混合比对复合板材2hTS和MOR有高度显著性影响,施胶量对2hTS、IB和MOE有高度显著性影响,对MOR有显著性影响,热压温度对MOR和MOE有高度显著性影响,对IB有显著性影响,热压时间对IB有显著性影响;相对于玉米秸秆皮碎料,木材刨花与胶黏剂形成的胶合界面更理想,且木材刨花的动态热力学性能和热稳定性更好,随着原料中木材刨花所占比例和施胶量的提升,复合板材的物理力学性能出现不同程度的提高;热压温度和热压时间不宜过大,否则板材表面会出现炭化现象,且部分性能会降低。综合上述分析,本论文得到的最佳工艺条件为:玉米秸秆皮碎料/木材刨花混合比3:7,施胶量12%,热压温度150℃C、热压时间4.5min,在此工艺条件下,以玉米秸秆皮碎料和木材刨花为原料,异氰酸酯改性脲醛树脂胶为胶黏剂制备的复合板材各项物理力学性能均能达到A类刨花板国家标准及麦(稻)秸秆刨花板国家标准。
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