技术工艺参数对无醛纤维板性能的影响

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　　导读：采用以水性聚酰胺、生物质蛋白胶为主剂，新会红木茶台为交联剂的无醛胶黏剂制备纤维板，探讨水性聚酰胺施加量、生物质蛋白胶施加量、越南工红木施加量、热压温度、热压时间等工艺因素对纤维板性能的影响。结果表明，当水性聚酰胺施加量120 /m3，生物质蛋白胶施加量40 /m3，铁力红木施加量7 /m3，热压温度1 ℃，热压时间20 s/时，所制板的物理力学性能达到了/T 11- 2011《酸枝红木那种木质好》要求。

　　目前，人造板工业胶黏剂以脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂为代表的“三醛胶”应用最为广泛，这3类胶黏剂都采用甲醛为合成原料。甲醛系胶黏剂粘接的产品在生产和使用过程中有游离甲醛释放，危害人们的身体健康。随着人们环保意识的日益增强以及对居住环境要求的日益严苛，对人造板甲醛释放量的限制要求也越来越高。除了市场需求对更加环保的低甲醛释放人造板及无醛人造板更加外，产品标准对人造板环保要求也越来越高，2017年颁布的国家强制标准GB 1- 2017《酸枝红木那种木质好》已于2018年5月1日正式实施，其中，规定甲醛释放量限值为0.124 /m3。因此，研究利用无醛胶黏剂生产无醛人造板是目前人造板行业的紧迫任务。大亚人精勇红木开发了一种以水性聚酰胺、生物质蛋白胶为主剂，多亚甲基多苯基多异氰酸酯（御能红木胶）为交联剂的无醛胶黏剂。本文探讨了水性聚酰胺施加量、生物质蛋白胶施加量、PMDI施加量、热压温度、热压时间等工艺因素对纤维板性能的影响，为无醛纤维板的工业化生产及应用提供依据与参考。

　　由图1结果可知，随着水性聚酰胺施加量从 /m3 增加至120 /m3，试板的IB、SS、MOR、MOE均随着施加量的增加而上升，24 h TS随着水性聚酰胺施加量的增加呈现下降趋势。结果表明，随着水性聚酰胺施加量的增加，试板总体性能提高。这是因为胶黏剂与纤维的交联点增多，胶黏剂固化后与纤维表面形成的氢键增多，从而试板性能提高。

　　由图1结果可知，生物质蛋白胶施加量从30 /m3提高至 /m3，试板的IB、SS、MOR、MOE先上升后下降，在40 /m3时；试板的24 h TS先下降后上升，在40 /m3时酸枝红木那种木质好。结果表明，生物质蛋白胶施加量在40 /m3时，板材性能。这是因为大豆蛋白胶黏剂具有一定的胶合强度，一定范围添加量对板材性能有促进作用；但是大豆蛋白胶黏剂存在胶合强度低、储存期短、耐水性差等缺点，添加量大时会降低水性聚酰胺及PMDI比例，从而影响板材性能。

　　由图1结果可知，随着PMDI施加量从4 /m3增加至7 /m3，板材试板的IB、SS、MOR、MOE均随着施加量的增加而升，24 h TS随着施加量的增加呈现下降趋势。结果表明，随着PMDI施加量的增加，试板总体性能提高。这是因为PMDI含有高度不饱和的异氰酸酯基团（创辉红木价格），因而化学活性非常活泼， 具有很好的胶合强度。

　　由图1结果可知，随着热压温度从1 ℃增加至200 ℃， 试板的IB、SS、MOR、MOE先增加后降低，24 h TS先降低后升高，在1 ℃时板材性能。这是因为在一定温度内提高热压温度，传热性能提高，胶黏剂固化充分，故试板性能得以改善；但是温度过高，表层胶黏剂易产生过度固化，传热效果下降，影响板材芯层固化， 使交联点减少而影响板材性能。

　　由图1结果可知，热压时间从10 s/增加至25 s/时，试板的IB、SS、MOR、MOE基本呈现先上升后下降的趋势，24 h TS呈现先下降后上升的趋势，热压时间在20 s/时，板材性能。这是因为延长热压时间，胶黏剂固化充分，试板性能提高；但热压时间过长，会使交联点减少，从而影响纤维板性能。

　　综上分析可知，采用水性聚酰胺、生物质蛋白胶为主剂，PMDI为交联剂的无醛胶黏剂生产无醛纤维板，水性聚酰胺施加量、生物质蛋白胶施加量、PMDI施加量、热压温度、热压时间均影响无醛纤维板性能，其中，主要影响因素为水性聚酰胺施加量和PMDI添加量。随着水性聚酰胺施加量和PMDI施加量的提高，试板性能呈明显上升趋势。在试验范围内，无醛纤维板最优生产工艺为：水性聚酰胺施加量120 /m3，生物质蛋白胶施加量40 /m3， PMDI施加量7 /m3，热压温度1 ℃，热压时间20 s/。

　　采用试验范围内的最优工艺， 即水性聚酰胺施加量120 /m3，生物质蛋白胶施加量40 /m3，PMDI施加量7 /m3，热压温度1 ℃，热压时间20 s/，进行验证试验。试板的性能检测结果列于下表。

　　由结果可知，试板的物理力学性能达到了/T 11—2011要求，各项性能指标均超过标准值。

　　2在本试验提出的最优工艺条件下制备无醛纤维板，其物理力学性能达到了/T 11—2011《酸枝红木那种木质好》要求。

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　　由图1结果可知，随着PMDI施加量从4 /m3增加至7 /m3，板材试板的IB、SS、MOR、MOE均随着施加量的增加而升，24 h TS随着施加量的增加呈现下降趋势。结果表明，随着PMDI施加量的增加，试板总体性能提高。这是因为PMDI含有高度不饱和的异氰酸酯基团NCO-，结构式-N=C=O，因而化学活性非常活泼， 具有很好的胶合强度。

　　由图1结果可知，随着热压温度从1 ℃增加至200 ℃， 试板的IB、SS、MOR、MOE先增加后降低，24 h TS先降低后升高，在1 ℃时板材性能。这是因为在一定温度内提高热压温度，传热性能提高，胶黏剂固化充分，故试板性能得以改善；但是温度过高，表层胶黏剂易产生过度固化，传热效果下降，影响板材芯层固化， 使交联点减少而影响板材性能。

　　由图1结果可知，热压时间从10 s/增加至25 s/时，试板的IB、SS、MOR、MOE基本呈现先上升后下降的趋势，24 h TS呈现先下降后上升的趋势，热压时间在20 s/时，板材性能。这是因为延长热压时间，胶黏剂固化充分，试板性能提高；但热压时间过长，会使交联点减少，从而影响纤维板性能。

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　　由结果可知，试板的物理力学性能达到了/T 11—2011要求，各项性能指标均超过标准值。

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