重组竹材胶合板制造技术的研究

收稿日期:2003-05-19

*国家科技攻关项目(001107439)

作者简介:李　琴,女,杭州人,副研究员,从事竹子栽培及加工利用研究。

重组竹材胶合板制造技术的研究*

李　琴1

　汪奎宏1

　杨伟明2

　华锡奇1

　翁甫金1

　何奇江

1

(1.浙江省林业科学研究院　杭州310023; 2.浙江林产品质量监督检验站　杭州310000)

摘　要　在以酚醛树脂为胶粘剂的条件下,对胶液固体含量、热压压力、热压温度、热压时间四个主要参数及去青工艺对重组竹材胶合板性能的影响进行了试验研究。研究结果表明:以酚醛树脂为胶粘剂生产的重组竹材胶合板具有较好的物理力学性能,适宜作建筑模板、车厢底板等用途;以酚醛树脂为胶粘剂生产重组竹材胶合板时,胶液固体含量以20%为宜,热压工艺参数以热压压力3.14M P a 、热压温度150℃、热压时间0.9min ・mm -1为宜,去青工艺以采用竹材去青机去青和喷砂机去青为宜。

关键词　重组竹材胶合板;酚醛树脂;固体含量;热压工艺;去青工艺

重组竹材胶合板是以小径竹及竹梢为原料,经去青、辗压、干燥、施胶、组坯、热压等工序制造而成的一种新型竹材人造板。重组竹材胶合板的出现,解决了小径竹工业化利用难题,及现有竹材人造板竹材利用率低、成本高、工艺繁琐的问题,为竹材的高效利用提供了一条新的途径。

为了获得高强度的重组竹材胶合板,并为重组竹材胶合板的工业化生产提供试验依据,本文在以酚醛树脂为胶粘剂的条件下,对胶液固体含量、热压压力、热压温度、热压时间4个主要参数及去青工艺对重组竹材胶合板性能的影响进行了试验研究。

1　试验材料与方法

1.1　试验材料

(1)竹材。3～6a 生毛竹,产自浙江省林业科学研究院午潮山林场,竹径3～7cm ,竹壁厚4～9mm 。

(2)胶粘剂。酚醛树脂胶,固体含量34%。

(3)设备。ZL 型程控试验压机,幅面500m m ×500m m;竹材去青机;竹材辗压机;电热鼓风恒温干燥箱;木材万能试验机等。1.2　试验方法

(1)胶液固体含量:试验时将酚醛树脂胶调制成固体含量为20%、25%、30%的3个水平进行压板试验,试验作3个重复。然后参照中华人民共和国林业行业标准LY /T1574-2000

第22卷　第4期

2003年10月

竹　子　研　究　汇　刊JOURNAL OF BAM BOO RESEARCH

Vol.22,No.4Oct.,2003

进行取样,测试其物理力学性能指标进行比较。

(2)热压工艺试验按L 9(34)正交试验表(见表1)进行设置,热压压力(A )、热压温度(B )、热压时间(C )各因子均取3个水平,每个水平重复3次。选取A 1=3.14MPa ,A 2=3.53M Pa ,A 3=4.0MPa;B 1=130℃,B 2=140℃,B 3=150℃;C 1=0.9m in ・mm -1

,C 2=1.0min ・mm -1

,C 3=1.1min ・m m -1

。然后参照中华人民共和国林业行业标准LY/T1574-2000进行

取样,测试其物理力学性能指标进行比较。

表1　热压工艺试验方案表

Table 1　Ex perim ent of hot pr ess ure techniqu es

Sample number

试验号

factors

因素热压压力(M pa)

Pres sur e in h ot press ure

热压温度(℃)

T em perature in hot pres sure

热压时间(min ute)

T ime in hot pres sur e

1A 1(1)B 1(1)C 3(3)2A 2(2)B 1(1)C 1(1)3A 3(3)B 1(1)C 2(2)4A 1(1)B 2(2)C 2(2)5A 2(2)B 2(2)C 3(3)6A 3(3)B 2(2)C 1(1)7A 1(1)B 3(3)C 1(1)8A 2(2)B 3(3)C 2(2)9

A 3(3)

B 3(3)

C 3(3)

(3)去青工艺试验用手工刮削去青、竹材去青机去青和喷砂机去青3种方法去除竹材表层的竹青,再用去青后的竹材进行压板试验,试验作3次重复。然后参照中华人民共和国建筑行业标准JG /T 3026-1995进行取样,测试其物理力学性能指标进行比较。1.3　试验工艺

试验采用的工艺流程为:

竹材→去青→截断→辗压→干燥→浸胶→干燥→组坯→热压→裁边

胶液固体含量试验和热压工艺试验时组坯均采用3层竹束垂直配置的方式,热压采用热进热出、二次降压生产工艺。去青工艺试验时组坯采用3层竹束垂直配置、表层覆竹席的组坯方式,热压采用冷进冷出生产工艺。

胶液固体含量试验时热压压力为4M Pa,热压温度为140℃,热压时间为1.0min ・mm -1板厚。热压工艺试验时胶液浓度为30%。去青工艺试验时胶液浓度为30%,热压压力为3.14M Pa ,热压温度为140℃,热压时间为1.0min ・mm -1板厚。

2　试验结果与分析

2.1　试验结果

胶液固体含量试验结果见表2,热压工艺试验结果见表3,去青工艺试验结果见表4。对试验结果进行方差分析,分析结果未在此列出。

57　4期李　琴等　重组竹材胶合板制造技术的研究

表2　胶液固体含量试验结果

Table 2　T he experimen t result of the content of solid in glue

content

Solid 固体含量

index

function 性能指标

密　度

(g ・c m -3)

Density 含水率(%)M ois ture content 吸水厚度膨胀率(%)

Water -absorbing

thickness expandin g content

静曲强度(M Pa)Curving s trength 干状Dry 纵向Vertical 横向Horizontal 干状Dry

纵向Vertical 横向Horizontal 弹性模量(×103M Pa)Elasticity model 干状Dry

纵向Vertical 横向Hor izon tal 干状Dry 纵向Vertical 横向Horizontal 30%

0.89 5.38.8160.835.6　145.639.513.8 1.4　13.1 1.325%0.867.3 6.7126.348.397.640.713.9 1.511.0 1.320%

0.86

4.6

9.2

169.3

37.0

132.4

29.7

14.2

1.1

12.3

1.0

表3　热压工艺正交试验结果

T able 3　T he experim ent res ult of hot p res sure

numb er

Sample 试验号

index

function 性能指标密　度

(g ・c m -3)

Density 含水率(%)M ois ture content 吸水厚度膨胀率(%)

Water -absorbing

thickness expandin g content

静曲强度(M Pa)Curving s trength 干状Dry 纵向Vertical 横向Horizontal 干状Dry

纵向Vertical 横向Horizontal 弹性模量(×103M Pa)Elasticity model 干状Dry

纵向Vertical 横向Hor izon tal 干状Dry 纵向Vertical 横向Horizontal 10.77 5.010.3133.229.5　97.130.311.70.9　9.40.920.82 6.47.7132.832.1112.630.613.1 1.011.1 1.030.82 5.59.7138.939.3138.731.711.3 1.28.7 1.040.83 3.811.0159.539.6123.629.914.5 1.211.20.850.83 5.411.1155.141.7133.142.613.6 1.411.5 1.360.90 5.010.3148.642.8159.044.613.5 1.413.5 1.470.85 4.19.3188.146.2180.442.313.8 1.513.1 1.280.82 4.810.6123.448.6134.343.811.9 1.512.0 1.49

0.87

4.4

10.5

176.7

50.7

170.5

40.7

14.8

1.7

13.0

1.5

表4　去青工艺试验结果

T able 4　T he exper ment res ult of getting rid of the s kins

condition

Sample

试验条件index fu nction 性能指标

密　度

(g ・c m -3

)Density 含水率

(%)M ois ture

content

吸水率(%)

Water -absorbing

thickness expandin g content

静曲强度(M Pa)

Curvin g s tr ength 纵向Vertical 横向

Horizontal

弹性模量(×103MPa )Curving strength 纵向Vertical 横向

Horizontal

冲击强度(KJ ・m -2)

Pu shing strength 保存强度(M Pa)

Conserv e strengt h

纵向Vertical 横向

Horizontal

手工去青 1.00 6.48.9156.851.4　12.3 4.1116.099.054.7去青机去青 1.13 6.77.7164.654.913.1 5.0115.675.249.4喷砂机去青

0.99

5.7

7.4

187.3

44.3

14.1

4.6

80.8

83.1

66.7

2.2　分析与讨论

2.2.1　胶液固体含量对重组竹材胶合板性能的影响

方差分析结果表明,胶液固体含量对纵向干状静曲强度、纵向湿状静曲强度、横向湿状静曲强度有影响,其中20%和25%固体含量下,上述各项指标有显著差异,纵向干状静曲强度有极显著差异,20%和30%固体含量下横向湿状静曲强度有显著差异,25%和30%固体含量下纵向干状静曲强度、纵向湿状静曲强度有显著差异,对其他各项指标无显著影响。

从表2可以看出,3种胶液固体含量条件下生产的板材均具有较好的物理力学性能,其中静曲强度和弹性模量的大部分数据较接近,其间并无规律可循。25%胶液固体含量时板材纵向

58 竹子研究汇刊22卷