人造板(第2章 原 料)

第一节 人造板生产对原料的要求 一、胶合板对原料的要求
树种： 树种 对树种的要求：
径级大，杆形好（弯曲度、尖削度），通直，圆满， 节少，蓄积量大，中等硬度，容易旋切，干燥时收缩和 翘曲不严重，易胶合，还应分表板和内层单板。
我国常用的胶合板树种：
针叶材： 针叶材：樟子松、马尾松、云南松、云杉、落叶松等； 阔叶材： 阔叶材：樟木、荷木、水曲柳、核桃楸、榆木、椴木、拟赤扬、
※ 结
针叶材和阔叶材相比
论
★针叶材与阔叶材的纤维素含量区别不大； ★针叶材的木素含量高于阔叶材； ★阔叶材的半纤维素含量高于针叶材； 同株树中，树干和树枝相比 同株树中， ★树枝中的纤维素含量低于树干；半纤维素和木质素的 含量高于树干。 ★幼龄材与成熟材也有以上规律； 树皮与木质部相比 ★树皮中次要成份的含量高，纤维素及半纤维素含量少；
木材密度：ρ=G／ 木材密度：ρ=G／V
意义：是木材物理性质的一项重要指标， 意义：是木材物理性质的一项重要指标，用它可以来估计木 材的质量，判断木材的物理力学性质（强度、硬度、干缩率、 材的质量，判断木材的物理力学性质（强度、硬度、干缩率、 湿胀率等）和工艺性质。木材是多孔性物质， 湿胀率等）和工艺性质。木材是多孔性物质，外形体积由细胞 壁物质和显微孔隙（胞腔、胞间道、纹孔等）及超微孔隙（微 壁物质和显微孔隙（胞腔、胞间道、纹孔等）及超微孔隙（ 纤丝之间的孔隙等）构成，因而其密度包括木材容积密度、 纤丝之间的孔隙等）构成，因而其密度包括木材容积密度、细 胞壁密度（因树种而异， g／ 胞壁密度（因树种而异，0.71~1.27 g／cm3）和木材物质密度 （与树种关系很小，通常为1.5g／cm3）。 与树种关系很小，通常为1.5g／ 1.5g
根据含水率将木材密度分为： 根据含水率将木材密度分为： ★基本密度ρi=绝干材质量／生材体积 基本密度ρi=绝干材质量／ ρi=绝干材质量 ★生材密度ρy=生材质量／生材体积 生材密度ρy=生材质量／ ρy=生材质量 ★气干密度ρg=气干材质量／气干材体积 气干密度ρg=气干材质量／ ρg=气干材质量 ★绝干密度ρo=绝干材质量／绝干材体积 绝干密度ρo=绝干材质量／ ρo=绝干材质量 最常用的是基本密度和气干密度，中国规定的气干含水率为15%。 最常用的是基本密度和气干密度，中国规定的气干含水率为15%。 基本密度和气干密度 15% 影响木材密度的因素： 影响木材密度的因素： 与含水率、木材构造、抽提物等有关，后二者又受树龄、 与含水率、木材构造、抽提物等有关，后二者又受树龄、 树干部位、立地条件等影响。 树干部位、立地条件等影响。密度决定木材的强度和刚性的大 小。
树种 1%NaOH抽 灰分 冷水抽 热水抽 1%NaOH抽 α-纤维 提物（ 提物（ 出物（ （%） 提物（%） 提物（%） 出物（%） 素（%） 0.28 0.29 0.30 0.18 0.26 0.33 0.56 0.72 0.44 0.49 10.14 1.69 4.64 1.61 1.19 1.80 4.09 2.75 3.12 3.96 11.48 2.47 6.53 2.90 2.66 2.11 6.13 3.52 3.69 4.44 20.98 12.37 19.50 10.32 11.09 16.48 20.94 19.98 24.47 18.88 39.97 42.48 37.68 43.45 44.04 41.82 40.33 46.20 41.84 44.55 木素 （% ） 26.21 28.58 25.56 26.54 33.51 20.37 30.68 21.57 17.81 23.03 聚戊糖 （% ） 11.96 10.28 9.08 10.09 8.54 30.37 20.65 26.81 23.52 24.61
第二章
原
料
※
本章对人造板生产的主要原料、木材的基本性质、 本章对人造板生产的主要原料、木材的基本性质、胶粘剂
的应用性能进行详细论述，并对其他原料：防水剂、固化剂、 的应用性能进行详细论述，并对其他原料：防水剂、固化剂、填 充剂、阻燃剂、防腐剂、贴面材料等作了简要介绍， 充剂、阻燃剂、防腐剂、贴面材料等作了简要介绍，为后续章节 打下基础。 打下基础。 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 人造板生产对原料的要求 木质原料的性质 非木质原料的特性 胶粘剂 其他添加剂 贴面材料 原料的贮存与保管 剥皮与去皮
二、刨花板、纤维板对原料的要求 刨花板、 对原料的基本要求： 对原料的基本要求：
纤维素含量在30%以上的木质或非木质植物纤维原料。 纤维素含量在30%以上的木质或非木质植物纤维原料。 30%以上的木质或非木质植物纤维原料
原料的种类： 原料的种类： 木质原料
小径级原木 采伐剩余物、 采伐剩余物、育林剩余物 加工剩作物 – 制材厂 – 木制品厂 – 胶合板厂 – 除锯屑和工厂刨花外都是好原料
第二节
加工性质等。 加工性质等。
木质原料的性质
木质原料的性质包括：物理性质、力学性质、化学性质、 木质原料的性质包括：物理性质、力学性质、化学性质、
一、木材的物理性质： 木材的物理性质：
指不改变木材的化学成分，也无外界机械力的作用， 指不改变木材的化学成分，也无外界机械力的作用， 就能了解的性质。它主要包括：木材的水分、 就能了解的性质。它主要包括：木材的水分、质量和胀 缩，木材对电、热、声的传导性，电磁波的透射性等。 木材对电、 声的传导性，电磁波的透射性等。
枫香、杨木、桦木、柞木、泡桐等；
进口材： 进口材：柳安、阿必东、克伦等
对原木的要求
原木的长度： 原木的长度： 商品用原木长度自2M以上按20cm为进级，且有2.5M的特 殊长度。木段的长度＝胶合板的长度＋胶合板的裁边余量＋ 旋切时的割刀余量。 原木的径级: 原木的径级: 径级越大利用率越高，原则上是26cm以上，目前已用到 20cm。 原木的质量： 原木的质量： 降低木材利用率的缺陷：弯曲度，尖削度，环裂，端裂， 空心，腐心等。 降低木材强度的缺陷：原木的斜纹理、节 子、涡纹、变色等。 材性：密度、 材性：密度、硬度及干燥变形情况
纤维素的化学性质
在人造板中遇到最多的是降解反应， 在人造板中遇到最多的是降解反应，降解类型主要有水解降 降解反应 解(酸性和碱性降解）、氧化降解、热降解等。与人造板加工有 酸性和碱性降解）、氧化降解、热降解等。 ）、氧化降解 关的是酸性水解和热降解。 关的是酸性水解和热降解。 酸性水解和热降解 酸性水解是指纤维素在酸的作用下，缩醛连接裂开。 酸性水解是指纤维素在酸的作用下，缩醛连接裂开。水解反 应使纤维素的聚合度下降，还原能力增加，吸湿性增加， 应使纤维素的聚合度下降，还原能力增加，吸湿性增加，在碱液 中的溶解度增加，机械强度下降。原料在高温下蒸煮时，会产生 中的溶解度增加，机械强度下降。原料在高温下蒸煮时， 酸性水解反应，起到催化剂的作用。 酸性水解反应，起到催化剂的作用。 热降解是指高分子物质因受热而产生的聚合度降低过程。 热降解是指高分子物质因受热而产生的聚合度降低过程。纤 维素热降解的程度与温度高低、作用时间长短及介质中的水分和 维素热降解的程度与温度高低、 氧气含量有密切关系。原料在高温下蒸煮时， 氧气含量有密切关系。原料在高温下蒸煮时，一般是在密闭状态 下进行。 下进行。 水分的作用：可以缓解热对纤维素的破坏作用。 水分的作用：可以缓解热对纤维素的破坏作用。
☆ 聚合度与纤维的物理力学性质之间的关系 n 纤维素的强度 。 木质纤维中纤维素的n 30000，棉纤维中n 12000， 木质纤维中纤维素的n为30000，棉纤维中n为12000， 亚麻纤维中n约为36000以上。 36000以上 亚麻纤维中n约为36000以上。纤维素的强度取决于分子 链之间的结合力，结晶度越高，定向性越好，强度越高。 链之间的结合力，结晶度越高，定向性越好，强度越高。 N在700以下与200以下时,纤维素强度怎样变化? 700以下与200以下时,纤维素强度怎样变化? 以下与200以下时 ☆ 形成氢键的条件 自由羟基的距离在0.25-0.3nm时 自由羟基的距离在0.25-0.3nm时,可以形成氢键 0.25 ☆氢键对纤维素和木材性质的影响 纤维素的无定型区存在大量的游离羟基,羟基具有极性, 纤维素的无定型区存在大量的游离羟基,羟基具有极性, 吸附极性水分子,形成氢键。 吸附极性水分子,形成氢键。——纤维素无定型区具有吸湿 纤维素无定型区具有吸湿 性。
木材水分与胀缩
水分占木材重量的一大部分，它直接影响木材的质量、强度、 水分占木材重量的一大部分，它直接影响木材的质量、强度、 干缩与湿胀、耐久性、燃烧性及加工性能等。 干缩与湿胀、耐久性、燃烧性及加工性能等。 水分的存在方式： 影响木材的胀缩和强度） 水分的存在方式：吸着水（影响木材的胀缩和强度）、自由水（影响
二、木材的强度性质
概念：木材强度又叫木材力学性质， 概念：木材强度又叫木材力学性质，表示木材抵抗外部机 械力（拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转等）作用的能力。 械力（拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转等）作用的能力。 影响木材强度的因素 木材缺陷、木材密度、含水率、生长条件等。 木材缺陷、木材密度、含水率、生长条件等。
三、木材的化学组分与性质
木材化学组分： 木材化学组分： 木材的主要化学成分：纤维素、半纤维素、 木材的主要化学成分：纤维素、半纤维素、木素 木材的次要化学成分：单宁， 木材的次要化学成分：单宁，热、冷水抽提物，果胶，蛋 冷水抽提物，果胶， 白质，灰分等。 白质，灰分等。
木材的化学成分（以绝干材为准） 木材的化学成分（以绝干材为准）
非木质原料
禾本科植物茎杆及农作物秸杆等， 禾本科植物茎杆及农作物秸杆等，用于生产的主要有 棉杆、甘蔗渣、 棉杆、甘蔗渣、竹、芦苇、麦秸杆、亚麻屑、稻草等。 芦苇、麦秸杆、亚麻屑、稻草等。
原料一般选择密度低而强度高的树种。 ※原料一般选择密度低而强度高的树种。 原料中树皮的含量： 原料中树皮的含量： 10%以下 10%以下 原料的含水率： 原料的含水率： 40~60%之间。 40~60%之间。 之间
主要组分的结构与性质
纤维素的结构与性质 纤维素 (C6H10O5)n
是以D 葡萄糖为结构单元的高分子化合物； 是以D-葡萄糖为结构单元的高分子化合物；分子式为 （C6H10O5）n。
分子链之间形成大量氢键而产生结晶。 分子链之间形成大量氢键而产生结晶。有结晶区和非结晶 非结晶区具有吸湿性。 区，非结晶区具有吸湿性。
木材的质量、保存性和燃烧性等）。 木材的质量、保存性和燃烧性等）。
纤维饱和点：它是木材性质变异的转折点（30%），木材含水率 纤维饱和点：它是木材性质变异的转折点（30%），木材含水率 ）， 在此之上时，木材强度不变,木材没有胀缩变化。在此以下时， 在此之上时，木材强度不变,木材没有胀缩变化。在此以下时， 木材强度随含水率的降低而增加，木材随含水率的减少而收缩， 木材强度随含水率的降低而增加，木材随含水率的减少而收缩， 减少至零时，收缩达到最大值。反之，随含水率的增加而膨胀， 减少至零时，收缩达到最大值。反之，随含水率的增加而膨胀， 直至达到纤维饱和点为止。 直至达到纤维饱和点为止。 木材的胀缩： 纵向） 弦向与径向）不同； 木材的胀缩：顺纹（纵向）与横纹（弦向与径向）不同；弦向与径 向的差异也很大。纵向0.1%，弦向6~14%，径向3~7%。 向的差异也很大。纵向0.1%，弦向6~14%，径向3~7%。 0.1% 6~14% 3~7%
长白落叶 松 鱼鳞云杉 红 松
马尾松 杉 木
白 桦 大叶桉 水曲柳 紫 椴
毛白杨
树干与树枝的化学组成比较
化学组成 云 树 纤维素 木 素 干 树 杉 枝 树 干 松 树 枝 青 树 干 杨 树 枝 43.9 25.9 35.1 — 0.5 2.5 .6 2.6 1.0 1.7 0.2
44.8 34.3 12.8 3.7 3.0 1.3 6.6 0.35
56.5~57 .2 27 10.5 7 1.4 4.5 2.5 0.2
48.2 27.4 13.1 4.8 1.5 3.3 3.4 0.37
52.2~52 21.2 22.8 — 0.6 1.5 2.6 0.26
聚戊糖 聚甘露糖 聚半乳糖 乙醚抽提 物 热水抽提 物 灰 分