上膠量對木質(zhì)板材的影響研究*

王春霞崔立東王書文張佳彬蘇安斌張　晶**

（1.黑龍江省木材科學(xué)研究所國家林業(yè)局制材研究實(shí)驗(yàn)室，省木材綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱　150081；2.黑龍江省人造板及原木鋸材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，哈爾濱　150081；3.哈爾濱松江雙象木業(yè)有限公司，黑龍江　哈爾濱　150036）

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上膠量對木質(zhì)板材的影響研究*

王春霞1,2崔立東1,2王書文3張佳彬1蘇安斌1,2張晶1**

（1.黑龍江省木材科學(xué)研究所國家林業(yè)局制材研究實(shí)驗(yàn)室，省木材綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150081；
2.黑龍江省人造板及原木鋸材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，哈爾濱150081；3.哈爾濱松江雙象木業(yè)有限公司，黑龍江哈爾濱150036）

*黑龍江省財政自擬項(xiàng)目“木結(jié)構(gòu)材用間苯二酚改性酚醛樹脂的研究與開發(fā)”（201112）

椴木具有精細(xì)均勻的紋理及模糊的直紋，機(jī)械加工性能良好，干燥快，且變形小，老化程度低；干燥時收縮率較大，但尺寸穩(wěn)定性良好。總體看，椴木重量輕、質(zhì)地軟，強(qiáng)度比較低，屬于抗蒸汽彎曲能力不良的一類木材。楊木作為速生樹種，資源較為豐富，由于楊木纖維結(jié)構(gòu)疏松，材質(zhì)相對較差，其應(yīng)用范圍受到較大限制。

本研究以椴木和楊木單板廢棄料為原料,采用酚醛樹脂浸漬的方法處理單板邊角廢料,探討在不同浸漬條件下椴木和楊木板材上膠量的變化，為后續(xù)重組材制備工藝因子的選擇和優(yōu)化奠定基礎(chǔ)[1]。本文中的重組材是利用裁剪椴木單板的邊角材料，經(jīng)干燥后浸膠、再干燥到要求含水率，經(jīng)過冷成型、熱固化工藝，壓制成的強(qiáng)度高、規(guī)格大、具有天然木材紋理結(jié)構(gòu)的新型木質(zhì)人造板材[2]。它突破了傳統(tǒng)的切削加工方式，為木材的綜合利用開辟了一條新的途徑。

1　試驗(yàn)材料與方法

1.1材料及儀器

酚醛樹脂，自制；椴木邊角廢料，厚度1 mm，氣干密度500～550 kg/m3；楊木邊角廢料，厚度1 mm，密度0.386 g/cm3

儀器有烘箱、阿貝折射儀等。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1木材的浸漬工藝

采用單因子試驗(yàn)，對浸膠時間和浸膠濃度進(jìn)行設(shè)計（表1），每種條件重復(fù)3次。

主要工序?yàn)椋簶渲n→烘干→熱固化。

樹脂浸漬：將細(xì)條狀的椴木材和楊木材裁成不同大小的試件，用不同濃度的酚醛樹脂膠溶液浸漬[3]。

在經(jīng)過不同浸膠時間后，取出試件放入烘箱內(nèi)進(jìn)行熱固化。同一條件下的固化溫度為105℃。

1.2.2浸膠濃度的測定

利用阿貝折射儀測定溶液濃度的變化情況。標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定（圖1）：取6支10 mL燒杯，分別加入不同量的膠樣配置成不同濃度的溶液，測定折光指數(shù)[4- 5]。

圖1　折光指數(shù)與酚醛樹脂濃度的線性關(guān)系

1. 2. 3上膠量的測定

取一定質(zhì)量的絕干板材試件，放入不同濃度的酚醛樹脂溶液中浸漬，分別在不同時間后取出放入烘箱內(nèi)，105℃烘干后測定其質(zhì)量。上膠量的計算公式

W=（W1- W2）/ W1*100%

式中，W為上膠量（%）；W1為浸漬后絕干材質(zhì)量（g）；W2為浸漬前絕干材質(zhì)量（g）。

2　結(jié)果與討論

經(jīng)過前期的初步試驗(yàn)，基本上掌握了影響重組材壓制工藝的關(guān)鍵因素及水平。在此基礎(chǔ)上，為了準(zhǔn)確掌握重組材上膠量的變化情況，本研究對浸膠時間和浸膠濃度進(jìn)行單因子試驗(yàn)。固定因子：浸膠溫度20℃，固化溫度105℃；可變因子：浸膠時間、浸膠濃度。試驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果見表1。

表1　木材浸漬工藝試驗(yàn)結(jié)果

2.1椴木浸漬中上膠量的變化

通過12組試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)顯示：浸膠濃度與上膠量呈線性上升關(guān)系，隨著浸膠濃度的不斷加大，上膠量也隨之增長；不同浸膠時間對上膠量的影響不是很大，隨時間增加而增加得不顯著（圖2）。因此，浸膠時間對椴木上膠量影響不大，也說明在較短的時間內(nèi)，椴木就能夠浸透且均勻。

圖2　浸漬時間和濃度對椴木上膠量的影響

2.2楊木浸漬中上膠量的變化

浸膠濃度對楊木上膠量的影響呈線性上升趨勢（與椴木的類似），即隨著浸膠濃度的增加上膠量增加，由此可看出浸膠濃度對上膠量起著至關(guān)重要的作用。從不同浸膠時間來看，時間的長短不影響上膠量的含量（圖3），說明水和膠液對木材進(jìn)行同步浸漬，有可能因?yàn)樗冒宀暮穸容^?。ㄖ挥? mm），完整放入即可均勻上膠。

2.3椴木和楊木上膠量的對比

從上膠量來看，比較而言，楊木的上膠量要高于椴木，這與木材的密度相關(guān)。楊木的密度是0.386 g/cm3，椴木的密度是0.550 g/cm3；楊木的密度低于椴木，纖維結(jié)構(gòu)疏松，材質(zhì)相對較差，有利于膠液的進(jìn)入，也意味著楊木重組材的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度要低于椴木重組材；同時，楊木上膠量的變化趨勢也比椴木明顯。椴木的細(xì)胞間質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻致密，在完全浸漬的條件下，椴木重組材的性能要優(yōu)于楊木重組材。

圖3　浸漬時間和濃度對楊木上膠量的影響

3　小　結(jié)

3.1通過單因子試驗(yàn)分析可知，椴木和楊木的上膠量都隨著浸膠濃度的增加而增大；由于板材較薄，所以浸膠時間的長短對上膠量的影響不大，前提是板材需充分接觸到膠液。

3.2椴木和楊木二者進(jìn)行對比，楊木的上膠量含量優(yōu)于椴木，而椴木的結(jié)構(gòu)致密壓制成的椴木重組材的性能要高于楊木重組材，兩個樹種皆有優(yōu)缺點(diǎn)，可以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步對椴木重組材和楊木重組材進(jìn)行研究[4- 5]。

3.3在不同浸漬條件下，考慮到生產(chǎn)成本及椴木和楊木上膠量的變化，浸漬濃度為18%時基本可以滿足重組材的生產(chǎn)工藝要求。

參考文獻(xiàn)

［1］陳勇平，李春生，王金林，等.樹脂增強(qiáng)樺木單板重組材的性能研究［J］.木材工業(yè)，2008,22（3）：13 - 15.

［2］王春霞，崔立東，劉浩陽，等.重組竹冷壓工藝的研究［J］.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2013, 41（12）：17 - 19.

［3］陳桂華.浸膠法生產(chǎn)單板層積材工藝研究［J］.建筑人造板，1995（2）: 6 - 8.

［4］王春霞，趙磊，張長武，等.竹材浸漬用酚醛樹脂的合成及表征［J］.林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2012，40（8）：14 - 16.

［5］何靈芝，張妍，王春霞，等.酚醛膠合板中游離酚含量的測定［J］.林業(yè)科技，2009,34（5）：53 - 55.

（責(zé)任編輯：潘啟英）

收稿日期：2015 - 11 - 12

通訊作者：張晶（1983-），女，碩士，助理研究員，主要研究方向：木材科學(xué)。

作者簡介：第1王春霞（1982-），女，碩士，助理研究員，主要從事木材膠粘劑的研究。

文章編號：1001 - 9499（2016）01 - 0054 - 02