改性劑添加量對難燃中密度纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

張興華+張旭+李欣弘+徐傳禎

摘 要：利用改性劑加入人造板中使其具有環(huán)保價值是目前人造板研究和新產(chǎn)品開發(fā)的重要發(fā)展方向之一，而改性劑添加后對人造板性能是否產(chǎn)生嚴(yán)重影響，一直受到國內(nèi)外企業(yè)的重視。文章通過實驗表明：粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)值得到提高，其最內(nèi)表結(jié)合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%；在提高難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

關(guān)鍵詞：改性劑添加量；難燃中密度纖維板；內(nèi)結(jié)合強度

難燃中密度纖維板生產(chǎn)過程中，因改性劑的成分影響（大部分為化學(xué)改性劑），導(dǎo)致成品板的使用范圍受限或達不到綠色環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)（甲醛釋放量）是國內(nèi)普遍存在的問題。達不到標(biāo)準(zhǔn)影響了國內(nèi)產(chǎn)品的輸出，也間接導(dǎo)致了原材料的浪費。改性劑，顧名思義就是改變某一性質(zhì)提高產(chǎn)品性能，但這些改性是在盡可能不影響其他性能的前提下才有實際的改性意義和價值。本文旨在利用改性劑降低人造板甲醛釋放量下，同時降低施膠量的前提下，來研究改性劑類型及添加加量對難燃中密度纖維板靜曲強度的影響。

1 研究方法及原料與設(shè)備

1.1 熱壓曲線

本研究選取三段式的熱壓曲線如圖1所示。

圖1 兩段式熱壓曲線

表1 試驗設(shè)計方案

序 號 調(diào)節(jié)劑% 調(diào)節(jié)劑加入量g

D-1 2 3.6

D-2 4 7.2

D-3 6 10.8

D-4 8 14.4

D-5 10 18

W-1 2 3.6

W-2 4 7.2

W-3 6 10.8

W-4 8 14.4

W-5 10 18

N-01

1.2 實驗設(shè)計

根據(jù)生產(chǎn)線實際情況，確定熱壓壓力、熱壓時間、熱壓溫度、壓板閉合速度、纖維含水率等為主要影響因素。本實驗選用熱壓壓力1.5～7MPa，熱壓時間225s，熱壓溫度160℃，固化劑g1.56g，施膠量180g，壓板閉合速度4.83 mm/s，難燃中密度纖維含水率10%。

1.2.1 單因素實驗設(shè)計

詳細(xì)的設(shè)計方案看表1（D-粉狀，W-膏狀，N-未添加改性劑）。

1.2.2 對比實驗設(shè)計

為了確定動物膠改性劑的添加對板材有何影響，每種將選取5個試驗方案，膏狀板材的平均值與未加改性劑的板材的性能做數(shù)據(jù)比較來確定改性劑對板材的影響。

1.3 實驗主要原料

木材纖維 硬雜木纖維 長白山森工集團和龍人造板有限公司

膠黏劑 脲醛膠

固化劑 氯化銨

改性劑 動物蛋白膠（膏狀，粉狀）

阻燃劑 A型阻燃劑

1.4 實驗的主要儀器設(shè)備

實驗中主要使用的儀器如下：

恒溫恒濕干燥箱 202-1 龍口市電爐制造廠

拌膠機 自制

四柱式平板硫化機 XLR-1000KN型 鄭州鑫宏機器制造有限公司

液壓式萬能力學(xué)試驗機 MWE-40A 濟南試驗機廠

1.5 實驗檢測標(biāo)準(zhǔn)

按國標(biāo)GB/T17657-1999制作試件，并用萬能力學(xué)試驗機測試其力學(xué)性能。

3 實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析

根據(jù)我企業(yè)生產(chǎn)線實際情況，確定熱壓參數(shù)后，將動物膠改性劑的添加量定為單一變量進行試驗，實驗結(jié)果如下。

3.1 粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響如圖2所示。

圖2 粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖3 膏狀改性劑添加量對難燃中密度纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖2的內(nèi)結(jié)合強度是添加了粉狀改性劑（D1 – D5）板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內(nèi)結(jié)合強度也整體呈上升趨勢。由數(shù)據(jù)分析D1

3.2 膏狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

膏狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響如圖3所示。

圖3的內(nèi)結(jié)合強度是添加了膏狀改性劑（W1-W5）板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內(nèi)結(jié)合強度也整體呈下降趨勢。由數(shù)據(jù)分析W5

根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出 D5>W2>W3>D4>W1>D3。最優(yōu)方案為D5

3.3 對比試驗結(jié)果

下表4為各選取添加了粉，膏狀改性劑的5個試驗板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果的平均值并通過與未加改性劑板材的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)據(jù)比較結(jié)果。

圖4 改性劑添加量對難燃中密度纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖4的內(nèi)結(jié)合強度是在各類型板材中選取了平均值后的內(nèi)結(jié)合強度的數(shù)據(jù)對比結(jié)果，可以看出添加了動物膠改性劑的板材的內(nèi)結(jié)合強度都高于未添加改性劑板材（N）的內(nèi)結(jié)合強度，其中，添加了粉狀改性劑板材（D）的內(nèi)結(jié)合強度略高于添加了膏狀改性劑板材（W）的內(nèi)結(jié)合強度。由N

4 結(jié)論

根據(jù)以上實驗結(jié)果及分析可以得出如下結(jié)論：

4.1 粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)值得到提高，其最佳添加量為10%。

4.2 膏狀動物膠改性劑的添加量的提高可使難燃中密度纖維板的表結(jié)合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%。

4.3 在提高中密度纖維板的表結(jié)合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

參考文獻

[1] 高金貴，鄒志平等.環(huán)保型動物角蛋白改性劑對膠合板性能的影響[J].林業(yè)科技，2014，39（212）：26-29.

[2] Hua YuKun，Zhou Dingguo.The development of wood composites in China proceedings 32Nd international particalboard/composite materials symposium W.S.U.[C].1998，65-74.

[3] 林峰.纖維板生產(chǎn)企業(yè)原材料資源戰(zhàn)略[D].南京林業(yè)大學(xué)碩士論文，2007.

作者簡介：張興華（1960.09- ），男，高級工程師，長白山森工集團和龍人造板有限公司有限公司省級企業(yè)技術(shù)中心主任、副總工程師，現(xiàn)從事人造板生產(chǎn)及技術(shù)研發(fā)工作。

摘 要：利用改性劑加入人造板中使其具有環(huán)保價值是目前人造板研究和新產(chǎn)品開發(fā)的重要發(fā)展方向之一，而改性劑添加后對人造板性能是否產(chǎn)生嚴(yán)重影響，一直受到國內(nèi)外企業(yè)的重視。文章通過實驗表明：粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)值得到提高，其最內(nèi)表結(jié)合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%；在提高難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

關(guān)鍵詞：改性劑添加量；難燃中密度纖維板；內(nèi)結(jié)合強度

難燃中密度纖維板生產(chǎn)過程中，因改性劑的成分影響（大部分為化學(xué)改性劑），導(dǎo)致成品板的使用范圍受限或達不到綠色環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)（甲醛釋放量）是國內(nèi)普遍存在的問題。達不到標(biāo)準(zhǔn)影響了國內(nèi)產(chǎn)品的輸出，也間接導(dǎo)致了原材料的浪費。改性劑，顧名思義就是改變某一性質(zhì)提高產(chǎn)品性能，但這些改性是在盡可能不影響其他性能的前提下才有實際的改性意義和價值。本文旨在利用改性劑降低人造板甲醛釋放量下，同時降低施膠量的前提下，來研究改性劑類型及添加加量對難燃中密度纖維板靜曲強度的影響。

1 研究方法及原料與設(shè)備

1.1 熱壓曲線

本研究選取三段式的熱壓曲線如圖1所示。

圖1 兩段式熱壓曲線

表1 試驗設(shè)計方案

序 號 調(diào)節(jié)劑% 調(diào)節(jié)劑加入量g

D-1 2 3.6

D-2 4 7.2

D-3 6 10.8

D-4 8 14.4

D-5 10 18

W-1 2 3.6

W-2 4 7.2

W-3 6 10.8

W-4 8 14.4

W-5 10 18

N-01

1.2 實驗設(shè)計

根據(jù)生產(chǎn)線實際情況，確定熱壓壓力、熱壓時間、熱壓溫度、壓板閉合速度、纖維含水率等為主要影響因素。本實驗選用熱壓壓力1.5～7MPa，熱壓時間225s，熱壓溫度160℃，固化劑g1.56g，施膠量180g，壓板閉合速度4.83 mm/s，難燃中密度纖維含水率10%。

1.2.1 單因素實驗設(shè)計

詳細(xì)的設(shè)計方案看表1（D-粉狀，W-膏狀，N-未添加改性劑）。

1.2.2 對比實驗設(shè)計

為了確定動物膠改性劑的添加對板材有何影響，每種將選取5個試驗方案，膏狀板材的平均值與未加改性劑的板材的性能做數(shù)據(jù)比較來確定改性劑對板材的影響。

1.3 實驗主要原料

木材纖維 硬雜木纖維 長白山森工集團和龍人造板有限公司

膠黏劑 脲醛膠

固化劑 氯化銨

改性劑 動物蛋白膠（膏狀，粉狀）

阻燃劑 A型阻燃劑

1.4 實驗的主要儀器設(shè)備

實驗中主要使用的儀器如下：

恒溫恒濕干燥箱 202-1 龍口市電爐制造廠

拌膠機 自制

四柱式平板硫化機 XLR-1000KN型 鄭州鑫宏機器制造有限公司

液壓式萬能力學(xué)試驗機 MWE-40A 濟南試驗機廠

1.5 實驗檢測標(biāo)準(zhǔn)

按國標(biāo)GB/T17657-1999制作試件，并用萬能力學(xué)試驗機測試其力學(xué)性能。

3 實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析

根據(jù)我企業(yè)生產(chǎn)線實際情況，確定熱壓參數(shù)后，將動物膠改性劑的添加量定為單一變量進行試驗，實驗結(jié)果如下。

3.1 粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響如圖2所示。

圖2 粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖3 膏狀改性劑添加量對難燃中密度纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖2的內(nèi)結(jié)合強度是添加了粉狀改性劑（D1 – D5）板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內(nèi)結(jié)合強度也整體呈上升趨勢。由數(shù)據(jù)分析D1

3.2 膏狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

膏狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響如圖3所示。

圖3的內(nèi)結(jié)合強度是添加了膏狀改性劑（W1-W5）板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內(nèi)結(jié)合強度也整體呈下降趨勢。由數(shù)據(jù)分析W5

根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出 D5>W2>W3>D4>W1>D3。最優(yōu)方案為D5

3.3 對比試驗結(jié)果

下表4為各選取添加了粉，膏狀改性劑的5個試驗板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果的平均值并通過與未加改性劑板材的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)據(jù)比較結(jié)果。

圖4 改性劑添加量對難燃中密度纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖4的內(nèi)結(jié)合強度是在各類型板材中選取了平均值后的內(nèi)結(jié)合強度的數(shù)據(jù)對比結(jié)果，可以看出添加了動物膠改性劑的板材的內(nèi)結(jié)合強度都高于未添加改性劑板材（N）的內(nèi)結(jié)合強度，其中，添加了粉狀改性劑板材（D）的內(nèi)結(jié)合強度略高于添加了膏狀改性劑板材（W）的內(nèi)結(jié)合強度。由N

4 結(jié)論

根據(jù)以上實驗結(jié)果及分析可以得出如下結(jié)論：

4.1 粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)值得到提高，其最佳添加量為10%。

4.2 膏狀動物膠改性劑的添加量的提高可使難燃中密度纖維板的表結(jié)合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%。

4.3 在提高中密度纖維板的表結(jié)合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

參考文獻

[1] 高金貴，鄒志平等.環(huán)保型動物角蛋白改性劑對膠合板性能的影響[J].林業(yè)科技，2014，39（212）：26-29.

[2] Hua YuKun，Zhou Dingguo.The development of wood composites in China proceedings 32Nd international particalboard/composite materials symposium W.S.U.[C].1998，65-74.

[3] 林峰.纖維板生產(chǎn)企業(yè)原材料資源戰(zhàn)略[D].南京林業(yè)大學(xué)碩士論文，2007.

作者簡介：張興華（1960.09- ），男，高級工程師，長白山森工集團和龍人造板有限公司有限公司省級企業(yè)技術(shù)中心主任、副總工程師，現(xiàn)從事人造板生產(chǎn)及技術(shù)研發(fā)工作。

摘 要：利用改性劑加入人造板中使其具有環(huán)保價值是目前人造板研究和新產(chǎn)品開發(fā)的重要發(fā)展方向之一，而改性劑添加后對人造板性能是否產(chǎn)生嚴(yán)重影響，一直受到國內(nèi)外企業(yè)的重視。文章通過實驗表明：粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)值得到提高，其最內(nèi)表結(jié)合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%；在提高難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

關(guān)鍵詞：改性劑添加量；難燃中密度纖維板；內(nèi)結(jié)合強度

難燃中密度纖維板生產(chǎn)過程中，因改性劑的成分影響（大部分為化學(xué)改性劑），導(dǎo)致成品板的使用范圍受限或達不到綠色環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)（甲醛釋放量）是國內(nèi)普遍存在的問題。達不到標(biāo)準(zhǔn)影響了國內(nèi)產(chǎn)品的輸出，也間接導(dǎo)致了原材料的浪費。改性劑，顧名思義就是改變某一性質(zhì)提高產(chǎn)品性能，但這些改性是在盡可能不影響其他性能的前提下才有實際的改性意義和價值。本文旨在利用改性劑降低人造板甲醛釋放量下，同時降低施膠量的前提下，來研究改性劑類型及添加加量對難燃中密度纖維板靜曲強度的影響。

1 研究方法及原料與設(shè)備

1.1 熱壓曲線

本研究選取三段式的熱壓曲線如圖1所示。

圖1 兩段式熱壓曲線

表1 試驗設(shè)計方案

序 號 調(diào)節(jié)劑% 調(diào)節(jié)劑加入量g

D-1 2 3.6

D-2 4 7.2

D-3 6 10.8

D-4 8 14.4

D-5 10 18

W-1 2 3.6

W-2 4 7.2

W-3 6 10.8

W-4 8 14.4

W-5 10 18

N-01

1.2 實驗設(shè)計

根據(jù)生產(chǎn)線實際情況，確定熱壓壓力、熱壓時間、熱壓溫度、壓板閉合速度、纖維含水率等為主要影響因素。本實驗選用熱壓壓力1.5～7MPa，熱壓時間225s，熱壓溫度160℃，固化劑g1.56g，施膠量180g，壓板閉合速度4.83 mm/s，難燃中密度纖維含水率10%。

1.2.1 單因素實驗設(shè)計

詳細(xì)的設(shè)計方案看表1（D-粉狀，W-膏狀，N-未添加改性劑）。

1.2.2 對比實驗設(shè)計

為了確定動物膠改性劑的添加對板材有何影響，每種將選取5個試驗方案，膏狀板材的平均值與未加改性劑的板材的性能做數(shù)據(jù)比較來確定改性劑對板材的影響。

1.3 實驗主要原料

木材纖維 硬雜木纖維 長白山森工集團和龍人造板有限公司

膠黏劑 脲醛膠

固化劑 氯化銨

改性劑 動物蛋白膠（膏狀，粉狀）

阻燃劑 A型阻燃劑

1.4 實驗的主要儀器設(shè)備

實驗中主要使用的儀器如下：

恒溫恒濕干燥箱 202-1 龍口市電爐制造廠

拌膠機 自制

四柱式平板硫化機 XLR-1000KN型 鄭州鑫宏機器制造有限公司

液壓式萬能力學(xué)試驗機 MWE-40A 濟南試驗機廠

1.5 實驗檢測標(biāo)準(zhǔn)

按國標(biāo)GB/T17657-1999制作試件，并用萬能力學(xué)試驗機測試其力學(xué)性能。

3 實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析

根據(jù)我企業(yè)生產(chǎn)線實際情況，確定熱壓參數(shù)后，將動物膠改性劑的添加量定為單一變量進行試驗，實驗結(jié)果如下。

3.1 粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響如圖2所示。

圖2 粉狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖3 膏狀改性劑添加量對難燃中密度纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖2的內(nèi)結(jié)合強度是添加了粉狀改性劑（D1 – D5）板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內(nèi)結(jié)合強度也整體呈上升趨勢。由數(shù)據(jù)分析D1

3.2 膏狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

膏狀改性劑添加量對纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響如圖3所示。

圖3的內(nèi)結(jié)合強度是添加了膏狀改性劑（W1-W5）板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內(nèi)結(jié)合強度也整體呈下降趨勢。由數(shù)據(jù)分析W5

根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出 D5>W2>W3>D4>W1>D3。最優(yōu)方案為D5

3.3 對比試驗結(jié)果

下表4為各選取添加了粉，膏狀改性劑的5個試驗板材的內(nèi)結(jié)合強度測試結(jié)果的平均值并通過與未加改性劑板材的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)據(jù)比較結(jié)果。

圖4 改性劑添加量對難燃中密度纖維板內(nèi)結(jié)合強度的影響

圖4的內(nèi)結(jié)合強度是在各類型板材中選取了平均值后的內(nèi)結(jié)合強度的數(shù)據(jù)對比結(jié)果，可以看出添加了動物膠改性劑的板材的內(nèi)結(jié)合強度都高于未添加改性劑板材（N）的內(nèi)結(jié)合強度，其中，添加了粉狀改性劑板材（D）的內(nèi)結(jié)合強度略高于添加了膏狀改性劑板材（W）的內(nèi)結(jié)合強度。由N

4 結(jié)論

根據(jù)以上實驗結(jié)果及分析可以得出如下結(jié)論：

4.1 粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內(nèi)結(jié)合強度數(shù)值得到提高，其最佳添加量為10%。

4.2 膏狀動物膠改性劑的添加量的提高可使難燃中密度纖維板的表結(jié)合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%。

4.3 在提高中密度纖維板的表結(jié)合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

參考文獻

[1] 高金貴，鄒志平等.環(huán)保型動物角蛋白改性劑對膠合板性能的影響[J].林業(yè)科技，2014，39（212）：26-29.

[2] Hua YuKun，Zhou Dingguo.The development of wood composites in China proceedings 32Nd international particalboard/composite materials symposium W.S.U.[C].1998，65-74.

[3] 林峰.纖維板生產(chǎn)企業(yè)原材料資源戰(zhàn)略[D].南京林業(yè)大學(xué)碩士論文，2007.

作者簡介：張興華（1960.09- ），男，高級工程師，長白山森工集團和龍人造板有限公司有限公司省級企業(yè)技術(shù)中心主任、副總工程師，現(xiàn)從事人造板生產(chǎn)及技術(shù)研發(fā)工作。