2022年《人造板工藝學》教案全套

1、人造板工藝學1. 緒論本章主要內容：1.1 人造板定義 2 學時 1.2 人造板分類 1.3 人造板進展歷史、現狀及趨勢 1.4 人造板性能及應用 1.5 人造板生產方法 1.6 人造板標準本章重點內容：人造板基本概念及常見產品種類人造板基本性能參數意義典型人造板產品生產工藝流程第 1 頁,共 144 頁1.1 人造板定義人造板是指以木材或其他植物纖維材料為原料,后,再經組合壓制成的板材；經機械加工分別成各種外形的組元人造板 =單元（ A） 膠粘劑（ B1） 添加劑（ B2） 產品外形（ C）單元（ A）：單板、竹片、板材、木條、大片刨花、刨花、纖維等；Lumber, Block Veneer

2、, Strip Chip, Flake Strand, Particle Fiber, Wood wool Wood Flour, Wood Dust Nano-Stuctural Fiber 膠粘劑（ B1）：合成樹脂膠脲醛樹脂、酚醇樹脂、三聚氰膠樹脂、異氨酸脂樹脂等；無機膠粘劑水泥、石膏、粉煤灰、礦渣等；添加劑（ B2）：阻燃劑、防蟲劑、防水劑、防腐劑等；產品外形（ C）：平面狀、異狀（曲面、彎曲） 、表面模壓等；例如：單板 脲醛樹脂 平面狀 =脲醛樹脂膠合板 單板、木條 脲醛樹脂膠 平面狀 =細木工板 =一般刨花板 刨花 豚醛樹脂膠防水劑1.2 人造板分類1.2.1 按組成木質（非木質）

3、單元分類1以單板、板、片為主的產品Veneer-based Panel Raw Materials : Wood Bam booRe sin : UF PFPlywood Layers : Thin 3 or 5 layers ThickLVL La min ated Veneer Lum berGLULAM Glue La min ated Lum berPSL Parallel Strand Lum ber結構膠合板 Structural Plywood Re sin I impregnate d PlywoodConcrete FormFireproof PlywoodAnti stat

4、ic Electricit y Plywood功能膠合板 Functional Plywood細木工板 BlockboardHollowCoreBlockboardSolidCoreBlockboard2以刨花為主的產品 Particle-based Panel Raw Material Wood, Bamboo, Agricultural Residues 第 2 頁,共 144 頁Adhesive 有機合成樹脂 Synthetic Adhesive UF, PF 無機膠粘劑 Inorganic Adhesive Cement, Gypsum Structure 單層結構刨花板： Singl

5、e-layer particleboard the density and the size of particle of each layer are uniform in thickness direction. 多層結構刨花板： Multi-layer particleboard the density and the size of particle of each layer are uneven in thickness direction. Usually smaller particles are formed on the surface while larger parti

6、cles in the core. Moreover, the interface is obvious. The purpose is to develop adequate strength plus good surface smoothness. 漸變結構刨花板 Graduated particleboardthe density and the size of particle of each layer change gradually from the surface to the core. The interface cant be distinguished.定向結構板 O

7、riented Strandboard OSB OSB is mat of three or five alternate layers of strands oriented at 90 degrees utilizing the same principle as plywood. Density 3 Low-density particleboard 0.5g/cm 3 Medium-density particleboard0.5 0.65g/cm 3 High-density particleboard0.65 0.85g/cm Processing 平壓法： Platen-pres

8、sed particleboardthe direction of pressure is vertical to the panel surface 擠壓法： Extruded particleboard- the direction of pressure is horizontal to the panel surface, by which the molded products are produced. 3以纖維為主的產品 Fiber-based Panel Raw Material Wood, Bamboo, Agricultural Residues Adhesive Synt

9、hetic AdhesiveUF Inorganic Adhesive Cement, Gypsum Density 第 3 頁,共 144 頁3Softboard 0.4g/cm3 Medium-density FiberbordMDF 0.5 0.8g/cmProcessing Dry FormingAir as a mediumWet FormingWater as a mdium1.2.2 按生產過程類型分類依據產品成型時板坯的含水率大小,分成干法、濕法和半干法；Low Density Solid Wood High Density Plywood Waferboard OSB PB

10、Flakeboard Insulation FB MDF Hardboard MDF Hardboard Paper 1.2.3 按使用性能分類結構材料的使用性能主要是力學性能扣耐老化性；功能材料的使用性能主要是裝飾性,阻燃性,抗蟲性,抗腐性,對電、光、磁、熱；聲等的性能；第 4 頁,共 144 頁1.3 人造板進展歷史、現狀及趨勢 1.3.1 人造板進展簡史 1膠合板 公元前 3000 年,古埃及第一制成鋸制薄木,主要用作裝飾材料 1818 年創(chuàng)造第一臺旋切機 19 世紀末,開頭批量生產膠合板,20 世紀初逐步形成膠合板工業(yè)；我國的膠合板工生產歷史較早, 解放前在哈爾濱、 上海等地即有數家膠

11、事板廠；50 歲月逐步引進國外生產主機, 擴建了一批膠合板廠； 90 歲月是鼎盛時間； 目前總 體技術達到了先進國家 80 歲月的水平；生產膠合板有三大區(qū)域：北美以針葉材生產厚單板壓制結構用厚膠合板；北歐以小徑木生產接長單板壓制結構用橫紋膠合板；東南亞以大徑術熱帶雨林闊葉材主要生產三層膠合板；中國生產三層膠合板, 進口材面板；部分生產國產材厚膠合板；2刨花板 1941 年,德國第一開頭建廠生產刨花板,1948 年創(chuàng)造連續(xù)式擠壓機,50 歲月開頭生產單層熱壓機, 并在英國 Bartev 連續(xù)加壓熱壓機的基礎上創(chuàng)造了 近代結構簡潔、技術先進的連續(xù)熱壓機,廣泛應用于刨花板和干法中密度纖維板生產線；此

12、后由于合成樹脂膠產量增加、成本降低,更加促進了刨花板工業(yè)的進展,使其成為三板中年產量最大的一個板種；我國刨花板生產起始于建國初期（50 歲月未）,直到 1979 年北京木材廠引進德 國年產 3 萬 m 3成套刨花板技術后得到快速進展,并成為一個產業(yè)；90 歲月初,在 相關科研單位、制造企業(yè)的共同努力下,相繼開發(fā)推出 0.55.0 萬 m 3 國產刨花板成套設備；第 5 頁,共 144 頁1997 年我國開頭生產定向刨花板（稱定向結構板；3纖維板OSB）（ Oriented Structural Board,又纖維板制造脫胎于造紙工業(yè)中的紙板生產技術,開頭生產的是軟質纖維板,20 世紀初在美國等

13、國成為一種工業(yè)；1926 年應用 Mason 爆破法開頭生產硬質纖維板,1931 年創(chuàng)造了 Asplund 連續(xù)式木片熱磨機后促進了濕法硬質纖維板的進展；1952 年美國開頭生產干法硬質纖維板；1965 年開頭正式建廠生產中密度纖維板（MDF ）；我國纖維板生產始于 1958 年,同占國林科院木材工業(yè)爭論所研制并建成了年 產 6000m 3 產濕法硬質纖維板生產線在國內推廣；19581961 年分別從瑞典、 波蘭 進口 1.8 萬 m3/a和 1.5 萬 m3/a的濕法硬質纖維板生產線 5 條,60 歲月初起進行了國 產化設計 ,形成 66 型和 76 型兩代濕法硬質纖維板定型生產線共 400

14、 多條,單線產量 ,目前大部分已改造生產 為 20225000m3/a；由于產品質量不高和對環(huán)境污染嚴峻 中密度纖維板 MDF 或趨于剔除 1 ；1982 年中國林科院等科研單位在湖南株洲建 成首條國產 MDF 生產線 ,生產才能為 7000m3/a2；1983 年福州人造板廠從美國引 進的國內首條 MDF 生產線正式出板 ,竣工考核后確認生產才能為 4.2 萬 m3/a；此后,從德國、瑞典、奧地利等國家間續(xù)引進了50 多套 MDF 的成套或主機設備；國內MDF 生產設備水平進展也很快 ,間續(xù)推出了 8 萬 m3/a 以下、不同規(guī)模類型的生產線3 ；但關鍵工序如熱磨、熱壓及自動化水公平方面 ,

15、與國外先進水平相比仍有明顯差距；1.3.2 人造板生產現狀1國外人造板生產現狀表 1 國外人造板產量（萬 M3）表 2 各種人造板所占比例（ %）全世界人造板產量在穩(wěn)步上升；膠合板占比例逐年下降,MDF 進展快速；第 6 頁,共 144 頁2中國人造板生產現狀截止到 20XX 年底,我國已建成投產人造板企業(yè) 6000多家 ,設計生產才能超過 3000萬 m 3/a, 20XX 年人造板的總產量達 2930.18萬 m 3；其中 ,膠合板為 1135.21萬 m 3,纖維板為 767.42萬 m 3,刨花板為 369.31萬 m 3,其他人造板 658.24 萬 m 3；中密度纖維板龍頭企業(yè)一覽

16、表公司名稱生產線已建規(guī)模生產線在建規(guī)模目標規(guī)模條 （m3/a）（條）（m3/a）（m3/a）第 7 頁,共 144 頁山東森美人造板有限公司3 20 2（20 萬）104 150 山東賀友集團7 60 魯西茌平信發(fā)熱電集團20 60 江蘇東盾木業(yè)8 50 300 江蘇大亞集團3（ 8 萬）20 2（20 萬）上海新高潮訪集團公司2（ 8 萬）5060 5（ 8 萬）40 100 上海綠洲實業(yè)有限公司浙江麗人集團10 60 福人木業(yè)公司2 18 廣西三威林產工業(yè)公司75*10 、15、20、30）廣西高峰人造板有限公司5 40 150 廣東南海華光裝飾板公司67 80 廣東威華股分有限公司2 3

17、0 100 3人造板消費情形國內人造板多用于制造家具,而國外就主要用于建筑業(yè),一般占 50%左右；1.3.3 人造板進展趨勢 1.3.3.1 開拓人造板新原料 人工林自然林（1）自然林資源竹材 農作物秸稈森林面積為 1.34 億 ha,居世界第七位,森林復蓋率為16.55%,人均森林面積 0.112ha,是世界平均水平的 1/6,居世界第 119 位；中國森林總蓄積量居世界第蓄積量 8.6M 3,為世界上最低的國家之一；（2） （2） 人工林資源中國人工林面積占世界總量的 50%；2022 年可供工業(yè)用木材資源為均木材消量 2.5 億 M 3,其中工業(yè)用材消量達 1.3M 3；8 位,人均森林

18、8235 萬 M3,而年（3）竹材資源及應用現狀第 8 頁,共 144 頁中國是世界上竹林面積最大；中國有竹子 37 屬 500 多種,竹林面積達 440 萬公頃,占世界竹林面積的 1/4；年產毛竹 5 億根,相當于 750 萬 M 3 的木材,年產其他竹材 1180 萬噸；竹子生長速度特別快, 毛竹等工業(yè)化利用價值高的竹子生長 用, 而且每年可以砍伐,雖為中空結構,但毛竹的壁厚可達45 年即可砍伐加工利 712mm；竹材強度高,硬度大；易于進行鋸、劈、刨、旋等機械加工；中國從 80 歲月初,對竹材的工業(yè)化利用進行了爭論和開發(fā),先后開發(fā)了竹材膠合 板、竹編膠合板、竹蔑積成材、竹碎料板、竹中密度

19、纖維板、竹地板、竹席等竹制品,用于汽車車廂底板、混凝土模板、包裝箱、地板、室內裝修材料；（4） （4） 農作物剩余物資源及應用現狀 農作物剩余資源品種包括兩類：一類是收割剩余物（如麥秸、稻草、棉桿、蘆葦、高梁桿、玉米桿等）；另一類量加工剩余物（如甘蔗渣、花生殼、亞麻殼等）；依據 1995年的統(tǒng)計資料,我國農作物秸稈年頭出量為6.04 億噸；中國農作物秸稈的現行用途：肥料：主要是燃燒的灰分作為鉀肥,或把秸稈和河泥混合后待用作肥料 燃料：主要供廣大農村取暖、燒飯等；飼料：把麥秸稻草加工成碎料,再添加其他成分,做成飼料,養(yǎng)雞、豬、鴨等；原料：主要用作泥巴墻和草屋頂 農作物秸稈在人造板工業(yè)上的應用包括

20、：秸稈碎料板 秸稈中密度纖維板 秸稈包裝墊塊 秸稈墻體材料1.3.3.2 開發(fā)人造板新產品 膠合板 傳統(tǒng)產品 刨花板 纖維板 功能人造板：阻燃、防腐、抗靜電、彩色、隔磁 現代產品 結構人造板： OSB、LVL 、PSL、GLUM 復合人造板：多種人造板的復合、人造板與其他材料復合、人造薄木 產品應遵循 4R 原就：再生資源原就（ Regrown）充分利用可再生資源,如各類植物纖維 減熵原就（ Reduce Entropy）要求用較少原料和能源投入來達到既定經濟目的；重復使用原就（ Reuse）產品可以被多次重復使用；循環(huán)利用原就（ Recycle）產品到使用壽命后可通過物理或化學方法使其被循

21、環(huán)境利用；1.3.3.3 爭論人造板新技術 膠合新工藝噴蒸真空熱壓Steam-injection 新型膠粘劑 MDI 運算機仿真技術 Modelling 第 9 頁,共 144 頁1.4 人造板基本性能及應用1.4.1 外觀性能 主要包括產品的外形尺寸及偏差、翹曲度、材質缺陷（活節(jié)、死節(jié)、腐朽、變形等）、加工缺陷（疊離芯、鼓泡、分層、壓痕等）、邊緣不直度、兩對角線差等等1.4.2 內在性能主要包括人造板的物理性能、力學性能、耐久性（老化性能）、表面特性和特殊性能等；（1）物理性能含水率（ Mositure Content）MC 絕鄧 GG 0 G 0100 % MC 相對 GG G 0 100

22、 %G板材濕重,G0板材絕干重量密度 Density：指板材在 20,相對濕度 63%的標準氣候下達到恒重以后的密度；吸水厚度膨脹率 Thickness Swelling：試件吸水后厚度的增加量與吸水前厚度之比；吸水率 Water Absorption：試件吸水后重量增加量與吸水前重量之比游離甲醛釋放量 Formaldehyde Emission （2）力學性能靜曲強度 Modulus of Rupture：指板材在承擔靜力彎曲時的強度性能；3 PLMOR 22 bh彈性模量 Modulus of Elasticity ： 板在外力作用下,抗擊彎曲變形的才能；3L pMOE 34 bh y平面

23、抗拉強度 Internal Bond：在垂直于板面外力的作用下,板材的破壞程度；PIBS握螺釘力（ Nail and Screw Holding Power）：撥出擰入規(guī)定深度的木螺釘所需的力；膠合強度（ Bond Strength）P FA B表面結合強度、表面硬度、順紋抗拉強度、橫紋抗拉強度等（3）耐久性 人造板產品在使用中由于受到氣候的影響,如吸濕受潮、解濕干燥、加熱冷凍等使得木材單元和膠粘劑變形, 但相互受到膠粘劑的膠合作用, 不能自由變形, 形成內應力,久而久之促使膠層強度變弱而破壞,最終使產品的物理力學性能降低直至產品破壞；根 據影響產品性能變化的主要氣候因素設計了很多快速老化試驗

24、方法,目前主要采納使人 造板的含水率、溫度差異大的方法來測定殘存的力學性能,以確定其抗一老化性能；（4）功能性 防火、防腐、防蟲、耐磨等性能；第 10 頁,共 144 頁.1.4.3 人造板的應用1.5 人造板生產方法 1.5.1 人造板生產方法 干法：單元含水率在 15%以下 半干法：單元含水率在 30%以上 濕法：單元含水率在 100%以上1.5.2 三種人造板生產工藝流程 膠合板干燥剪切 原木截斷熱處理剝皮定中心旋切剪切干燥修補涂膠組坯預壓熱壓冷卻裁邊砂光分等檢驗入庫 刨花板 原料刨花制備干燥分選拌膠鋪裝預壓熱壓后處理檢驗入庫 纖維板漿料處理原料備料纖維分別干燥施膠后期處理檢驗入庫 1.

25、6 人造板標準 1.6.1 國際標準 國際標準是指國際標準化組織（ISO）和國際電工委員會（ IEC）所制定的標準,以 及 ISO 確認并公布的國際組織和其他國際組織（如國際計量局（BIPM ）、聯合國教科文組織（ UNESCO）、世界學問產權組織（WIPO）等）制定的標準；1.6.2 國外先進標準JIS,日本農林標準JAS 等；美國 ANSI ,德國 DIN ,英國 BS,日本工業(yè)標準1.6.3 國際上通行的團體標準美國試驗與材料協(xié)會（ ASTM ）；美國機械上程師協(xié)會（ ASME ）等制定的標準；2原 料本章主要內容：21 木質及非木質原料 2 學時22 膠粘劑及其他添加劑 2 學時23

26、貼面材料 1.5 學時24 原料的貯存與保管 0.5 學時25 剝皮與去皮本章重點內容：人造板原料的基本性質不同人造板產品適用原料的選擇原就不同原料的貯存方法第 12 頁,共 144 頁21 木質及非木質原料211 木質原料2111 木質原料的特性木質原料的基本性質包括：物理性質、力學性質、化學性質、加工性質等；前三項 為基本性質,后一項包括刨、鋸、旋、油漆、膠粘、干燥、防腐等,與木材的基本性質 和木材構造有關；明白木材的基本性質,對木材的加工和利用有重要意義；（1） （1） 木材的物理性質木材的物理性質指不轉變木材的化學成分,也無外界機械力的作用,就能明白的性 質,包括密度、水分與脹縮、電學

27、、熱學和聲學等性質；前二者與木材的一般加工利用 有親密的關系；A. A.密度 定義密度： 單位體積木材的質量； =m/V 木材體積由細胞壁物質和顯微孔隙（胞腔、胞間隙、紋孔等）和超微孔隙（微 纖絲之間的孔隙）構成,因而有體積密度和實質密度之分；體積密度：單位體積（木材自然狀態(tài)下的體積,即包括孔隙）木材的質量；實質密度：單位體積（木材密實狀態(tài)下的體積,不含任何孔隙）木材的質量；木材的實質密度與樹種關系很小,基本相同 1.464.56,通常取平均值 1.5 g/cm 3；木材密度受含水率的影響較大,依據木材不同的含水率,密度可分為：基本密度 I =絕干材重量 / 生材體積 生材密度 y =生材重量

28、 / 生材體積 氣干密度 g =氣干材重量 / 氣干材體積 o =絕干材重量 / 絕干材體積 絕干密度 通常用氣十密度和基本密度；影響木材密度的因素：含水率、木材構造、抽提物等,而木材的構造和抽提物 又受樹齡、樹干部位、立地條件的影響；密度對產品性能的影響：木材的強度和韌性隨密度的變化而變化；B. 木材中的水分與脹縮 木材中的水分：通常以三種形式存在 自由水存在于大毛細管內（細胞腔內）的水分 吸著水存在于微毛細管內（細胞壁內）的水分 化合水不數與木材分子化學結合的水分 木材中不同形式水分對木材性能的影響 自由水：一般在微毛細管系統(tǒng)內的水分達到飽和時才存在,其容量很大,有可 能使木材的肯定含水率

29、超過 100%；自由水的增加或削減不引起木材尺寸的脹縮；也不影響木材的強度；只影響木材的重量、儲存性和燃燒性等；第 13 頁,共 144 頁吸著水：存在于細胞壁中,直接影響木材的脹縮與強度；纖維飽和點：當木材細胞腔內的水分完全蒸發(fā),而細胞壁的吸著水沒散失時,或當木材細胞壁吸滿吸著水,即細胞壁水分達到飽和狀態(tài)時,但細胞腔內完全沒 有水分時,此時木材含水狀態(tài)稱為纖維飽和點；纖維飽和點的含水率因樹種不同 而有差別,通常約為 30%；纖維飽和點是木材材性變異的轉折點；當木材含水率大于纖維飽和點時：木材中水分的增加與削減即為自由水的變 化；當木材含水率小于纖維飽和點時,木材中水分的增加與削減即為吸著水的

30、變 化；木材的脹縮 縱向收縮率： 0.1% 徑向收縮率： 37% 弦向收縮率： 614% （2） （2） 木材的力學性質A.木材力學性質 強度：木材抗擊外部機械力作用（包括拉伸、壓縮、剪切、彎曲等）的才能；各向異性：在縱向、徑向和弦向上木材的強度各不相同；B.影響木材力學性質的因素 木材缺陷木材密度 木材含水率（3） （3） 木材的化學性質A 木材化學組成 化學組成 有機物質 細胞壁物質（存在于細胞壁中） ：纖維素、半纖維素、木素 非細胞壁物質（存在于細胞間隙和細胞腔內）：抽提物 無機物質 小于 1%的灰分不同樹種的化學組成纖維素溫帶針葉材溫帶闊葉材42 2% 45 2% 半纖維素27 2%

31、30 5% 木素28 3% 20 4% 抽提物3 2% 5 3% 纖維素：針葉材與闊葉材相近；半纖維素：針葉材小于闊葉材；木素：針葉材大于 闊葉材 同一株樹中,纖維素：樹干大于枝椏；抽提物：樹干小于枝椏 樹皮中纖維素、半纖維素含量少,抽提物含量高,木素含量變化大第 14 頁,共 144 頁B主要組分的結構與性質 纖維素分子結構：纖維素是不溶于水的簡潔聚糖；大量D-葡萄糖基通過 1,4 位碳原子上的 甙鍵連接而成的直鏈巨分子化合物；羥基是主要官能團 分子式：（C6H10O5）n ,式中 C6H10O5為葡萄糖基, n 為聚合度, 自然狀態(tài)下大于 10000；大分子微纖絲（結晶區(qū),非結晶區(qū)）原纖維

32、纖維木材物理性質： 白色、無臭、無味、各向異性,密度1.521.56,比熱在 0.32 左右；無定型區(qū)有大量的游離羥基,易吸引水分子,形成氫鍵；這些被吸附的為稱為結合 水；當吸附水量達飽和以后,水不能再與纖維素產生結合力,這些水稱為游離水；纖維素定型區(qū)占百分比越大,結合水越多,吸濕性越大；力學性質：強度取決于分子鏈之間的結合力；結晶度越高,定向性越好,強度 越大；當聚合度小于 700 時,隨著聚合度的增加,強度顯著提高；當聚合主小于 200 時,纖維素幾乎丟失強度；化學性質：降解反應 降解：用物理、化學或物理化學方法使高分子化合物分子尺寸減小,聚合度降低的 現象；高分子化合物的降解包括水解、

33、氧化和熱解三類； 水解又分為酸性和堿性水解降解；在人造板中常發(fā)生兩種降解：酸性水解降解和熱解降解；酸性水解降解： 纖維素在酸的作用下, 縮醛連接（ 甙鍵） 斷裂,產生水解反應,纖維素的聚合度下降, 仍原才能增加, 吸濕性增強, 機械性能下降等； 在人造板生產中,酸性來自于原料在高溫下蒸煮時,糖類物質分解的有機酸（如甲酸、乙酸）,起到催化 作用；熱解降解：高分子物質因受熱而產生聚合度降低的作用；纖維素熱降解的程度與溫 度高低、作用時間的長短及介質的水分和氧氣含量有親密關系；半纖維素（戊聚糖）指除纖維素以外的全部非纖維素碳水化合物（少量果膠質與淀粉除外）的總稱；分子結構 半纖維素由兩種或兩種以上單

34、糖基構成的非均一結構的聚糖；分子式：（C6H8O4）n纖維素半纖維素單一糖基,單一甙鍵多種糖基,多種甙鍵直鏈巨型 多個支側鏈聚合度大于 10000 主鏈聚合度約 200 結晶區(qū)、無定型區(qū) 無定型物質性質半纖維素聚合度低,強度低；半纖維素為無定型物質,含有大量游離尺寸穩(wěn)固性；-OH,易吸濕；其含量過高,影響人造板的半纖維素中含有多種糖基和不同的連接方式,有的可以被酸溶解,有的可以被堿破 壞,故易降解；在人造板生產過程中,凡有水、熱作用工序都會顯現程度不同的半纖維素反應；木素第 15 頁,共 144 頁木素在植物纖維中與半纖維素共同構成結構殼物質,間；分子結構存在于胞間層與細胞壁上微纖維之木素是一

35、類復雜的芳香族化合物,基本單元是苯丙烷,通過醚鍵和碳碳鍵連接成 體型大分子,是無定型物質；其主要官能團有：甲氧基、羥基、羰基、烯醛基和烯醇基 等；分子量較大, 80010000；性質 顏色：白色或淡黃色,分別木素具有較深的顏色,與相應試劑有顏色反應；熔點：熱塑性物質,無定型結構打算其無固定熔點；熔點隨樹種、含水率變化；通常針 葉材（ 170180）大于闊葉材（ 140150）,隨含水率的增加而下降；木素的熱塑性是人造板生產工藝條件制定的主要依據,要條件之一；特殊是纖維板生產中它是纖維分別和重新組合的重降解：受水熱作用產生水解降解,程度：半纖維素 纖維素 木素縮合：水熱作用產生有機酸,使木素降解

36、活化,在熱的連續(xù)作用下,又重新縮合；木質 原料經蒸煮,大于 110 度就降解,開頭軟化,達到 130 度時,木素縮合開頭,此后降解 與縮合同時存在,在 140160 度時,木素縮合加速；水的存在促進木素的縮合,起愛護作用；抽提物與酸堿性 抽提物是指除構成細胞壁物質的纖維素,半纖維素和木素以外,經中性溶劑（水,乙醇、苯、乙酸、水蒸汽或稀酸、稀堿溶液抽提出來物質的總稱（全部內含物）；含量少的約為 1%,多的超過 40%；含量隨樹種、樹齡、樹干部位以及生長立地條 件不同而不同；心材大于邊材；抽提物將影響人造板產品的質量,并對設備造成腐蝕；抽提物與原料的酸堿性（pH 值）有關；一般木材呈酸性,pH=4

37、.06.1,主要由于原料中含有醋酸、蟻酸、樹脂酸及其他酸性物質；此外,原料在貯存過程中含酸量會不 斷增加；在干燥過程中,由于半纖維素乙?；舛闪擞坞x醋酸；原料的酸堿性對人造板制造有重要影響,比如膠合時,堿性物質不利于 UF 膠的固 化；2112 膠合板生產木質原料（1） （1） 膠合板用材原料：有肯定徑級的原木；樹種：制得的單板變形小,易于膠合我國常用的膠合板樹種：針葉材：馬尾松、云南松、樟子松等闊葉材：水曲柳、荷木、楊木、樟木、榆木、椴木、樺木、楓香、核桃楸、泡桐等 進口材：柳安、阿必東、克倫、奧克曼等 目前,工廠常用樹種：楊木、柳桉、水曲柳、馬尾松等第 16 頁,共 144 頁（2）

38、 （2） 木材結構對膠合板生產的影響年輪：環(huán)孔材旋切單板具有美觀的紋理,但易透膠；散孔材旋切單板均質光滑,組織勻稱致密,可旋切薄單板；心材與邊材：心邊材差異明顯,其含水率、木材硬度、脹縮都有差異,對熱處 理、旋切、干燥和熱壓生產工藝有影響；木射線：能增加單板表面美觀,但影響膠合強度；樹脂道：旋切和干燥時,松脂會沾污旋刀和干燥機,熱壓時簡潔脫膠和鼓泡；硬度：過高會損耗旋刀,單板易開裂；過低單板易起毛,表面不平滑；尖削度：有尖削度的木材旋切的單板紋理美觀,但影響單板強度；（3） （3） 對原料的要求原木質量 對出村率有影響的缺陷：彎曲度、較大的削度、機械損耗、環(huán)裂、端裂、傷疤、空心、腐心等；對板材

39、質量有影響的缺陷：斜紋理、節(jié)子、渦紋、變色等；原木長度 原木檢尺長度： 4,5,6 米,長度公差： +6-2cm；依據膠合板規(guī)格和質量要求,將原木截斷成所需要的木段,同時要依據原木的 缺陷,確定合理的鋸斷位置,保證單板質量,獲得最大的利用率；原木徑級國標規(guī)定膠合板用材最小直徑 人工速生林原木直徑趨??；26cm；檢尺直徑按 2cm進級；考慮采納無卡軸旋切機以減小木芯直徑（5mm, 有卡軸旋切機的木芯直徑一般 為 10mm）2113 刨花板生產木質原料（1） （1） 原料種類小徑級原木：原料基地供應的小徑級原木 原料造材剩余物 膠合板木芯 剩余物：采伐剩余物（間伐剩余物、枝椏材）加工剩余物（板皮、

40、端頭、碎單板、鋸屑）竹材和農作物秸稈（稈類、殼類、渣類）（2） （2） 原料的選擇原就資源豐富M=KM 產量； K生產 1M3 人造板所需原料M 一年生產所需原料； M第 17 頁,共 144 頁刨花板 K=1.5 膠合板 K=2.5 中密度纖維板 K=2.3 原料本身密度低,強度高 密度低,可增大板材的壓縮率,板材能獲得較高的強度；密度低, 提高單位重要原料的刨花表面積 度；（比表面積）,可使板材獲得較高的膠合強2St（cm 2/g） 原料密度； t刨花厚度但是,由于木材的強度 S=k n,低密度,高強度的木材在實際中選擇比較困難,通常選針葉村、軟闊葉材；例落葉松 =0.68g/cm 3,

41、速生楊樹 I-72 =0.389 g/cm 3,I-69 =0.379 g/cm 3,MOR=600700 kg/m 2；目前,生產中多采納針闊葉材混合原料；混合原料平均密度： = 1P1+ 2P2+ nPn樹皮含量盡量少樹皮對板的影響：樹皮顏色深,板面質量差（有斑點）材強度；樹皮的強度與木材不同影響工藝條件；樹皮中有角質物質,影響板通常要求生產中的樹皮含量小于 10%,且僅作芯層材料；含水率要合適一般要求在 4060%內；含水率過低,木材脆性大,原料制備過程中產生的碎屑多,影響板材質量；含水率過高,干燥時消耗能量大；pH 值要合適 木材 pH 值影響固化劑的用量和膠粘劑的固化速度；固化劑呈酸

42、性,原料如呈堿性,就固化劑用量多,反之就少；抽提物含量盡量少抽提物多為油脂類物質（如石蠟、油脂、樹膠等）利于膠合；但能起到防水作用；2114 纖維板生產木質原料（1） （1） 原料種類原料基地供應的小徑級原木 采伐剩余物（間伐剩余物、枝椏材）,影響膠粘劑對木材的潤濕性,不加工剩余物（碎單板、鋸屑、木芯、邊角料）竹材和農作物秸稈（稈類、殼類、渣類）（2） （2） 原料質量的評定化學成分 纖維素含量應大于30%；纖維素含量高意味著纖維的得率高,產品的耐水性好,機械強度大；半纖維及水抽提物含量高時,應考慮提高產品耐水性措施；纖維含量及其外形 纖維含量高低是打算某種闊葉材能否用于纖維板生產的依據；雜細

43、胞含量過高,導第 18 頁,共 144 頁致纖維得率低和濾水困難,影響產品質量（針葉材的管胞占 灰 80%；少的僅為 16%；）90%,閣葉材的木纖維多的纖維外形：一般長度大,長寬比大,細胞壁薄的纖維具有較好的交叉才能；不同樹種 同一類樹種 同一株樹長度長寬比壁厚針闊針闊針闊早材 晚材早材 晚材早材闊葉材 竹材 農作物秸稈（3）（3）竹材、麻稈、蘆葦、甘蔗渣、棉稈等的纖維細胞含量已接近闊葉材纖維外形纖維長度：針葉材平均3mm；闊葉材平均 1mm 棉、麻達 18mm 以上；竹材 1.03.0mm；草類小于 1mm；（4）纖維細胞壁腔比：除毛竹小于1 外,其它均大于 1；一般低于木材,（4）化學成

44、分纖維素含量： 竹材、棉稈、甘蔗渣和蘆葦等的纖維素含量接近,草類最低；灰分含量： 非木質原料灰分含量過高于木材；抽提物含量： 非木質原料抽提物含量過高于木材；第 20 頁,共 144 頁Cellulose Rice Corn Wheat Barley Oat Stover 24 22 34 29 29 Hemicell19 28 19 20 14 ulose Lignin 5 7 8 6 9 Silica 11 - 5 3 3 第 21 頁,共 144 頁22 膠粘劑及其他添加劑221 膠粘劑2211 膠粘劑種類按膠粘劑的化學組成,分為有機膠粘劑和無機膠粘劑兩大類：淀粉類有機類自然物質類蛋白類

45、:骨膠,血膠,干酪素膠:樹脂類:松香樹脂, 蟲膠瀝青類:瀝青,焦油合成樹脂類熱塑性:醋酸乙烯樹脂, 丙烯酸,醇酸樹脂, 聚氨基甲酸酯樹脂熱固性:UF,PF,MF, 簡苯二酚樹脂, 異氰酸樹脂,環(huán)氧樹脂再生橡膠膠粘劑合成物質類合成橡膠類丁基橡膠苯乙烯橡膠組合類結構用樹脂:PF乙烯PF氯丁橡膠聚芳烴類水泥無機類硅酸鈉 石膏陶瓷2212 膠粘劑應具備的條件1 1膠粘劑應具有極性 木材是極性物質,它內部異性基團相互吸引,正負電荷抵消呈飽和狀態(tài)；它表 面有部分極性基團示發(fā)揮作用；當極性膠粘劑與木材接觸時,表面的極性基團進行定向 排列而相互吸引,使膠粘劑與木材有了堅固的結合條件；2 2膠粘劑應具有適當的潤

46、濕性 潤濕性：液體在固體表面粘附的才能；接觸角：大于 90 時,膠粘劑不能潤濕固體表面 小于 90 時,膠粘劑能潤濕固體表面,且角度越小潤濕性越好；膠粘劑的潤濕性過大時,膠液的滲透力過強,會有過多的膠液滲到木材內部,以致 造成膠層缺膠及耗膠量過大等缺陷；膠粘劑的潤濕性過小時,會造成膠層過厚,膠液分 布不勻稱等缺點；膠粘劑的潤濕性與膠粘劑的粘度有關,粘度越大,分子內聚力大,潤濕性越??；3 3膠粘劑應具有適當的酸堿度（pH）強酸性和強堿性的膠粘劑都會降低木材的力學性能,尤以強酸為甚；酸對木材 pH 值在 3.5 以下時,木材的膠合強度 有水解作用,嚴峻地降低了木材的機械強度；當 開頭下降,因此,木

47、材膠粘劑 pH 值不應小于 3.5；4 4膠粘劑應具有適當的分子量第 22 頁,共 144 頁對于熱固性樹脂, 在膠合過程中受熱作用, 連續(xù)縮聚為分子量極高的高分子化合物；膠液分子量較低時,膠合強度較高,而分子量較高時,膠合強度反而低；對于熱塑性樹脂,在膠合前均樹脂聚合或縮聚到最終的聚合度；在膠合過程中,聚合度變化很小,對膠合強度影響較小；如 2213 膠粘劑的選擇PVAC 聚合度以 60200 為宜；（1）（1）依據木材產品的要求選擇膠合強度及而水性 膠粘劑的強度,一般要求大于被膠合木材的強度；同種膠粘劑膠合不同樹種的木材,其膠合強度不同；即使同種膠粘劑膠合同樹種木 材,膠合條件不同,其膠合

48、強度也不同；膠合制品的耐水性取決于膠粘劑的耐水性；通常,用于室外的人造板,選用高強度 和高耐用水性的膠粘劑,用于室內的人造板,選用耐水性或非耐水性的膠粘劉均可；膠合強度的耐久性 不同膠種的耐久性有差異；同一膠種在不同條件下使用,其耐久性也不同；即使在 一般條件下,由于膠層逐步老化也會降低膠合強度的耐久性；（2）（2）依據膠粘劑的特性選擇 膠粘劑的固含量和粘度 影響施膠量、施膠方法、膠液的流淌性、施膠設備及膠合質量；一般冷壓膠合材、短周期膠壓材選擇固體含量和粘度大的膠粘劑；對膠合強度要求較低或要求參膠量較大的制品,通常選固體含量和粘度小 的膠粘劑 膠粘劑的活性期 活性期：膠液制成后,在室溫條件下

49、,從液狀變?yōu)槟Y狀的時間；影響施膠、成型、排芯等工藝；一般生產周期長的產品選擇活性期長的膠粘劑,反之,就選活性其短的膠粘劑；氣候條件、膠液固含量和粘度、固化劑種類和用量、添加劑等對活性期有影響；膠粘劑的固化條件和固化時間 膠粘劑的固化條件：溫度、壓力和被膠合材料的含水率等 一般膠粘劑都需在肯定的壓力下才能達到良好的膠合成效；個別不需要壓力作 用,如壓敏膠；對溫度的要求依據不同膠種；有些在常溫下即可固化冷固化膠粘劑 有些須加熱至肯定溫度才固化熱固膠粘劑 有些常溫順加熱狀態(tài)下均固化脲醛樹脂膠 被膠合析的含水率過高,會影響膠合強度,過低,膠量消耗大；膠粘劑的固化時間：膠粘劑制成后,在肯定溫度下,從液

50、狀變成凝膠狀時間；一般合成樹脂膠的固化時間較短,蛋白質膠的固化時間較長；2214 合成樹脂膠粘劑合成樹脂膠粘劑是有機物通過加工合成的方法,形成高分子化合物后用作膠粘劑；優(yōu)點：原料來源豐富,品種繁多,可依據不同需要選擇原料的配比和適當的加工工第 23 頁,共 144 頁藝,制成滿意性能要求的膠粘劑；要據板性和使用場合選用不同膠粘劑,按耐水性分：高度耐水性膠：即以沸水作用肯定時間,強度不顯著降低者,如 PF；耐水性膠：經室溫水作用肯定時間,強度不顯著降低者,如 UF, 血膠；非耐水性膠：經水的作用,強度顯著降低者,如豆膠；（1）（1）脲醛樹脂（ UF）原料：以尿素和甲醛作原料,在堿性或酸性介質中進

51、行縮聚反應制得；特性：資源豐富,生產工藝簡潔,膠合性能好,具有較高的膠合強度,較好的 耐溫、耐水、耐腐性能；樹脂色澤淺,成本低廉；分類：膠合板用 UF,刨花板用 UF,纖維板用 UF,細木工板用 UF 等；改性： UF 易老化,可通過苯酚,間苯二酚,三聚氰胺等共聚進行改性；也可 與醋酸乙烯樹脂混合制成改性 UF；固化劑：常用氯化銨,也可使用磷酸銨,醋酸銨,硫酸銨等 高溫固化抑制劑有：氨、六次甲基四胺、尿素、三聚氰胺等 埋伏性固化劑有：甲苯磺酰胺,亞胺磺酰銨等（2）（2）酚醛樹脂（ PF）原料：酚類（苯酚、甲酚或間苯二酚）與醛類（甲醛、糠醛等）在堿性介質中,加熱縮形成的液體樹脂；特性：膠合強度高

52、,耐水性強,耐熱性好,化學穩(wěn)固性高,不受菌蟲腐蝕；但顏色較深,膠層較脆；分類：水溶性 FP：使用便利,游離酚含量低, 用于膠合板制造 （必需加填充劑）,通常不加固化劑；醇溶性 PF：游離酚含量高,污染性大,適用于浸漬加熱固化制成膠膜紙；改性：PF 對板坯含水率掌握要求嚴格,熱壓溫度要求高,時間比較長；可和間 苯二酚或三聚氰胺共縮聚；（3）（3）三聚氰胺樹脂（ MF ）和三聚氰胺脲醛樹脂（MUF ）MF 原料：三聚氰胺和甲醛在肯定條件下縮聚而成；特性：耐熱及耐水性高于PF 和 UF；但價格昂貴,國內主要用于制造裝飾貼面膠膜；MUF 原料：三聚氰胺,尿素與甲醛在肯定條件下縮聚而成；特性：其性能取決

53、于尿素和三聚氰胺的摩爾比；三聚氰胺作 UF 的改性劉,加 量為尿素重量的 520%；過高,成本高；尿素用量過多,膠膜透亮度下降,吸濕性 增大且發(fā)粘,常用于隔離層紙的浸漬；（ 4） 異氰酸酯樹脂膠 原料：胺鹽與光氣反應生成TEI（甲苯二異氰酸酯）特性：水白色或淺黃色,具有猛烈的刺激氣味；對皮 膚、眼睛、呼吸道有猛烈刺激作用；MDI （二苯基甲烷 -4,4-二異氰酸酯特性：白色固體結晶,加熱時有刺激性 臭味；其蒸氣壓比 TDI 低,對呼吸器官刺激性比 TDI 弱；第 24 頁,共 144 頁PAPI（多亞甲基多苯基多異氰酸酯）特性：棕色液體；2215 無機膠粘劑特點：原料豐富,就地取材,生產成本低

54、；耐久性好,適應性強,可用于水中、炎熱、冰冷的環(huán)境；多為不燃材料,人造板制品的阻燃性好；作為基材組合或復合其他材料的才能強；（1）（ 1）石膏原料：將二水石膏脫水成為半水石膏；半水石膏與肯定比例刨花或纖維混合,由于水化作用, 硬化作用再生成二水石膏晶體的硬化體,制成石膏人造板；將刨花和纖維結合在一起,石膏人造板的特性：輕質,保溫隔熱,不燃,吸音和可鋸可釘；可作為內墻材 料；（2）（ 2）水泥原料：以適當成分燒至部分溶融, 得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料,加入適量的石膏,磨細制成的水硬性膠凝材料,稱為硅酸鹽水泥；（3）（ 3）鎂質膠凝材料原料：苛性苦土和苛性白云石；222 其他添加劑（1

55、）（1） 固化劑定義：一種酸性物質,將其加入樹脂中,可降低樹脂的 pH 值,而促使樹脂固 化的物質；分類：按外觀外形分：液體狀、固體粉未狀按固化速度分：速效性、遲效性 按化學組分：單一型、復合型選擇：加入固化劑后使膠的pH 值在 45 之間,膠合性能膠好； UF 膠常用氯化銨,PF 通常不加固化劑；用量：以固體粉未計,為樹脂重量的0.52.0%,一般都有先配成 20%溶液進行使用；（2）（2） 填充劑目的：節(jié)約樹脂的耗量,降低成本；增加膠液的固含量、粘度和初粘性；防止或削減膠層收縮產生的內應力；降低游離醛釋放量；使用條件：在化學性質上,應是不活潑的中性物質；能與樹脂很好混合,不產生分層沉演；對

56、樹脂質量和膠合質量不產生副作用；原料豐富,價格低廉,易加工成細度大于100 網目以上的粉未第 25 頁,共 144 頁種類：木粉、淀粉、大豆粉 加量：為液體樹脂量的 550% （3）（3） 防水劑目的：提高板制品的耐水性,改善尺寸穩(wěn)固性 作用：堵塞了刨花之間與纖維之間的間隙；增大了水與刨花或纖維之間的接觸 角；部分遮蓋了物料表面的極性官能團,降低了吸附作用；種類：石蠟、松香、瀝青、合成樹脂、干性油、硅樹脂（4）（4） 阻燃劑目的：肯定程度上降低煙的產生,減輕明火燃燒和火焰的擴散,但一般防火劑 不能對上述三種情形同時禁止；處理方法：對原料及素板進行浸泡或涂刷；在生產過程中施加防火劑 要求：無毒無

57、污染,其熱解燃燒產物少煙、低毒、無刺激性；對原料本身和金屬聯接件無腐蝕作用；不影響膠合性能和耐水性；水溶性阻燃劑應具有高的溶解度,調配比較便利；施加工藝要簡便,甚至可與膠粘劑混施,對膠性能無影響；化學穩(wěn)固性好,來源廣,價格低廉；產品表面不影響油漆或其他二次加工；種類：磷 -氮系列、硼系列、氨基樹脂陰燃劑、防炎涂料（5）（5） 防腐劑目的：防止、抑制或中止危害木質基材的細菌、微生物及昆蟲的侵害；要求：對各種真菌、細菌和昆蟲有殺傷力,但在處理過程中,對人、畜和環(huán)境 無污染；化學穩(wěn)固性好,不易揮發(fā),不會遇水流失；與膠粘劑有好的協(xié)效性,不影響膠合強度和表面裝飾；原料來源廣泛,價格廉價；種類：水溶性、油

58、溶性、油類23 貼面材料2.3.1 薄木薄木是將紋理漂亮的木材經旋切或刨切而成的很薄的單板（1） （1） 薄木種類Sliced veneer）；按厚度分：薄木：厚度 0.5mm,一般 0.70.8mm 微薄木：厚度 0 時,后角隨直徑的減小而減?。? h0 此時旋切曲線近似于阿基米德螺旋線；2 h=0 為阿基米德螺旋線；3 0h-a 為伸長了的漸開線；4 h=-a 為漸開線；第 34 頁,共 144 頁5 hM ,旋切才能正常進行；要獲得力矩 M1 主要是通過卡頭卡入旋切木段的兩個端部,同木段緊密連在一起,當卡頭轉動時,使木段同步一起轉動,形成 M1；M1 的大小同卡頭外形、直徑 圖 3-16

59、、卡頭卡入木段內的合理深度 即卡頭對木段軸向正壓力的大小 等有關；壓輥的作用力壓輥的作用力用來抵消垂直于軸線的作用力R ,防止木段彎曲；動力壓輥可帶動木段轉動,1. 木段圖 3-15 總作用力示意圖3.壓輥4. 木段轉動削減卡軸轉矩；2.壓尺和旋刀對木段總作用力的作用點3.2.2.2 旋刀及壓尺位置方向（1）旋刀的位置依據刀刃與卡軸中心線水平面的距離 h 和后角安裝旋刀；A A 裝刀高度 h理論上 h=0,實際生產中 h0；實際生產中刀高指的是刀刃距旋刀內托架的高度,一般兩端為 1.5cm,中部高出 0.10.2mm ；應當在離開刀端 4050mm 的位置上測量刀刃高度；安裝旋刀時,第一調整旋

60、刀的兩端,合乎要求后 ,立刻初步固定,再調整其它支持螺桿,最終再把旋刀緊固在刀梁上；B后角調整第一類刀床 在旋切過程中,旋刀相對于刀床來說是不動的 不回轉 ,僅能和刀床一起作直線進刀運動；木段剛開頭旋切時補充角為1 ,后角為1,切削角為1 ；在旋切過程中爭論某一位置的相應角為2 、2 和2 ；由于旋刀不轉動,就有：11tg22h221212121a已知：r2h第 37 頁,共 144 頁當 a+h0, 0, 隨著木段直徑減小, 增大, 0,所以2 1 0,即隨著木段直徑的減小,后角在減??；當 a+h=0 時, =0, =0,隨木段直徑的變化,后角沒有變化；當 a+h0 時, 0, 隨著木段直徑