人造板實驗指導(dǎo)書

人造板生產(chǎn)工藝學(xué)

實驗指導(dǎo)東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二OO六年三月實驗一膠合板膠合實驗1實驗?zāi)康暮鸵笸ㄟ^實驗進(jìn)一步消化和理解課堂上講授的理論知識；熟悉和掌握膠合板的膠合工藝和操作規(guī)程；初步了解熱壓機(jī)、預(yù)壓機(jī)的使用方法。2實驗設(shè)備、儀器和材料試驗熱壓機(jī)、預(yù)壓機(jī)、電子天平，感量為O.Olg、千分尺，精度o.oimm、鋼卷尺、板刷、記號筆；表板：采用椴木、楊木（或水曲柳）旋切單板（300X300）；芯板：采用楊木旋切單板（300X300）；膠粘劑：采用脲醛樹脂膠（UF樹脂膠）；添加劑：工業(yè)面粉；固化劑：氯化銨。3實驗內(nèi)容與方法每組3-4人，選取表板2張，芯板1張，利用脲醛樹脂膠以干法生產(chǎn)壓制規(guī)格為300X300X3mm的普通膠合板一塊，熱壓工藝與熱壓參數(shù)由各組根據(jù)不同的膠種、不同的樹種、涂膠量、添加劑用量、陳放時間等具體情況來設(shè)定，然后計算單板涂膠量（雙面）和膠合板的壓縮率，并將實驗數(shù)據(jù)填入表1-4中。1） 脲醛樹脂膠的調(diào)制把實驗室自制或外購的膠合板用脲醛樹脂膠（膠粘劑的固體含量一般為45-48%）按表1－3進(jìn)行調(diào)膠。表1-3脲醛樹脂膠調(diào)制配比原料脲醛樹脂膠工業(yè)面粉氯化銨重量比（g）10010?200.5?1用燒杯在天平（感量0.1g）上稱取脲醛樹脂100g，面粉10g?20g,將面粉緩慢倒入脲醛樹脂膠中，邊加入邊攪拌，攪拌均勻后再加入氯化銨。每加一種材料以后都要認(rèn)真攪拌使之均勻混合，然后再加入第二種材料，切不可將氯化銨先加入，以免面粉結(jié)團(tuán)。2） 按工藝要求選配好單板：單板含水率不大于12%，一般5?10%為宜。3） 觀察表板（面板、背板）的松緊面，并將表板的松緊面用彩筆作上不同的標(biāo)記。4） 測量并記錄芯板的長度a和寬度b。把三張單板配好，在一固定點對應(yīng)的測出三張單板的厚度SfS2和S3，同時稱量出三張單板的質(zhì)量q。把測量的結(jié)果填入實驗數(shù)據(jù)記錄表1-4中。5） 芯板涂膠用板刷將調(diào)制好的脲醛樹脂膠均勻地涂在芯板兩面，芯板涂膠量（雙面）按280?300g/m2計算。計算出應(yīng)涂在芯板上膠粘劑的質(zhì)量（g）。6)稱量并記錄下涂膠后三張單板質(zhì)量G2將涂完膠的芯板兩面各放一張表板，然后放在天平上稱量三張單板質(zhì)量(G2)。按膠合板的過程原則進(jìn)行組坯。組坯時注意將作好標(biāo)記的表板緊面朝外。組坯后的板坯要陳化10?15min(滲膠)。膠合板膠合把陳化好的板坯放入熱壓機(jī)，按下列工藝條件進(jìn)行熱壓。單位壓力：0.8?l.OMPa、熱壓溫度：105?110°C、熱壓時間：2.5?3min(熱壓機(jī)內(nèi)每間隔壓制一張膠合板)所需單位壓力與熱壓時表壓力之間的換算公式為：P= xP表 d2兀 單式中：P—熱壓機(jī)的表壓力，MPa；a—板坯長度，30cm；b—板坯寬度，30cm；表P單—所需單位壓力，MPa；d—熱壓機(jī)活塞直徑，23cm。單熱壓時間達(dá)到后，開始降壓卸板。降壓時一定要使熱壓機(jī)緩慢張開或分段降壓，以免過快發(fā)生分層鼓泡現(xiàn)象。測量并記錄下壓制好的膠合板厚度h。將上面測得的結(jié)果填入表1-4。計算單板涂膠量(雙面)單板涂膠量按下式計算：Q-G—G-G—GQ1-ax滬式中：Q—單板雙面涂膠量，g/m2；G]—三張單板涂膠前質(zhì)量，g；g2—芯板涂膠后三張單板的質(zhì)量，g；F—單板面積，它為單板長度a與寬度b的乘積，m2。11)壓縮率計算膠合板的壓縮率按下式計算：△=為S—hxI。。％ZS式中：△—膠合板的壓縮率，%；h—膠合板厚度，mm；RS—熱壓前三張單板厚度之和，mm。4觀察膠合板質(zhì)量及所發(fā)現(xiàn)的問題，寫出實驗報告。表1-4 膠合板膠合實驗數(shù)據(jù)記錄表芯板規(guī)格三張單板未涂膠前質(zhì)量G(g)芯板涂膠后三張單板質(zhì)量G(g)涂膠量(g/m2)各層單板厚度(mm)膠合板厚度h(mm)膠合板的壓縮率△(%)長度a(cm)寬度b(cm)S1S2S312實驗二中密度纖維板制板實驗1．實驗?zāi)康暮鸵笸ㄟ^實驗進(jìn)一步消化和理解課堂上講授的理論知識；熟悉和掌握中密度纖維板制板全過程以及原料計算方法；初步了解熱壓機(jī)、預(yù)壓機(jī)、拌膠機(jī)的使用方法。2．實驗設(shè)備、儀器和材料100噸試驗熱壓機(jī)、50噸試驗預(yù)壓機(jī)、空氣壓縮機(jī)、多功能拌膠機(jī)、膠粘劑自動調(diào)控系統(tǒng)、20kg電子秤（感量lg）、電子天平（感量O.Olg）、秒表、塑料燒杯、量筒、玻璃棒、電子天平、卡尺。干燥后的纖維、脲醛樹脂膠、固化劑（氯化銨）、防水劑（石蠟乳液）、油酸等。3．實驗內(nèi)容與方法每組3-4人，用脲醛樹脂膠壓制幅面為320X340mm的中密度纖維板二塊，厚度可在8、10、12、14、16mm厚度內(nèi)自行選定，每組根據(jù)設(shè)定的中密度纖維板的密度、厚度、施膠量等來確定熱壓條件與工藝參數(shù)，1）原料用量計算（1） 確定中密度纖維板的密度：中密度纖維板的密度（絕干密度）可設(shè)定為0.7g/cm3、0.75g/cm3或0.8g/cm3。（2） 確定中密度纖維板的施膠量：中密度纖維板的施膠量可設(shè)定為8%、10%或12%。注：施膠量的百分比是指固體樹脂對絕干纖維重量比而言。（3） 確定固化劑的用量。固化劑一般使用氯化銨（NHCL）,濃度為20%，用量為固4體膠粘劑重量的1.0?2%。（4） 確定防水劑的用量。常用防水劑有液體石蠟、固體石蠟以和石蠟乳化液等。一般防水劑用量為絕干纖維重量的0.5?1%。（5） 根據(jù)中密度纖維板幅面和厚度計算需要絕干纖維重量。實驗室壓制中密度板幅面為：長X寬=320X340mm。厚度由各組根據(jù)實際情況確定。（6） 中密度纖維板原料用量計算中密度纖維板板重量計算：G板二axbxhxp式中：G板中密度纖維板重量（g）；a—纖維板長度（cm）；b—纖維板寬度（cm）；板——h—設(shè)定板的厚度（cm）；P—設(shè)定板的密度（g/cm3）。絕干纖維重量G = G板 絕干纖維 1+P+（1+P）?P蠟 固膠式中：G絕干纖維一絕干纖維重量（g）；P蠟一防水劑用量百分比；P固一固化劑用量百分比；P膠一膠粘劑用量百分比。固膠根據(jù)纖維含水率，計算出實際需要濕纖維重量G濕纖維=G干纖維（1+W）式中：G濕纖維一濕纖維重量（g）；G干纖維一絕干纖維重量（g）；W—纖維含水率（％）。濕纖維 干纖維根據(jù)設(shè)定施膠量，計算出干膠（固體膠）用量G=GxP干膠干纖維膠式中：G干膠一固體膠重量（g）；G干纖維一絕干纖維重量（g）；干膠 干纖維P膠一膠粘劑施加量（％）。膠根據(jù)膠液固體含量算出所需要的液體膠的重量。中密度纖維板液體膠用量計算公式為：g液膠 m膠式中：G液膠一液體膠粘劑重量（g）；m—膠粘劑固體含量（％）。根據(jù)設(shè)定固化劑用量比例，算出實際重量中密度纖維板固化劑用量計算公式：GxP中G固二fn固式中：G固一固化劑重量（g）；n—固化劑濃度。固P固一固化劑用量％，為干樹脂重量的1?2%；固根據(jù)設(shè)定防水劑用量比，計算出實際防水劑重量中密度纖維板防水劑為液體石蠟時，計算公式為：G=GxP液蠟干纖維蠟中密度纖維板防水劑為石蠟乳液時，計算公式為：GxPG乳蠟二flK蠟式中：G液蠟—液體石蠟重量（g）；G乳蠟—石蠟乳液重量（g）;液蠟 乳蠟P蠟—防水劑施加百分比（%）；k—石蠟乳液濃度。蠟2） 拌膠（1） 將稱好的纖維到入拌膠機(jī)內(nèi)，把稱量好的膠粘劑、固化劑和防水劑進(jìn)行混合，混合時要不斷地攪拌，以防局部快速固化，防水劑可以和膠粘劑合噴，也可單噴。（2） 待纖維、膠粘劑、防水劑準(zhǔn)備完畢，開動攪拌機(jī)、空氣壓縮機(jī)和膠粘劑流量泵進(jìn)行拌膠。拌膠機(jī)的攪拌速度控制在80?120r/min，攪拌時間應(yīng)保證纖維和膠粘劑充分地、均勻地混合?？諝鈮嚎s機(jī)的壓力一般應(yīng)控制在0.4?0.5MPa為宜。為使膠粘劑與纖維充分混合，膠粘劑流量控制在40?60r/min為宜。（3） 拌膠后的纖維含水率應(yīng)在14%以下為宜，這樣即可以保證纖維板質(zhì)量，防止鼓泡和分層現(xiàn)象，同時又可以縮短熱壓時間，提高效率。含水率可以用SC69-02型水分儀快速測定或按下面的公式計算：W=W1+堅二1)“(100+P)式中：w—拌膠后的纖維含水率(%)；W]—拌膠前的纖維含水率(%)；m—膠粘劑的固體含量(即干樹脂在膠液中的百分比)；P—膠粘劑用量的百分比(即膠的固體重量與絕干纖維重量百分比)。注：拌膠后的纖維含水率忽略了固化劑帶入的水份的影響，因為這部分水份很微量，但使用石蠟乳液代替液體石蠟做防水劑時所帶的水份不能忽略，因此不能用此公式計算拌膠后的刨花含水率，要用水分快速測定儀測定。鋪裝墊板使用前，為防止熱壓后粘板，可在墊板與纖維板坯接觸面涂擦少量油酸，然后放入模框箱下面。將拌膠后纖維進(jìn)行鋪裝，為了使纖維分布均勻，防止由于鋪裝不均使熱壓后的板密度不均，在模框箱鋪裝口上放置一個金屬絲網(wǎng)，使纖維通過金屬絲網(wǎng)而均勻地落入下面的模框箱內(nèi)。預(yù)壓拌膠纖維在模框箱內(nèi)鋪裝完畢，在纖維上面放置二塊墊塊，送入預(yù)壓機(jī)。在預(yù)壓機(jī)內(nèi)預(yù)壓15?20秒左右，單位壓力一般為1.5?1.8MPa。所需的單位壓力與預(yù)壓機(jī)表壓力之間的換算公式：P=4XaXbxP表 d2n 單式中：P表一熱壓機(jī)的表壓力，MPa；P單一所需單位壓力，MPa；d—熱壓機(jī)活塞表單直徑，20cm；a—板坯長度，34cm；b—板坯寬度，32cm；預(yù)壓成型后，板坯從預(yù)壓機(jī)卸出，拆掉模箱與墊塊，在板坯上面再放置一塊墊板(同樣為防止熱壓后粘板，與纖維接觸面應(yīng)涂擦油酸)。熱壓根據(jù)設(shè)定的中密度纖維板厚度，選取相應(yīng)厚度規(guī)放在熱壓板上，厚度規(guī)厚度等于設(shè)定板的厚度加上兩塊墊板厚度，根據(jù)設(shè)定的中密度纖維板密度來確定單位壓力根據(jù)單位壓力來調(diào)整熱壓機(jī)表壓力。將預(yù)壓后的板坯同上下墊板一同放入熱壓機(jī)里，將旋鈕開關(guān)置于上升位置，開啟低壓泵和高壓泵按鈕，當(dāng)?shù)蛪簤毫_(dá)到要求時，關(guān)閉低壓泵，當(dāng)高壓泵達(dá)到要求時，按動秒表開始計時。熱壓條件與工藝參數(shù)可根據(jù)設(shè)定的中密度纖維板的密度、厚度、施膠量等來確定，熱壓條件與工藝參數(shù)可參考表1－5和圖1-5。所需單位壓力與熱壓機(jī)壓力之間的換算公式4xaxbP— xP熱2單d兀式中：P熱一熱壓機(jī)的表壓力，MPa；熱P單一所需單位壓力，MPa；d—熱壓機(jī)活塞直徑，23cm；a—板坯長度，34cm；b—板坯寬度，32cm；表1-5 不同厚度中密度纖維板熱壓工藝參數(shù)設(shè)定板的厚度(mm)熱壓溫度(°C)熱壓時間(min)時間分配(min)高壓壓力(MPa)低壓壓力(MPa)17024?30s/mm3?25?71.5?2.01018024?30s/mm2?25?-71.5?2.017024?30s/mm3?35?71.5?2.01218024?30s/mm3?25?-71.