【摘 要】
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本课题以220℃（户外用）热处理杨木为原料、硼酸为预处理试剂制备无胶刨花板,并利用实验室自制热压装置（可实现连续温度、压力、位移等在线测试）对无胶刨花板热压过程中的压缩、回弹特性进行系统的研究,为无胶刨花板的高效制备提供理论依据。主要研究内容和结论如下:1、无胶刨花板的制备工艺实验表明:硼酸溶液预处理可显著改善刨花板的尺寸稳定性,改善刨花板的力学性能。正交试验制备无胶刨花板的最优工艺参数为:预处理
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本课题以220℃（户外用）热处理杨木为原料、硼酸为预处理试剂制备无胶刨花板,并利用实验室自制热压装置（可实现连续温度、压力、位移等在线测试）对无胶刨花板热压过程中的压缩、回弹特性进行系统的研究,为无胶刨花板的高效制备提供理论依据。主要研究内容和结论如下:1、无胶刨花板的制备工艺实验表明:硼酸溶液预处理可显著改善刨花板的尺寸稳定性,改善刨花板的力学性能。正交试验制备无胶刨花板的最优工艺参数为:预处理时硼酸溶液浓度为8%、预处理时间为0.5 h、热压温度为200℃、热压时间为20 min。最优工艺制备的BA-PB（利用硼酸预处理的热处理杨木刨花制备的刨花板）的弯曲强度为14.54MPa,弹性模量为1731.36 MPa,内结合强度达到0.32 MPa,2h吸水厚度膨胀率为8.25%。2、硼酸预处理前后热处理杨木刨花理化性能分析表明:硼酸预处理促使刨花化学结构形成了硼酯键或环状络合物,提高了刨花的结晶度和热稳定性,可保证刨花板产品的尺寸稳定性。此外,硼酸预处理促进木质素分解生成小分子物质,这有利于热压过程中刨花之间的胶合。相比于HT-WP（热处理杨木刨花）,BA-WP（经硼酸预处理的热处理杨木刨花）木质素含量从32.82%降为29.81%、纤维素含量从35.11%增加至40.82%。相比于HT-WP的FTIR光谱,BA-WP出现了硼酸的特征峰,分别是处于3200 cm-1的硼酸中的羟基伸缩振动吸收峰、处于1430 cm-1的B-O-B和B-O-C键的桥伸缩振动峰等。X射线衍射图表明硼酸溶液预处理提高刨花的结晶度,BA-WP和HT-WP的结晶度分别为51.68%、44.15%。热重分析表明硼酸溶液的预处理可以提高原料的热稳定性,HT-WP和BA-WP质量残存率分别为22%、50.6%。DSC分析表明硼酸溶液预处理改变了热处理杨木刨花的结晶熔融行为,促进刨花木质素、半纤维素的断裂重组。3、热处理杨木的动态黏弹性结果表明:硼酸溶液预处理降低热处理杨木刚度,可降低热压过程所需热压压力,有利于降低刨花板生产成本。HT-WB（热处理杨木木块）的储存模量和损耗模量均高于BA-WB（经硼酸溶液预处理的热处理杨木木块）。4、无胶刨花板的热压全过程研究表明:可以通过调整热压工艺参数（热压温度、热压时间、卸压方式）促进刨花板内应力释放,降低刨花板的压缩回弹,提高刨花板产品质量。当其他热压工艺相同时,硼酸溶液预处理可以降低刨花板的热压力,当热压温度为200℃,热压时间8 min,相比于HT-PB,BA-PB热压最大压力从20117 N降至13748 N;热压温度越高,刨花板的内应力释放越快,残存越小;卸压方式采取分段卸压时,刨花板的内应力逐段释放,而采取直接卸压时刨花板坯内应力持续变化;热压时间越长,刨花板内应力释放越快。刨花板内应力释放越完全,刨花板的厚度膨胀率越低。
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