微波预热中密度纤维板板坯的研究

摘要

微波技术在木材工业上已得到了广泛的应用，但其在中密度纤维板生产上的应用还很少。本文通过研究微波预热MDF，为微波在中密度纤维板工业的可行性研究和生产工艺的进一步改进提供理论依据。首先，研究了微波预热对MDF板坯中水分分布的调节作用。通过试验分析了预压高度、微波加热时间、纤维初含水率三个因素对MDF板坯中水分分布规律的影响。结果表明，减小预压高度，增加微波预热时间，适当的调高板坯初含水率有利于在板坯中形成表层含水率略高于芯层的含水率梯度。　　其次，研究了微波预热对板坯中温度分布规律的影响，以及微波功率对板芯温度的影响。结果表明，经微波预热后，板芯温度高于表层温度，这种温度梯度对水分的移动存在作用力，内部温度的不断升高使得物料内部的水分向表面迁移，形成接近表层的含水率大于芯层的含水率梯度；微波功率越大，板芯升温速度越快。　　最后，研究了微波预热对MDF板性的影响。试验中分别对板的断面密度、各项力学性能以及热压时板芯温度的变化进行了比较分析。通过L9(34)正交实验优化出微波预热MDF最佳生产工艺。试验表明：1)未经微波预热的MDF，表芯密度差大，内结合强度小；经微波预热的MDF表芯密度差小，内结合强度明显提高。2)经微波预热后，预压高度的改变会影响MDF板性，即随着预压高度的减小，内结合强度逐渐变大。3)筛选出正交试验的最佳工艺条件为：板坯初含水率为11％，微波预热时间为100s，板坯预压高度控制在3cm，热压时间为5min。4)在其他物理力学性能未下降的前提下，微波预热大大缩短了热压周期，降低能耗，从而提高了生产效率。

目录

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摘要

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究目标和研究内容

1.3.1研究目标

1.3.2研究内容

第二章理论基础

2.1微波加热理论

2.1.1微波加热原理

2.1.2微波加热的特点

2.1.3微波传热学

2.2中密度纤维板生产工艺

2.3热压及热压时的水分移动

2.4预固化层的形成机理

2.5微波加热板坯提高板坯温度

第三章微波预热后MDF板坯内水分分布规律

3.1试验材料、设备及工艺

3.1.1试验材料

3.1.2试验方法及工艺

3.1.3试验设备

3.2微波预热后板坯中水分分布规律

3.2.1预压高度对板坯中水分分布规律的影响

3.2.2微波预热时间对板坯中水分分布规律的影响

3.2.3板坯初含水率对板坯中水分分布规律的影响

3.3微波炉的类型对板坯中水分分布规律的影响

3.3.1格兰士微波炉对板坯中水分分布规律的影响

3.3.2海尔转波炉对板坯中水分分布规律的影响

3.4本章小结

第四章微波预热后MDF板坯中温度分布规律

4.1试验材料、设备及工艺

4.1.1试验材料

4.1.2试验设备

4.1.3试验方法

4.1.4试验工艺

4.2微波预热对板坯内温度分布规律的影响

4.2.1板坯内部纵切面上的温度梯度

4.2.2板坯正中心点在纵切面上的温度梯度

4.2.3板坯边部在纵切面上的温度梯度

4.2.4板坯横切面上的中心点温度与边部温度的对比

4.2.5试验现象分析

4.2.6试验误差

4.3不同微波功率对板坯中心温度的影响

4.4本章小结

第五章微波预热对MDF性能的影响

5.1试验材料、设备及工艺

5.1.1试验材料

5.1.2试验设备

5.1.3试验方法及工艺

5.1.4热压工艺

5.1.5预固化层计算方法

5.1.6中密度纤维板性能测定

5.2微波预热对MDF剖面密度和性能的影响

5.2.1微波预热对试件剖面密度的影响

5.2.2不同的微波加热时间对MDF断面密度分布的影响

5.2.3微波预热对MDF板性上的影响

5.3预压高度对MDF性能的影响

5.3.1预压高度对未经过微波加热的MDF性能的影响

5.3.2预压高度对经微波预热的MDF性能的影响

5.4正交实验

5.4.1因素水平

5.4.2正交实验MDF的含水率(Mc)和密度(ρ)结果

5.4.3 MDF的内结合强度(IB)试验结果

5.4.4 MDF的静曲强度(MOR)试验结果

5.4.5 MDF的吸水厚度膨胀率(TS)试验结果

5.4.6正交试验小结

5.5板芯测温实验

5.6本章小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2存在的问题及建议

参考文献

致谢