非木材植物碎料/粉末自胶合性能的研究

摘要

植物基材料包括木材与非木材两部分,本文是利用非木材的农作物剩余物材料制取无胶制品的研究。农作物剩余物是农作物收获后剩留下的含纤维成分很高的作物残留物,是农作物的主要副产品。农作物剩余物是自然界中数量极大且具有多种用途的可再生生物质资源。合理利用农作物秸秆资源,对于保护森林资源、防止环境污染等具有重要的现实意义。
　　 本课题是利用多种的非木材植物材料在高温高压条件下具有自胶合性能,探索制做多种无胶胶合环保型制品的研究。研究内容主要由以下四个方面组成。
　　 (1)以国外松树皮、红麻秆、苎麻秆、烟秆等植物材料为原料,制成粉末,代替胶黏剂制作胶合板。探讨了粉末目数、热压温度等因素对材料自胶合性能的影响。研究结果表明随着粉末目数的增加,胶合强度也会增强；在热压温度160-180℃范围内,胶合强度随温度的增加而增强。植物粉末粒径达到200目时,在热压温度180℃,热压时间为10min,热压最大压力为5MPa的工艺条件下,胶合板的胶合强度能够达到了国家标准GB/T17656-1999中Ⅲ类胶合板的强度标准。
　　 (2)利用烟秆、苎麻秆等材料制作植物基无胶模压制品。试验证明制作非木材植物无胶模压制品方法可行。结果表明在一定的热压温度范围内,无胶模压制品物理力学性能会随着热压温度的增加而增强；而随着非木材植物材料粉末目数的增加也会使模压制品吸水厚度膨胀率下降,内结合强度、表观质量增强。
　　 (3)使用红麻秆为原料在无胶条件下制得碎料板。通过比较这些红麻秆无胶碎料板之间的力学性能,分析碎料尺寸、密度对板材的性能影响。可以得出结论,随着红麻粉末目数的增加,红麻秆无胶碎料板的内结合强度以及吸水厚度膨胀率性能都有了很大的改善。当红麻碎料粒径小于0.45mm(40目)时所制得的无胶板力学性能更为优越。当密度达到0.8g/cm3时其静曲强度和内结合强度可以达到国家标准GB/T4897.2-2003干燥状态下使用的普通刨花板要求。
　　 (4)研究最后使用了红外光谱(FTIR)通过分析植物在热压前后化学成分官能团的变化来分析无胶胶合化学原理。利用扫描电子显微镜(SEM)观察植物不同碎料形态的胶合的情况。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 农作物剩余物资源综合利用背景及意义

1.1.1 农作物剩余物资源利用的意义

1.1.2 我国农作物剩余物产量分布的概况

1.1.3 国内外农作物剩余物利用的现状

1.2 农作物剩余物制造人造板研究进展

1.2.1 农作物秸秆类制作人造板的研究

1.2.2 农作物剩余物制作无胶人造板发展趋势

1.3 非木材植物碎料/粉末无胶胶合的研究

1.3.1 国内外相关研究进展

1.3.2 本课题研究的目的及意义

1.3.3 本课题的研究内容

1.3.4 本课题的创新点

2.非木材植物粉末无胶胶合板的研究

2.1 试验材料及设备

2.1.1 试验材料

2.1.2 试验设备

2.2 试验方法

2.2.1 材料的制备

2.2.2 制板工艺

2.2.3 试件检测

2.3 试验结果与分析

2.3.1 试验结果

2.3.2 结果分析

2.4 小结

3.非木材植物碎料/粉末模压无胶制品的研究

3.1 试验材料及设备

3.1.1 试验材料

3.1.2 试验设备

3.2 试验方法

3.2.1 材料的制备

3.2.2 制作模压制品的方法

3.2.3 试件的检测

3.3 试验结果与分析

3.3.1 试验结果

3.3.2 试验分析

3.4 小结

4.红麻秆碎料/粉末无胶板的研究

4.1 试验材料及设备

4.1.1 试验材料

4.1.2 试验设备

4.2 试验方法

4.2.1 试验材料的制备

4.2.2 制板工艺

4.2.3 试件的检测

4.3 试验结果与分析

4.3.1 碎料尺寸对静曲强度的影响

4.3.2 碎料尺寸对内结合强度的影响

4.3.3 碎料尺寸对吸水厚度膨胀率的影响

4.4 小结

5.非木材植物碎料/粉末无胶胶合机理初步研究

5.1 非木材植物碎料/粉末无胶胶合红外光谱分析

5.1.1 试验材料与设备

5.1.2 试验的方法

5.1.3 试验的结果与分析

5.2 非木材植物碎料/粉末无胶胶合物理分析

5.2.1 试验材料与设备

5.2.2 试验的方法

5.2.3 试验的结果与分析

5.3 小结

6.结论与设想

6.1 非木材植物植物碎料/粉末自胶合性能的研究

6.1.1 非木材植物粉末代替胶黏剂制作胶合板的研究

6.1.2 非木材植物碎料/粉末模压无胶制品的探索

6.1.3 红麻秆碎料/粉末无胶碎料板的研究

6.2 进一步工作的设想

参考文献

攻读硕士学位期间的主要学术成果

致谢