刨花板热压过程中板坯芯层温度和气压变化规律研究

摘要

热压是人造板生产中的关键工序，不仅直接影响热固性树脂胶粘剂的固化速度和程度，而且影响产品密度、胶合强度和物理力学性能，同时还决定着设备生产能力及生产能耗。热压过程中影响板坯内部的主要环境因子包括温度、气压和含水率等。热压过程中板坯内部温度直接影响到加压时间和生产率；板坯内部的气压大部分是水蒸汽压力，直接影响卸压时是否会“分层”、“鼓泡”，还影响板材力学性能，并与热传递有交互作用；板坯内部含水率影响热量的传递和气压的变化，进而影响人造板的性能。通过测量热压过程中板坯内部温度、气压等的变化规律可以用于指导生产工艺。
　　论文中选用毛白杨（Populus tomentosa）、落叶松（Larix olgensis）和烟杆（Nicotiana tabacum）三种材料为研究对象，并重点研究了以下三个方面内容：
　　（1）热压过程中，未施加胶粘剂板坯在不同密度和不同含水率情况下板坯芯层温度与气压热压时间的变化规律。
　　（2）热压过程中，施加PF的板坯在不同施胶量、板材厚度、板材密度、含水率、热压温度、热压压力、胶种情况下，板坯芯层温度与气压随热压时间的变化规律。
　　（3）不同原材料(杨木、松木、烟杆)、不同形态刨花(细刨花、普通刨花、大片刨花)、施加不同胶粘剂（PF、UF）的板坯热压时板坯芯层温度与气压随热压时间的变化规律。
　　同时测量部分板材的力学性能。
　　本文对刨花板热压过程中板坯芯层温度与气压变化规律进行研究，在总结了国内外现有研究进展的基础上，重点研究了不同形态刨花、不同原材料、不同胶粘剂种类热压板坯芯层温度与蒸汽压力变化规律与原因，同时对不同条件下板材力学性能与板坯芯层温度与气压的关系进行了初步探索，主要结论如下：
　　（1）从刨花板板坯放入压机后开始计时，板坯芯层温度曲线可以分为五个阶段：初始恒温段、快速升温段、慢速升温段、温度平衡段和第二次慢速升温段。快速升温段(温度从30℃到100℃)和温度平衡段(从100℃到气化温度)直接决定了热压时间的长短。
　　（2）在快速升温段，当热压压力越大、热压温度越高、含水率越高、密度越高、厚度越小、刨花形态越粗时，板坯芯层升温速率越快；但当含水率和密度高达一定程度时，升温速率反而减缓；施胶量对升温速率影响不明显；松木、杨木刨花板板坯芯层的升温速率高于烟杆；施加PF的板坯比施加UF的芯层升温速率稍快
　　（3）在温度平衡段，热压压力、热压温度、刨花形态对汽化温度的影响不明显；但热压温度越高、刨花形态越细，汽化时间越短；板坯初含水率和施胶量越高、板材密度越高、板材厚度越小，汽化时间越长；且汽化温度随板坯初含水率和板材厚度的增加而降低，随着施胶量和板材密度的增加升高；此外，烟杆出现了明显的温度波动降低又回升的现象，杨木的汽化温度略高于松木，汽化时间较长；施加PF的板坯芯层的汽化时间较短。
　　（4）板坯芯层气压曲线可分为三个阶段：初始恒压段、快速升压段和慢速降压段。
　　（5）当热压温度越高、板坯初含水率越高、板材密度越大、刨花形态越粗时，板坯芯层的气压峰值越大；烟杆刨花板板坯芯层气压峰值高于杨木、松木；施加PF的板坯气压峰值低且出现的时间稍早

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表目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2人造板热压过程中板坯内部环境实验研究的现状

1.3存在的问题与发展趋势

1.4研究目标与主要研究内容

1.5工艺技术路线

第二章 实验仪器、工作原理与实验材料

2.1实验仪器

2.2工作原理

2.3实验材料

第三章 未施加胶粘剂刨花板热压过程中板坯芯层温度与气压变化规律

3.1实验材料与方法

3.2实验过程与结果分析

3.3小结

第四章 不同工艺条件下杨木刨花板热压过程中板坯芯层温度与气压变化规律

4.1实验材料与方法

4.2实验过程与结果分析

4.3小结

第五章 不同形态刨花板热压过程中板坯芯层温度与气压变化规律

5.1实验材料与方法

5.2实验过程

5.3实验结果分析

5.5小结

第六章 不同原材料刨花板热压过程中板坯芯层温度与气压变化规律

6.1实验材料与方法

6.2实验过程

6.3实验结果分析

6.4小结

第七章 施加不同胶粘剂的刨花板热压过程中板坯芯层温度与气压变化规律

7.1 DSC分析实验

7.2施加不同胶粘剂的板坯热压芯层温度与气压规律研究

7.3实验结果分析

7.4小结

第八章 总结与建议

8.1刨花板热压循环中板坯芯层温度和气压规律总结

8.2对未来研究工作的建议

参考文献

在读期间的学术研究

致谢