上胶量对木质板材的影响研究*

2016-03-26王春霞崔立东王书文张佳彬苏安斌张

林业科技 2016年1期

关键词：杨木酚醛树脂板材

王春霞崔立东王书文张佳彬苏安斌张　晶**

（1.黑龙江省木材科学研究所国家林业局制材研究实验室，省木材综合利用重点实验室，哈尔滨　150081；2.黑龙江省人造板及原木锯材产品质量监督检验站，哈尔滨　150081；3.哈尔滨松江双象木业有限公司，黑龙江　哈尔滨　150036）

上胶量对木质板材的影响研究*

王春霞1,2崔立东1,2王书文3张佳彬1苏安斌1,2张晶1**

（1.黑龙江省木材科学研究所国家林业局制材研究实验室，省木材综合利用重点实验室，哈尔滨150081；
2.黑龙江省人造板及原木锯材产品质量监督检验站，哈尔滨150081；3.哈尔滨松江双象木业有限公司，黑龙江哈尔滨150036）

*黑龙江省财政自拟项目“木结构材用间苯二酚改性酚醛树脂的研究与开发”（201112）

椴木具有精细均匀的纹理及模糊的直纹，机械加工性能良好，干燥快，且变形小，老化程度低；干燥时收缩率较大，但尺寸稳定性良好。总体看，椴木重量轻、质地软，强度比较低，属于抗蒸汽弯曲能力不良的一类木材。杨木作为速生树种，资源较为丰富，由于杨木纤维结构疏松，材质相对较差，其应用范围受到较大限制。

本研究以椴木和杨木单板废弃料为原料,采用酚醛树脂浸渍的方法处理单板边角废料,探讨在不同浸渍条件下椴木和杨木板材上胶量的变化，为后续重组材制备工艺因子的选择和优化奠定基础[1]。本文中的重组材是利用裁剪椴木单板的边角材料，经干燥后浸胶、再干燥到要求含水率，经过冷成型、热固化工艺，压制成的强度高、规格大、具有天然木材纹理结构的新型木质人造板材[2]。它突破了传统的切削加工方式，为木材的综合利用开辟了一条新的途径。

1　试验材料与方法

1.1材料及仪器

酚醛树脂，自制；椴木边角废料，厚度1 mm，气干密度500～550 kg/m3；杨木边角废料，厚度1 mm，密度0.386 g/cm3

仪器有烘箱、阿贝折射仪等。

1.2试验方法

1.2.1木材的浸渍工艺

采用单因子试验，对浸胶时间和浸胶浓度进行设计（表1），每种条件重复3次。

主要工序为：树脂浸渍→烘干→热固化。

树脂浸渍：将细条状的椴木材和杨木材裁成不同大小的试件，用不同浓度的酚醛树脂胶溶液浸渍[3]。

在经过不同浸胶时间后，取出试件放入烘箱内进行热固化。同一条件下的固化温度为105℃。

1.2.2浸胶浓度的测定

利用阿贝折射仪测定溶液浓度的变化情况。标准曲线的测定（图1）：取6支10 mL烧杯，分别加入不同量的胶样配置成不同浓度的溶液，测定折光指数[4- 5]。

图1　折光指数与酚醛树脂浓度的线性关系

1. 2. 3上胶量的测定

取一定质量的绝干板材试件，放入不同浓度的酚醛树脂溶液中浸渍，分别在不同时间后取出放入烘箱内，105℃烘干后测定其质量。上胶量的计算公式

W=（W1- W2）/ W1*100%

式中，W为上胶量（%）；W1为浸渍后绝干材质量（g）；W2为浸渍前绝干材质量（g）。

2　结果与讨论

经过前期的初步试验，基本上掌握了影响重组材压制工艺的关键因素及水平。在此基础上，为了准确掌握重组材上胶量的变化情况，本研究对浸胶时间和浸胶浓度进行单因子试验。固定因子：浸胶温度20℃，固化温度105℃；可变因子：浸胶时间、浸胶浓度。试验设计及结果见表1。

表1　木材浸渍工艺试验结果

2.1椴木浸渍中上胶量的变化

通过12组试验得到的数据显示：浸胶浓度与上胶量呈线性上升关系，随着浸胶浓度的不断加大，上胶量也随之增长；不同浸胶时间对上胶量的影响不是很大，随时间增加而增加得不显著（图2）。因此，浸胶时间对椴木上胶量影响不大，也说明在较短的时间内，椴木就能够浸透且均匀。

图2　浸渍时间和浓度对椴木上胶量的影响

2.2杨木浸渍中上胶量的变化

浸胶浓度对杨木上胶量的影响呈线性上升趋势（与椴木的类似），即随着浸胶浓度的增加上胶量增加，由此可看出浸胶浓度对上胶量起着至关重要的作用。从不同浸胶时间来看，时间的长短不影响上胶量的含量（图3），说明水和胶液对木材进行同步浸渍，有可能因为所用板材厚度较薄（只有1 mm），完整放入即可均匀上胶。

2.3椴木和杨木上胶量的对比

从上胶量来看，比较而言，杨木的上胶量要高于椴木，这与木材的密度相关。杨木的密度是0.386 g/cm3，椴木的密度是0.550 g/cm3；杨木的密度低于椴木，纤维结构疏松，材质相对较差，有利于胶液的进入，也意味着杨木重组材的内结合强度要低于椴木重组材；同时，杨木上胶量的变化趋势也比椴木明显。椴木的细胞间质结构均匀致密，在完全浸渍的条件下，椴木重组材的性能要优于杨木重组材。