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纖維質量與纖維板性能的關系

    纖維板制造對纖維質量的要求,一般是根據產品類別、生產工藝及設備狀況而定。就纖維質量綜合而言,要求被分離的纖維具備一定的比表面積和良好交織性,要求有一定長寬比、篩分值和纖維濾水性、透氣性、化學組分和纖維聚合度等性能均有嚴格的要求。如濕法生產,在板坯成型和熱壓過程中,均要求纖維板坯具有迅速而易脫水的功能。而干法生產,則要求纖維不僅有較理想交織性,還要求板坯具備良好的透氣性。不然,兩種生產方式的成型板坯在運輸及熱壓過程中,會破壞板坯結構而影響產品的內在質量。但是當生產低密度或軟質纖維板時,纖維形成板坯后可不進行預壓或輕微加壓使其干燥成板,這就要求纖維不僅要有一定的長寬比,而且要求纖維要有足夠的帚化程度,來增加纖維自身間的交織性和接觸面積。

     (1) 纖維的形態特性和產品質量的關系

     就纖維固有形態而言,不同原料有較大差異。如針葉材纖維管胞的平均長度在2~3mm,長寬比為63~110;闊葉材的纖維管胞和韌型木纖維的平均長度為0.8~1.3mm,長寬比在35~58;而禾本科植物纖維類原料,纖維管胞的平均長度則只有0.8~2.2mm,長寬比為30~130,其中非纖維細胞含量較高。

     從纖維的長度和長寬比來看,似乎針葉材纖維所壓制的纖維板為好。但事實證明,全部采用針葉材為原料壓制的纖維板其性能不一定為最佳,這是由于針葉材的纖維管胞壁厚呈管狀,細胞壁的厚度相對的比纖維寬度要大,纖維間的總接觸面積就變小。相反,闊葉材的纖維管胞、韌型木纖維、導管等則是薄壁結構而呈帶狀,這樣纖維間的接觸面積就大,結合交織性好,在熱壓過程中就容易壓成密度和強度均高的纖維板產品。

     纖維本身的固有強度,對纖維板產品的強度也有一定影響。曾有人用染色法把硬質纖維板經過抗彎和拉伸破壞試驗,在顯微鏡下觀察,看到其中有60%~70%的單纖維受到破壞。從試驗結論認為,單體纖維自身固有強度,對密度在0.25~0.4g/cm3的軟質纖維板的強度幾乎投有多大影響。對密度在0.4~0.8g/cm3中密度纖維板的強度,則有較明顯影響。而對密度大于0.9g/cm3的高密度纖維板的強度會有更大的影響。這是由于單纖維自身固有強度與纖維素鏈的平均長度(即聚合度)有關,一個單纖維的裂斷長可達40000Pm。當纖維鋪裝成型板坯后,由于排列不規則呈散亂不整齊狀態,再消除其他因素影響,假定單纖維的裂斷長平均為20 000Pm,再按40%的保守數計算,則單纖維的裂斷長可達8 000Pm。由此可見,纖維自身固有強度與纖維板產品的強度之間的關系。

     (2) 纖維分離度與纖維板質量的關系

     纖維分離度指解纖后纖維分離的程度,它是間接反映纖維質量性質的一個方面。纖維分離得越細,纖維的比表面積就越大,纖維的濾水性和透氣性就越差。反之,纖維的濾水性和透氣性越好,但此時的纖維往往比較粗而且纖維比表面積相應也小。纖維分離后纖維比表面積與濾水性呈反比,比表面積越大細小纖維居多,纖維濾水性越差。纖維分離度差纖維粗(28~48目)對空氣阻抗小,而纖維分離度高纖維細小比表面積大(100~200目),纖維的透氣性差板坯填充性好,但空氣阻抗大。纖維的比表面積越大,纖維的容積越小,反之則相反。由此可推出:纖維的濾水性、透氣性以及容積均與纖維的分離程度有一定關系。故可以說纖維分離度是顯示纖維漿料質量的重要指標,它直接影響纖維生產工藝和產品質量。實踐也證明,在一定范圍內,纖維分離度越高,即纖維越細,板坯纖維之間的交織就好,纖維板的強度、耐水性及產品密度也隨之提高。

     另外,從實踐經驗得出,應根據不同類型產品和工藝特點,在穩定產品質量的基礎上來控制纖維分離度在一定范圍內。

     (3) 纖維篩分值與纖維板質量的關系

     不同類型的纖維原料其纖維形態、纖維長短、纖維粗細的比例等,均會給纖維板質量帶來不同程度影響。而檢驗纖維質量的方法,通常是采用纖維分離度(纖維濾水度DS和纖維叩解度°SR)。由于纖維本身差異性很大,往往單憑測定纖維的分離度還很難反映纖維質量的實質。有時兩種纖維其濾水度值基本相近,但纖維的長短、粗細比例大小不同。因此,再通過測試纖維篩分值予以補充分析被分離的纖維質量狀況。

     纖維篩分值在實際生產中意義很大,調整好纖維漿料篩分值,可改善纖維形態和漿料性質,從而提高纖維板產品質量。有關纖維篩分值對纖維板質量影響的研究早已被重視,并取得了規律性的技術依據。影響纖維形態主要有材種和所采取纖維分離的方法,針葉材比闊葉材纖維要好,化學機械法分離纖維要比加熱機械法(即熱磨法)好,而單純機械法磨漿效果較差。

     a.纖維篩分值對纖維板性能的影響
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