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關于中密度纖維板變形的探索(一)

    我國是木材消費大國,也是一個木材資源匱乏的國家。現在國家實施天然林保護工程,實行禁伐、限伐措施。這樣,我國在未來相當長一段時間內,木材供需存在很大缺口。中密度纖維板以其優異的性能替代木材,用于家具、室內裝飾裝修、音箱和各種包裝等,深受用戶喜愛。

     雖然中密度纖維板具有許多優點,但由于原材料、生產過程各個階段、貯運和后續加工等控制不當,可能造成中密度纖維板的翹曲、變形和尺寸穩定性差等缺陷,影響產品的使用。本文將在這幾個方面對中密度纖維板的變形原因進行一下探討,尋找變形原因,以便盡量避免中密度纖維板的變形。

     1.原材料

     中密度纖維板是以木質纖維或其他植物纖維為原料,施加脲醛樹脂或其他合成樹脂,在加熱加壓條件下,壓制而成的一種板材。通常厚度超過1.0mm,密度為450~880kg/m3。中密度纖維板的原材料基本以木材為主。木材經過削片、纖維分離、施膠、干燥、鋪裝成型、預壓、熱壓、冷卻、鋸截、堆放和砂光等工序而成為中密度纖維板成品。

     纖維是中密度纖維板最主要和最重要的組成部分。不同樹種的纖維含量是不相同的,特別是闊葉材中不同樹種間的纖維含水量相差很大,有的高達80%以上,有的只有16%。纖維表面的吸附水是影響產品尺寸變化和產品變形的主要原因。木材的空隙度很大,中密度纖維板的空隙度也很大占到了53%。1cm3的針葉材有60~80萬根纖維,闊葉材有200萬根纖維。這些纖維和纖維間隙形成了大量的毛細管和微

     毛細管。細胞內的毛細管和微毛細管。細胞內的毛細管和微毛細管不僅是水分轉移的渠道,也是水分的貯存機構。毛細管和微毛細管的尺寸大小和數量,以及細胞壁上紋孔的構造,影響著纖維對水的吸著能力。纖維素的無定型區具有吸濕性,吸收空氣中的水蒸氣,形成結合水,當吸附水達到飽和以后,水就不能與纖維素產生結合力出現游離水。纖維素無定型區占的百分比率越大,結合水越多,吸濕性越大。

     木材中半纖維素的吸濕、潤脹能力比纖維素強得多,半纖維的含量對木材以及制品的吸濕、潤脹能力有明顯的影響。樹皮內纖維素含量極低,在纖維分離過程中有的被壓成碎片,有的被磨成粉末,在板內影響產品的強度和耐水性能,導致產品的吸水率高。

     樹種不同,纖維含量不同,結構不同,樹皮的所占的百分比率不同,纖維素無定型區占的百分比率不同,半纖維素的含量不同,各種毛細管尺寸的大小和數量,以及細胞壁上紋孔的構造也都不同;同一棵樹中,樹干和枝椏的纖維含量、樹皮所占的百分比率是不同的。枝椏材纖維含量少,纖維還沒有成熟,樹皮占的百分比率高。用不同的原材料生產出來的產品,濕脹冷縮,吸水率也明顯不同,最終表現出來的中密度纖維板的變形量也就不同。

     同時,不同的原料,需采取不同的工藝條件。否則由于纖維的差異在氣流中的速度不一樣,不可能獲得均勻一致的干燥效果。在纖維鋪裝時,板坯的厚度、密度也很難得到均勻一致和穩定的效果,最終導致中密度纖維板的變形。所以,為了獲得良好的產品質量,應盡量使用同一種木材或材性相近的木材為原料。許多生產廠家已經認識到了這一點,一些有實力的廠家開始著手建設自己的工業原料林基地,培植定向速生豐產林。這樣,不僅解決了原材料的需求,也為穩定和提高產品質量,提供了原料保證。

     中密度纖維板通常使用脲醛樹脂作為膠粘劑,脲醛樹脂本身具有親水基團,對水分有親合力。脲醛樹脂在水熱條件下容易發生水解,使得樹脂的化學鍵產生斷裂。產品在貯運過程中,當周圍的溫度、濕度發生變化時,空氣中的水分進入到產品內部,膠粘劑的親水基團對水分的吸收和排出所產生的膨脹收縮內應力也會使樹脂的化學鍵產生斷裂。水分的親合與水分對膠粘劑的破壞,將影響產品對水分的吸收,從而也導致產品因吸水而產生變形。改性的脲醛樹脂,生產成本增加不大,能改善產品因吸水而產生變形的情況。在生產脲醛樹脂時加入一定比便三聚氰胺進行改性,用經過改性的脲醛樹脂生產的中密度纖維板具有良好的防水防潮性能,在外界溫度、溫度發生變化時不易發生水解,從而大改善了產品的變形情況。在生產普通用途的中密度纖維板時,通常加入石蠟作為防水劑。石蠟是一種憎水物質,可以部分遮蓋纖維表面的親水基團,降低吸附作用;可以部分堵塞纖維之間的間隙,截斷水分的傳遞。而且成本低廉,施加方便。膠粘劑和石蠟防水劑都應根據纖維量的多少通過精確計量均勻地添加到纖維中去, 才不至于因膠粘劑或石蠟防水劑的施加不均而造成板的強度不穩定和變形等質量缺陷。

     2.纖維分離

     纖維分離是中密度纖維區別于其他板種的最突出特點。纖維質量是產品性
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