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1、纤维板生产工艺知识讲座第1页，共52页，编辑于2022年，星期一原料及其制备一、原料的种类 中密度纤维板所用的植物纤维，纤维素含量一般要求在30%以上。1.木质纤维原料树种南方：马尾松，桉树，衫木，马占相思，枫香等北方：红松，落叶松，桦木，杨木，水曲柳等第2页，共52页，编辑于2022年，星期一 采伐剩余物小径材，枝桠材，薪炭材 造材剩余物截头 加工剩余物边皮，木芯，碎单板，下角料 回收的废旧木材 木片第3页，共52页，编辑于2022年，星期一2.非木质纤维原料禾本科植物棉杆，甘蔗渣，竹，芦苇，麦秸等第4页，共52页，编辑于2022年，星期一二、纤维板对原料的要求原料的含水率应控制在40%60
2、%。使用小径材，枝桠材，薪炭材时，最好为单一树种。小径材、枝桠材及各类加工剩余物，由于树皮含量高给产品质量和外观带来不良的影响，所以要求控制在10%以下。针叶材优于阔叶材第5页，共52页，编辑于2022年，星期一三、原料的制备（削片）1.设备 鼓式削片机 盘式削片机2.对木片的要求 木片规格：长：1630，宽1525，厚35 要求：木片大小均匀、平整第6页，共52页，编辑于2022年，星期一3.木片水洗作用：使纤维分离时能顺利进料；水分能吸收研磨时的摩擦热，降低原料软化的温度；第7页，共52页，编辑于2022年，星期一木片水洗能有效地清除各种杂物，能提高、均匀木片的含水率，但木片在水洗过程中，
3、必然要吸收水分，从而增加干燥系统的负担，大致热消耗量的增加。在干法生产中，也有干法净化处理方法。这类设备的原理是：振荡筛选与重力分离相结合的处理方法，但达不到原料增湿的效果。第8页，共52页，编辑于2022年，星期一4.剥皮 当原料内树皮含量超过20%时，一般要求进行原料剥皮或木片去皮处理。作用树皮内纤维含量很低，在热磨过程中容易被压成碎片和粉末，在制板时，导致板面较黑，影响美观树皮在板内降低板的强度和耐水性能第9页，共52页，编辑于2022年，星期一纤维分离板中纤维之间结合型式 胶粘剂的化学结合 氢键结合 木素的胶合第10页，共52页，编辑于2022年，星期一一、纤维分离的目的与要求目的：使
4、纤维表面拥有足够数量的游离羟 基，这是纤维板中纤维之间形成结合的前提和内因。要求：在纤维尽量少受损失的前提下，消耗较少的动力，将植物纤维原料分离成单体纤维，并使纤维具有一定的比表面积和交织性能，为纤维之间的重新结合创造必要的条件。第11页，共52页，编辑于2022年，星期一二、纤维分离方法加热机械法 将植物原料用热水或饱和蒸汽进行水煮或汽蒸，使纤维胞间层软化或部分溶解，然后在常压或高压条件下，经机械外力作用将其分离成纤维。这是目前国内外生产纤维的主要方法。第12页，共52页，编辑于2022年，星期一特点：纤维损伤小，得率高，可达95%左右；分类：热磨机法高压条件下的纤维分离，动力消耗低；高速磨
5、浆机法常压分离，纤维质量优于前者；第13页，共52页，编辑于2022年，星期一三、纤维质量指标纤维分离度：解纤后纤维分离的程度纤维筛分值：纤维中通过各种规格筛网的纤维重量所占的百分比纤维堆积密度：1m3未压实纤维的重量 纤维的堆积密度过大，纤维短、细，则板子的强度低，耐水性能差 由生产实践得知：纤维的堆积密度在 1622/m3（纤维含水率为8%），可制得 合格的板制品。第14页，共52页，编辑于2022年，星期一四、压力蒸煮软化处理1.目的提高纤维原料的塑性减少动力消耗缩短解纤的时间提高纤维分离的质量。第15页，共52页，编辑于2022年，星期一2.蒸煮工艺国产热磨机一般采用饱和蒸汽压：0.8
6、1.2MPa，蒸煮软化时间：510min蒸煮温度：160180第16页，共52页，编辑于2022年，星期一3.蒸煮工艺对板强度的影响随着蒸煮温度的提高，纤维之间的联接被削弱，解纤时纤维所受的机械损伤减少，纤维形态较好，有利于纤维之间的结合，板强度提高。蒸煮温度过高，纤维本身将受到严重破坏，机械强度降低，所以板强度降低。蒸煮温度不变时，适当延长蒸煮时间，板强度得到提高。但蒸煮时间过长，板强度反而下降。第17页，共52页，编辑于2022年，星期一五、热磨法纤维分离工艺5.1 工艺原理 充分利用植物纤维胞间层木素含量高、木素软化点低的特点，用饱和蒸汽将原料加热到160180 木素的热塑性，即木素受热
7、软化，冷却 后又硬化。第18页，共52页，编辑于2022年，星期一5.2 热磨纤维分离工艺特点采用高浓度条件下的一次纤维分离工艺主要是靠在磨盘间的纤维物料相互摩擦，而不是靠磨盘本身的作用。因此，磨盘间隙可以加大，可避免纤维的过度压溃和切断。第19页，共52页，编辑于2022年，星期一5.3 纤维分离设备热磨机 组成 进料螺旋、垂直预热缸、磨室体、排料机构、电机等 主要生产厂家瑞典Defibrator 美国Spront-Bauer德国Pallmann 奥地利Andr第20页，共52页，编辑于2022年，星期一纤维处理一、防水处理1.施加防水剂 目前，中密度纤维板生产中应用最主要、最方便的防水措施
8、是：在纤维上施加石蜡等憎水性物质。2.加合成树脂胶 即将脲醛树脂胶等合成树脂施加在纤维表面。第21页，共52页，编辑于2022年，星期一二、防水处理工艺2.1 施加方法 将固体石蜡先熔融成液状石蜡，直接加入热磨机的磨室体，使石蜡在纤维分离过程中，利用高速旋转的磨盘将其分散成极微小的液滴，与分离的纤维均匀混合并俯着在其表面上。2.2 防水剂的用量 石蜡用量一般在1.02.0%（按固体石蜡对绝干纤维重量计）第22页，共52页，编辑于2022年，星期一三、纤维施胶现在的中密度纤维板生产线，一般采用纤维先施胶后干燥的生产工艺。胶种 脲醛树脂、三聚氰胺改性脲醛树脂、酚醛树脂、异氰酸树脂等。脲醛树脂、三聚
9、氰胺改性脲醛树脂由于胶合性能好、成本低、能够满足使用要求，是目前常用的胶第23页，共52页，编辑于2022年，星期一施胶量 通常，中密度纤维板的施胶量为812%（固体树脂对绝干纤维之比）。第24页，共52页，编辑于2022年，星期一制胶工艺 目前，国内中密度纤维板生产线采用脲 醛树脂胶，其制备工艺为：甲醛与尿素的摩尔比为1.11.5，尿素分批加入，反应温度控制在7595，反应液的PH值为：碱-酸-碱工艺，树脂终点的控制是当反应液粘度为20S时，停止反应。第25页，共52页，编辑于2022年，星期一纤维干燥热压前板坯的含水率要求在8%12%，通常热磨纤维含水率已达30%40%，加上施加液体胶粘剂
10、，则含水率可高至40%50%，易结团，难以输送和达到均匀铺装效果，因此，湿纤维必须干燥处理。第26页，共52页，编辑于2022年，星期一1.干燥方式现在的生产线大多使用一级干燥系统，这种系统主要由长100m，直径12m的管道为主干燥部分，管道端部与旋风分离器相连接，使干纤维与空气相分离，整个干燥时间为45S，由于干燥时间极短，所以又称为“闪急式”管道干燥机。优点：干燥时间短，生产效率高，设备简单，热损失小，投资省。第27页，共52页，编辑于2022年，星期一2.干燥工艺参数 干燥介质温度 160200 干燥后纤维含水率对于先施胶后干燥的工艺，要求干燥后纤维含水率为8%12%气流速度 2030m
11、/S第28页，共52页，编辑于2022年，星期一3.干燥介质热空气烟气第29页，共52页，编辑于2022年，星期一成型铺装成型工序直接影响制品的各项物理力学性能，而且与板的翘曲变形、尺寸稳定性及其密度、厚度偏差有关。第30页，共52页，编辑于2022年，星期一1.干法铺装成型工段包括：板坯铺装、预压、纵横锯裁等主要部分。第31页，共52页，编辑于2022年，星期一2.铺装原理机械铺装 利用机械所产生的动力，将纤维均匀的铺撒在铺装运输带上。气流铺装 在气流作用下，纤维成分散状态自由下落并沉积在成型网带上，形成一定厚度的板坯。第32页，共52页，编辑于2022年，星期一3.成型工艺的要求板坯密度均
12、匀稳定，厚薄一致，具有一定的密实度，并保证达到足够的厚度和尺寸规格，以满足产品质量的要求。第33页，共52页，编辑于2022年，星期一4.预压的作用排除板坯内留存的空气，防止热压时大量空气外逸冲破板坯；通过预压，使板坯具有一定的密实度，提高自身的支撑强度，以保证板坯在输送、切割、装板时，不致产生断裂和破损可适当提高热压速度减少板坯厚度，可缩小压机压板间的开档。第34页，共52页，编辑于2022年，星期一热压热压是纤维板制造最重要的工序，对产品质量和产量起着决定性作用；第35页，共52页，编辑于2022年，星期一一、热压的定义指在热量和压力的联合作用下，板坯中的水分汽化、蒸发、密度增加、胶粘剂固
13、化、防水剂重新分布，原料中的各组分发生一系列物理化学变化，从而使纤维间形成各种结合力，使制品达到并符合质量要求的过程。第36页，共52页，编辑于2022年，星期一二、热压工艺过程的四个阶段 板坯压缩排空气 温度渗透 加压至规定厚度 卸压排气定型第37页，共52页，编辑于2022年，星期一二、热压工艺对板性能的影响热压过程中控制的主要工艺参数有：温度、压力、时间、位置、含水率影响压后毛板质量的因素还有：压机闭合速度的快慢 同闭机构的同步性 卸荷速度的快慢第38页，共52页，编辑于2022年，星期一1 热压温度通常指热压板温度，而实际发挥作用的是板坯内的温度。第39页，共52页，编辑于2022年，
14、星期一1.1 热压温度的作用热压过程中，温度提高了纤维的塑性，为各种键的结合创造了有利条件；热量使板坯中的水分汽化；热量使脲胶受热，流动性增加，有利于加速固化。第40页，共52页，编辑于2022年，星期一1.2 为什么要采用较高的热压温度？板坯中的纤维含水率不高，板坯厚而蓬松、导热性能差，加热方式为接触传热，因此，板坯表、芯层温差大。为了确保板坯中胶的完全固化，必须强化传热，用较高的温度，以缩短热压时间，提高压机的生产效率。第41页，共52页，编辑于2022年，星期一热压温度高，使板坯表芯层温度梯度加大，热传导加快，芯层温度快速上升，胶料能较好流动和均匀分布于纤维之间，得到充分固化。温度的升高
15、，增强了纤维化学组分的降解，提高了纤维的活性，有利于纤维之间的结合。第42页，共52页，编辑于2022年，星期一1.3 常用的热压温度对于脲醛树脂胶160180对于酚醛树脂胶185195 第43页，共52页，编辑于2022年，星期一2.热压压力2.1 作用：克服板坯的反弹力；进一步排除板坯中的空气；增大纤维之间的接触面与交织性 达到控制板厚度和密度的要求第44页，共52页，编辑于2022年，星期一2.2 常用热压压力范围一般热压压力为2.53.5MPa，制造高强度板或用硬质木材纤维时，压力可达5.05.5MPa。第45页，共52页，编辑于2022年，星期一3.热压时间3.1 作用保证热量的传导
16、和压力的传递，使胶固化。第46页，共52页，编辑于2022年，星期一3.2 热压时间的确定方法热压时间由胶的种类与性能、纤维的质量、板坯含水率、热压的温度、压力、加热方式、板的厚度与密度等工艺因素来确定。热压时间一般用1板厚所需的时间表示。多层压机一般1板厚的热压时间：1822秒。第47页，共52页，编辑于2022年，星期一4.板坯含水率4.1 板坯内水分的作用 增加纤维的可塑性和导热性 促使木质素树脂化和降低熔点第48页，共52页，编辑于2022年，星期一4.2 多层压机的含水率控制一般板坯含水率控制在8%12%，为了提高传热效率和板面硬度，可允许表层纤维含水率比芯层高1%2%第49页，共52页，编辑于2022年，星期一5.加压速度在相同的热压压力下，不同的加压速度，影响板的性能和断面密度分布；加压速度快，板的静曲强度高，内结合强度降低。加压速度慢，板的静曲强度下降，预固化层加厚，内结合力提高，但过慢会使整张板松软达不到质量要求。一般平均加压速度为5/s第50页，共52页，编辑于2022年，星期一热压曲线第51页，共52页，编辑于2022年，星期一谢谢各位！第52页，共52页，编辑于2022年，星期一