资源节约型杉木木束帘芯层竹木复合板的研制

论文摘要

人造板工业是一种资源依赖型产业,近年来随着我国人造板工业的迅猛发展,我国可供利用的森林资源却日益减少。为此,本研究从原材料及其加工方式的选择入手,选用木材、木材加工剩余物及竹材为原材料,分别采用了三种无屑切削方式,如杉木制材边皮的平压和辊压加工、马尾松木单板的旋切和竹材的径向剖篾,并以复合材料设计理论为依据进行组坯,热压成一种较好性能的新型竹木复合板。 对杉木制材边皮进行了蒸煮、平压及辊压处理的效果研究。通过一系列试验得出了最佳处理工艺条件。经蒸煮液处理后的制材边皮在平、辊压下形成具特殊尺寸的杉木木束,具有很好的适用性。采用了径向剖篾的方式进行竹篾加工,提高了竹材利用率,无须剔除竹青、竹黄部分,而且可以进行有效的径向胶合。 将弯曲模量较大的马尾松木单板为表层材料,以径向竹篾帘为内层材料,以强度较低和材质较差的杉木木束帘作为芯层材料进行组坯,并以水溶性酚醛树脂为胶粘剂,进行组坯并采用了预热处理后,再以“热-热”胶合成板。通过一系列试验得出了最佳板坯的构成方式和热压工艺参数。 通过试件的物理力学性能检测和资源利用的测定与计算,结果表明:（1）其力学性能已达到或超过了国家对建筑用模板的有关技术指标;（2）经对杉木制材边皮的辊压加工,其边皮辊压出材率达到97%,采用径向剖篾的加工方式可使竹材利用率达到84%,木段旋切成单板的木材出材率为72%;据计算板坯原材料的加权平均利用率达到90.1%,成品板材的出材率达到63.1%,居各类型胶合板之首。（3）成本及效益分析表明,该产品的研究与开发具有很大的经济、社会效益及生态效益,前景非常广阔。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 构建资源节约型人造板工业的重要性
• 1.1.1 森林资源的保护及资源综合利用的需要
• 1.1.2 发展循环经济模式的需要
• 1.1.3 人造板产品结构创新的需要
• 1.1.4 为高效率利用原材料及实现资源节约代用的需要
• 1.2 我国资源节约型竹木复合人造板的开发现状及应用前景
• 1.2.1 我国竹木复合人造板的主要产品
• 1.2.1.1 相关产品的介绍
• 1.2.2 当前我国竹木复合人造板发展中所存在的问题
• 1.2.2.1 原材料利用率低以及木材损耗高
• 1.2.2.2 高强轻质复合材料的研究与开发
• 1.2.2.3 人造板品种多，缺乏开拓新市场的能力
• 1.2.2.4 竹材加工机械化程度低
• 1.2.2.5 环境污染严重
• 1.2.3 我国竹木复合人造板的发展方向
• 1.2.3.1 向资源节约型方向发展
• 1.2.3.2 向综合利用方向发展
• 1.2.3.3 竹木复合是高效利用竹材的主要途径
• 1.2.3.4 向多功能、用途方向发展
• 1.3 开发资源节约型杉木木束帘芯层竹木复合板的可行性研究
• 1.3.1 实现资源节约型的可行性
• 1.3.2 实现较高性能制板的可行性
• 1.4 课题论文研究的目的及意义
• 1.5 课题论文研究的创新点
• 2 资源节约型杉木木束帘芯层竹木复合板加工技术的特点
• 2.1 加工工艺的特点
• 2.1.1 杉木制材边皮的加工
• 2.1.2 杉木木束帘的制备工艺
• 2.1.3 径向剖蔑加工的特点
• 2.1.4 竹蔑帘加工的特点
• 2.1.5 径向竹蔑帘、杉木木束帘干燥的特点
• 2.1.6 热压工艺特点
• 2.1.7 水溶性酚醛胶粘剂的特点
• 2.2 产品结构的特点
• 2.3 主要关键技术的特点
• 2.3.1 杉木制材边皮的 NAOH溶液处理工艺研究
• 2.3.2 杉木制材边皮的平压、辊压工艺研究
• 2.3.3 径向竹蔑帘的加工技术研究
• 2.3.4 热压工艺技术
• 2.3.5 板面处理技术
• 3 杉木制材边皮的平压、辊压效果的技术研究
• 3.1 研究的背景及主要内容
• 3.2 试验材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 实验设备
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 初步探索试验研究
• 3.3.1.1 试验步骤
• 3.3.1.2 计算方法
• 3.3.1.3 试验结果
• 3.3.1.4 结果与分析
• 3.3.2 正交试验研究
• 3.3.2.1 试验方案的设计
• 3.3.2.2 试验结果
• 3.3.2.3 结果与分析
• 3.4 小结
• 4 板坯结构研究
• 4.1 结构设计的理论依据及材料设计
• 4.2 组坯的原则
• 4.3 组坯的特点
• 4.4 小结
• 5 产品基材的热压工艺研究
• 5.1 试验材料与设备
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.1.1 原材料
• 5.1.1.2 辅助材料
• 5.1.2 实验设备
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 基材制造工艺流程
• 5.2.2 主要加工处理试验
• 5.2.2.1 NaOH试剂蒸煮液处理
• 5.2.2.2 平压、辊压处理
• 5.2.2.3 杉木木束织帘
• 5.2.2.4 径向竹蔑织帘
• 5.2.2.5 试验材料的干燥工艺
• 5.2.3 施胶工艺研究
• 5.2.3.1 杉木木束帘浸胶
• 5.2.3.2 径向竹蔑帘施胶
• 5.2.3.3 马尾松木单板施胶
• 5.2.3.4 板坯的组坯
• 5.2.4 板坯预热工艺研究
• 5.2.4.1 处理依据
• 5.2.4.2 测定方法
• 5.3 正交实验的设计
• 5.3.1 前期正交试验设计
• 5.3.1.1 试验因子、水平的确定
• 5.3.1.2 试验方法
• 5.3.1.3 实验结果
• 5.3.1.4 结果与分析
• 5.3.2 后期正交试验设计
• 5.3.2.1 试验因子、水平的确定
• 5.3.2.2 试验方法
• 5.3.2.3 试验结果
• 5.3.2.4 结果与分析
• 5.4 小结
• 6 复合板基材表面处理与贴面工艺的研究
• 6.1 试验材料及设备
• 6.1.1 试验材料
• 6.1.2 实验设备
• 6.2 试验方法
• 6.2.1 复合基材等厚处理的预处理
• 6.2.2 组坯
• 6.2.3 热压贴面工艺
• 6.2.4 贴面工艺流程
• 7 生产工艺流程的确定
• 8 资源利用、经济效益与生态效益等分析
• 8.1 资源利用测定
• 8.1.1 原木加工利用率的测定
• 8.1.2 径向剖蔑的竹材利用率的测定
• 8.1.3 边皮废料辊压成网状木束的利用率的测定
• 8.1.4 板坯原材料的加权平均利用率的计算
• 8.1.5 成品板材的出材率的估算
• 8.2 成本核算及经济效益分析
• 8.3 社会效益
• 8.4 生态效益
• 8.5 小结
• 9 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录:攻读学位期间的主要学术成果