造纸污泥制造中密度纤维板工艺研究

论文摘要

本项研究是国家948“利用造纸厂污泥制造人造板先进技术”引进项目的一部分。论文正文由造纸污泥基本特性研究、污泥纤维板制造工艺研究和污泥—木纤维复合纤维板制造工艺研究三个部分组成。首先研究了造纸污泥原料的基本特征,在此基础上,探讨了单一造纸污泥压制纤维板的可行性,分析了板子密度及热压工艺对板子性能（MOR、MOE、IB、24hTS）的影响。最后探讨了造纸污泥与木纤维复合方式和配比对板性能影响,并制定出较优的复合板生产工艺。红外光谱（FTIR）显示:造纸污泥表面的Si主要以SiO2形式存在;UF在污泥表面形成了较厚的胶层,未加热时无法产生大量稳定基团;而PF在污泥表面形成的胶层较薄,并对污泥表面有相当活性。同步热分析（TG-DSC）表明:造纸污泥具有良好的耐热性,单独加热造纸污泥,在温度所测范围内没有发生明显的吸热和放热现象;UF与污泥的混合物的热反应曲线只呈现出一定的放热行为,没有出现明显的吸、放热峰,热反应特征不显著:PF树脂胶与污泥混合后的热反应特征较明显。实验室造纸污泥压板工艺表明:密度对板子性能影响极显著,随着密度和施胶量的增加,板子的性能和24hTS增加显著。热压时间和热压温度对板子力学性能影响不显著。通过分析和讨论不同热压工艺条件压制纯污泥纤维板的力学性能和24hTS,结合课题要求,在降低成本和提高生产效率基础上,确定10mm厚的污泥代替部分木材纤维压制复合人造板的优化工艺参数如下:目标密度0.8g/cm3,热压温度160℃,热压时间30sce/mm,无分级污泥施胶量为13%。实验室造纸污泥—木纤维复合板制造工艺表明:复合方式对性能有一定影响,原料配比对性能影响显著。随着随着木纤维含量的增加,内结合强度（IB）、静曲模量（MOR）和弹性模量（MOE）逐渐增加,TS也相应增加。结合课题要求,密度为0.8g/cm3的复合板,较优工艺条件为:不分级污泥颗粒与木纤维配比为3:7,酚醛树脂胶粘剂（PF）,污泥施胶量13%,木纤维施胶量10%,分别施胶后分层铺装,热压温度140℃,热压时间6min时满足国家标准。IB为1.035MPa,蒸煮后IB为0.225MPa,MOR为27.08MPa,MOE为2.82GPa,TS为6.46%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 文献综述
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 造纸污泥
• 2.1.2 木纤维
• 2.1.3 胶粘剂
• 2.2 造纸污泥制取
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 造纸污泥的基本理化性能测定分析
• 2.3.2 FTIR的测试
• 2.3.3 TG-DSC的测试
• 2.3.4 板子性能测试
• 2.4 试验设计
• 2.4.1 初步探索UF胶压制20-40目纯污泥纤维板的可行性
• 2.4.2 UF胶压制无分级粉的污泥纤维板
• 2.4.3 PF胶压制污泥纤维板
• 2.5 分析方法
• 2.6 主要试验仪器
• 3 结果与分析
• 3.1 造纸污泥基本特征测定结果
• 3.1.1 造纸污泥中元素含量结果与分析
• 3.1.2 造纸污泥中粗纤维含量结果分析
• 3.2 FTIR的结果分析
• 3.2.1 原料的FTIR结果分析
• 3.2.2 胶粘剂的FTIR结果分析
• 3.2.3 造纸污泥与胶粘剂混合的FTIR结果分析
• 3.3 TG-DSC结果分析
• 3.3.1 原料的热反应
• 3.3.2 造纸污泥与UF的热反应
• 3.3.3 造纸污泥与PF的热反应特征
• 3.4 20—40目UF胶纯污泥纤维板结果分析
• 3.4.1 20—40目UF胶纯污泥纤维板结果
• 3.4.2 试验结果分析
• 3.5 无分级UF胶纯污泥纤维板结果分析
• 3.5.1 无分级UF胶纯污泥纤维板结果
• 3.5.2 结果分析
• 3.6 PF胶纯污泥纤维板的结果分析
• 3.6.1 PF胶纯污泥纤维板的结果
• 3.6.2 结果分析
• 3.7 造纸污泥—纤维复合板的结果分析
• 3.7.1 复合板子的力学及吸湿性能试验结果
• 3.7.2 试验结果分析
• 4 结果与讨论
• 4.1 试验结果
• 4.2 讨论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介