閆超++毛磊

[摘 要]預(yù)壓壓力與浸膠量對板材性能均有極為顯著的影響，為了進(jìn)一步明確這兩個因子對性能的影響規(guī)律，單獨采用單因素試驗方法（其中包括預(yù)應(yīng)壓力試驗及浸膠量試驗）詳細(xì)分析影響規(guī)律并進(jìn)行驗證試驗。結(jié)果證實了預(yù)壓壓力和浸膠量對柳樹枝椏模壓板材的性能確實有顯著影響，它們的關(guān)系都是正相關(guān)。

[關(guān)鍵詞]柳樹枝椏；預(yù)壓壓力；浸膠量

中圖分類號：S7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）23-0007-01

旱柳是廣泛生長在我國東北地區(qū)的落葉灌木，具有適應(yīng)性強、生長快、適宜密植等特性，其枝椏（柳條）是制造重組木的優(yōu)質(zhì)材料[1.2]。隨著東北地區(qū)木材資源的限伐以及木材供應(yīng)結(jié)構(gòu)變化，相關(guān)學(xué)者已經(jīng)開始了針對枝椏類材料的應(yīng)用性研究工作，并取得一系列研究成果[3-5]，為該類材料的高值高效利用奠定了基礎(chǔ)。研究表明，預(yù)壓壓力與浸膠量對板材性能均有極為顯著的影響，為了進(jìn)一步明確該研究結(jié)果，采用單因素試驗方法，對預(yù)壓壓力與浸膠量的影響規(guī)律進(jìn)行了驗證研究，以為其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

柳樹枝椏：采自黑龍江省綏棱林業(yè)局，株高約2.5m，直徑約2cm，柳樹枝椏密度為0.457g/cm3，含水率為54.32%。

膠黏劑：酚醛樹脂膠粘劑，吉林辰龍生物質(zhì)材料有限公司生產(chǎn)。

設(shè)備：（1）碾壓機(jī)：東北林業(yè)大學(xué)林業(yè)與木工機(jī)械工程中心實驗室自制；（2）熱壓機(jī)：KU-MPO1515熱壓機(jī)，日本；（3）UTM—10T—RL型萬能力學(xué)試驗機(jī)，日本

1.2 性能測試及表征

柳樹枝椏模壓板材性能檢測參照刨花板國家標(biāo)準(zhǔn)，檢測靜曲強度、內(nèi)結(jié)合強度，試件尺寸分別為（20h+50）×50mm，（h為試件公稱厚度）、50mm×50mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 預(yù)應(yīng)力試驗

通過預(yù)壓壓力單因素試驗，研究預(yù)壓壓力與柳樹枝椏模壓板材性能的關(guān)系，尋找出柳樹枝椏模壓板材最佳預(yù)壓壓力。試驗因子水平見表4-1。預(yù)壓壓力單因子試驗結(jié)果見表4-2。

根據(jù)柳樹枝椏模壓材各物理力學(xué)性能指標(biāo)檢測結(jié)果可以看出，預(yù)壓壓力對柳樹枝椏模壓板材的物理力學(xué)性能有顯著影響，這與前面的正交試驗分析結(jié)果基本一致。當(dāng)預(yù)壓壓力在9MPa～18MPa變化時，柳樹枝椏模壓板材各性能指標(biāo)變化趨勢見表4-2。

從表4-2中可看出預(yù)壓壓力與靜曲強度和內(nèi)結(jié)合強度呈正相關(guān)且并未在因素水平范圍內(nèi)出現(xiàn)最高值。當(dāng)預(yù)壓壓力由15MPa升高到18MPa時，性能變化不大，內(nèi)結(jié)合強度幾乎沒有變化。主要原因可能是過大的預(yù)壓壓力會導(dǎo)致木束壓潰，膠粘劑并不能全部浸潤到壓潰木束內(nèi)，導(dǎo)致局部缺膠，因此，內(nèi)結(jié)合強度變化不大或有降低趨勢。2h吸水厚度膨脹率則與預(yù)壓壓力負(fù)相關(guān)，考慮到內(nèi)結(jié)合強度，預(yù)壓壓力需控制在最低范圍內(nèi)，因而預(yù)壓壓力采用15MPa較為適宜。

2.2 浸膠量試驗

通過浸膠量單因素試驗，研究浸膠量與柳樹枝椏模壓板材性能的關(guān)系，尋找出柳樹枝椏模壓板材最佳浸膠量。試驗因子水平見表4-1。預(yù)壓壓力單因子試驗結(jié)果見表4-3。由柳樹枝椏模壓板材各物理力學(xué)性能指標(biāo)檢測結(jié)果可以看出，浸膠量對柳樹枝椏模壓板材物理力學(xué)性能有顯著影響。浸膠量在7%～13%變化時，柳樹枝椏模壓板材各性能指標(biāo)變化趨勢見表4-3。

從表4-3中可看出浸膠量與靜曲強度和內(nèi)結(jié)合強度呈正相關(guān)并增幅逐漸減小，曲線趨于平緩。隨著浸膠量的增加，靜曲強度和內(nèi)結(jié)合強度都有明顯的升高。但當(dāng)浸膠量由9%升高到13%時，性能變化不大，內(nèi)結(jié)合強度反而會略有下降。原因是木束的單位比表面積小，空隙少，著膠量過大，并不能全部浸潤到木束內(nèi)，因而多余的膠液被擠出，靜曲強度、內(nèi)結(jié)合強度變化不大。浸膠量與柳樹枝椏模壓板材的吸水厚度膨脹率呈負(fù)相關(guān)，后期遞減趨勢也趨于平緩。考慮到生產(chǎn)成本問題，浸膠量采用9%較為適宜。

3 結(jié)論

對已有的制造柳樹枝椏模壓板材的優(yōu)化工藝條件做了驗證試驗，確定預(yù)應(yīng)壓力值為15MPa時，材質(zhì)性能指標(biāo)較高，最佳浸膠量為9%時整體性能較好。最后對整體性能指標(biāo)進(jìn)行驗證性試驗。結(jié)果證實了預(yù)壓壓力和浸膠量對柳樹枝椏模壓板材的性能確實有顯著影響，它們的關(guān)系都是正相關(guān)。采用較優(yōu)工藝制備的柳樹枝椏模壓板材性能較好，各性能均達(dá)到了我國主要樹種落葉松、樺木、楊木等材質(zhì)重組木的主要性能指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘石峰，王喜明等.沙柳材的特性及重組木的研究.木材工業(yè)，1991，（5）： 17-19

[2] 江澤慧主編.中國林業(yè)工程[M].濟(jì)南：濟(jì)南出版社， 2002.

[3] 王軍輝，張紅杰，石淑蘭，胡惠仁，翟文繼，王秋霞. 楸樹枝椏材硫酸鹽法制漿的研究[J]. 中國造紙學(xué)報，2010，04：10-13.

[4] 陳承德，黃日明，林元輝，劉文彬. 三種闊葉樹枝椏材應(yīng)拉木和對應(yīng)木的解剖特征及材性的研究[J]. 福建林業(yè)科技，1999，03：7-12.

[5] 郭建閩 ，陳承德. 三種闊葉樹枝椏材室內(nèi)耐腐性試驗初報[J]. 漳州職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001，03：67-68.

作者簡介

閆超，（1981年-），黑龍江哈爾濱人，黑龍江省林業(yè)科學(xué)院助理研究員，碩士，主要從事木材科學(xué)研究。

通訊作者

毛磊（1982年-），女，黑龍江省哈爾濱人，黑龍江省木材科學(xué)研究所工程師，碩士，主要從事木材科學(xué)研究。