人造板生產(chǎn)中的無膠膠合技術(shù)的應用分析

劉少球

廣西壯族自治區(qū)國有東門林場 廣西崇左 532108

雖然我國的人造板數(shù)量在不斷上升，但是也凸顯出了許多問題，如環(huán)境壓力大、資源供應較為緊張等，故而開發(fā)出環(huán)保、綠色的人造板、尋找新人造板原料，都已經(jīng)成為目前木材工業(yè)迫切需要解決的問題。在上個世紀四十年代初，各個國家的科技工作者就已經(jīng)開始對合成膠粘劑進行改進，且開發(fā)了一些可再生資源來當作膠粘劑，同時開始研究人造板制造過程中不加入膠粘劑的方法，即無膠制板。

1 無膠膠合技術(shù)原理

實際上，無膠膠合屬于一種合成膠黏劑，它不必添加酚醛樹膠或者是脲醛樹膠，只依靠材料自身所含有的成分，在特定的工藝條件下達到“自粘接”的目的，最終粘合成板的一種制造技術(shù)。無膠膠合技術(shù)的機理是通過特殊的方法，促使植物纖維出現(xiàn)活化反應，其中活化反應里包含碳水化合物與木素之間所出現(xiàn)的消化反應、氧化反應等，在反應過程中生成粘膠劑與粘膠劑類似物質(zhì)，這些物質(zhì)在熱壓的條件之下，就能夠膠粘成板。目前，較為主流的使用方法是利用化學助劑來處理植物纖維原料，將其表面活性提高，以此來實現(xiàn)無膠膠合[1]。

在無膠膠合過程中，主要是有木材中的木質(zhì)素、半纖維素以及纖維素等這些成分發(fā)生變化，最終粘合成板。而無膠膠合能夠被制作成各種人造板，如膠合板、刨花板等。

2 無膠膠合技術(shù)的方法

2.1 酸催化縮聚

這種方法中所使用的酸是硫酸，且酸能夠和絕大多數(shù)化學組分發(fā)生化學反應。而硫酸能夠?qū)w維素進行降解，甚至能夠讓被降解產(chǎn)物在脫水之后形成糖醛類物質(zhì)。在熱壓條件之下，糖醛類物質(zhì)能夠通過聚合而成為聚合物，從而可以將其作為膠黏劑來使用。另外，對于木素來講，酸能夠起到良好講解作用，可以引發(fā)木素產(chǎn)生縮合反應[2]。

2.2 自由基引發(fā)

這種方法通過應用化學方法，使得木材產(chǎn)出自由基，而氧化還原反應是常用的一種化學方法。當兩個材料都含有自由基，且表面還能夠滿足自由基作用距離時，通過弧電子進行配對，能夠形成共價結(jié)合。常用處理劑是富含鐵離子的鹽以及過氧化物等，其中過氧化物常應用過氧化氫，富含鐵離子的鹽則是氧化鐵。

2.3 氧化結(jié)合

常應用的氧化劑包括臭氧、硝酸鹽等，將這些氧化劑應用在原材料表面之后，就會發(fā)生一系列的化學反應，如纖維素會被氧化劑氧化，原材料的表面層會被塑化，木素會脫落，進而變得疏松，并形成良好塑性活性層，在木質(zhì)基表面撒上填料，通過加熱之后，就能夠膠接成板。

3 無膠人造板的應用

通過無膠膠結(jié)原理與方法所制造出來的人造板，具備多種突出特點，如保溫、防腐、無毒等，相較于合成樹脂所制造出來的人造板，無膠人造板更受到消費者的喜愛[3]。

3.1 無毒

在應用無膠膠合技術(shù)制造人造板過程中，所添加的物質(zhì)，如活化劑、催化劑等都是無毒的，因此，這種方法所制造出的人造板是無毒的，不僅不會對人體造成損害，而且也不會對環(huán)境造成污染，尤其適用于盛裝食品或者是制作家具。

3.2 滯火

在通過實驗檢驗發(fā)現(xiàn)，利用物質(zhì)轉(zhuǎn)化所生產(chǎn)出的無膠人造板，由于所添加物質(zhì)中含有銨鹽滯火劑，在很大程度上使得含氧指數(shù)得到提高，進而縮短了燃燒時間。由于這種滯火性能，可將其應用在干燥、高溫場所當中。

3.3 防腐

將酚醛樹脂所形成的膠合板與無膠人造板同時感染上一種木腐菌，之后測定二者的重量損失率，結(jié)果顯示，無膠人造板所具備的防腐性能高于合成樹脂膠合板，故而在防蟲、防腐環(huán)境中，可以大量應用無膠人造板。

3.4 保溫

通過測定無膠人造板熱處理參數(shù)發(fā)現(xiàn)，相較于密度較為相似的木材來講，無膠人造板導溫系數(shù)與導熱系數(shù)較低，且保溫性能十分突出。

3.5 抗老化

將無膠人造板存放1年之后，測量其強度發(fā)現(xiàn)，相關數(shù)值和存放前數(shù)值并無明顯變化，因此可在制造室外木制品過程中應用無膠人造板[4]。

4 未來無膠人造板的發(fā)展趨勢

利用天然物質(zhì)來完成轉(zhuǎn)化，并不需要添加其他的化學試劑，將植物纖維作為原材料，通過自身進行轉(zhuǎn)換與組合，從而達到無膠膠合的目的。應用這種方法所生產(chǎn)的無膠人造板具有許多優(yōu)勢，如不污染環(huán)境、成本低等，不僅能夠?qū)r(nóng)業(yè)剩余物進行充分利用，還可以通過充分應用木材里的“三剩物”，從而使得木料使用率得到提高。另外，無論是刨花板還是膠合板，都可以通過改變現(xiàn)在的制作流程來制造。對于我國而言，該加工方法十分適用，且發(fā)展前景較廣，能將其作為未來無膠人造板的發(fā)展方向[5]。

我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，據(jù)相關資料顯示，每年秸稈平均產(chǎn)量以達到7億噸。若能夠合理、科學的使用這些秸稈資源，就可能有效解決有關能源缺乏的這一問題，故而科研工作者應當重視這個課題，并進行深入研究。大多數(shù)農(nóng)作物原料里所含碳水化合物都十分豐富，在受到壓力及溫度作用之后，所形成的聚合物具備不溶性特點，最終形成良好的膠合性能。

5 結(jié)語

總而言之，將秸稈應用在無膠人造板生產(chǎn)中，不僅能夠使得農(nóng)業(yè)廢棄物這個問題得到解決，還能夠有效緩解缺乏木材資源的問題，進而降低對木材的消耗，對生態(tài)環(huán)境進行保護，在滿足國家持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求基礎上，還能夠創(chuàng)建節(jié)約社會資源的政策。對無膠秸稈人造板進行研發(fā)，能夠使得人造板生產(chǎn)環(huán)節(jié)得到提高，還得讓產(chǎn)品用途得到擴大，進而提高經(jīng)濟效益。