1. 研究目的与意义
定向结构刨花板是以软阔叶材、速生间伐材等为原料,经过刨片、干燥、施胶、定向铺装和热压等工序压制而成的一种结构性人造板板种。由于刨片的几何形态和纤维未经分离被破坏,板种基本保留了木材天然特性,具有良好的物理力学性能,它具有抗弯强度高、膨胀系数小、握钉力强、耗胶量低等特点。良好的握钉力是与中密度纤维板和普通刨花板最显著区别的特征之一,是作为建筑结构用材的良好材料。而且OSB在强度、承载力、稳定性等方面比普通刨花板有着更优越的性能，它不但能取代普通刨花板，还能用于载荷较大、强度较高的场所，可替代厚胶合板和结构用实木。[1]
定向结构板(OSB)作为结构板材替代结构胶合板使用时，强度与胶合板相当，但吸湿后有较为严重的缺陷，尤其是厚度膨胀率大且不一致。耐水性差的板材在潮湿环境下若四周封边不严，会发生较明显的膨胀，引起尺寸和强度变化，进而影响板材制品的使用。因此，定向刨花板的吸水厚度膨胀率是其至关重要的一项物理性能指标。
2. 国内外研究现状分析
在刨花板的尺寸稳定性方面，国内相关人士做过很多研究。有研究表明，影响吸水厚度膨胀率的因素有：原材料、胶粘剂、防水剂、施胶量、热压工艺、含水率和密度。根据这些影响因素提出了改善措施。[2]Price和Lehmann的研究表明：用旋切所得刨花制成的大片刨花板吸水厚度膨胀率最小[3]。有研究提出刨花厚度方向的吸水膨胀率方程，该研究把定向结构板(OSB)视为由压缩木、胶压木和石腊改性木三部分组成，分别分析了压缩木和胶压木吸水厚度膨胀率(TS)的变化规律,并探讨了OSB板吸水厚度膨胀率来源的大小。
国外有研究表明，利用热处理的方法提高OSB厚度方向尺寸稳定的方法有两种：一种是原料刨花进行热处理，另一种是成型的定向刨花板进行热处理[4]。
3. 研究的基本内容与计划
OSB吸水厚度膨胀率来自两个方面:刨花本身吸水而引起的膨胀即可恢复膨胀和由于刨花吸水膨胀而产生应力使刨花界面开裂而引起的厚度方向的膨胀。[5]前者是导致后者的原因。有研究表明人造板的应力释放过程是一个体系部分化学键拆离和形成,并伴随能量变化及物质交换的过程。[6]
预处理的机理是通过热处理使得刨花化学成分降解，羟基减少来降低定向刨花板吸湿性。后处理能提高定向刨花板尺寸稳定性的原因主要是压应力的释放。[4]
本课题分别将高温热处理作为预处理、后处理的措施应用到人造板的原料准备及成品二次处理工序中，压制定向刨花板，通过测试对比不同处理方法板材的吸水厚度膨胀率，分析高温热处理工艺对定向刨花板厚度方向尺寸稳定性的影响规律，从而为合理加工、利用定向刨花板提供一定的理论指导依据。
实验方法：
A.预处理:
将刨花分成质量相等的十份，其中九分按试验处理表分别进行处理，再按相同的工艺流程制成定向刨花板。同时设一对照组，未处理的刨花按同一流程制成定向刨花板。
参照参考文献[4]及以往研究确定预处理因素水平如下表：
温度（℃） | 时间（h） | |
1 | 130 | 0.5 |
2 | 160 | 1 |
3 | 190 | 1.5 |
预处理试验处理表：
处理 因素 | 温度（℃） | 时间（h） |
1 | 130 | 0.5 |
2 | 130 | 1 |
3 | 130 | 1.5 |
4 | 160 | 0.5 |
5 | 160 | 1 |
6 | 160 | 1.5 |
7 | 190 | 0.5 |
8 | 190 | 1 |
9 | 190 | 1.5 |
将九种试验条件下热处理后的刨花按工艺流程制成九块刨花板试件。命名为a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7.a8.a9。控制组为a10
B.后处理
因定向刨花板在厚度方向尺寸稳定性的变异性不大，可采用正交试验法。初定热处理温度和热处理时间两个因素。各设定三种因素水平。
在同一块刨花板上据取九块试件。
因素水平表：
温度（℃） | 时间（h） | |
1 | 130 | 0.5 |
2 | 160 | 1 |
3 | 190 | 1.5 |
试验处理表：
处理 因素 | 温度（℃） | 时间（h） |
1 | 130 | 0.5 |
2 | 130 | 1 |
3 | 130 | 1.5 |
4 | 160 | 0.5 |
5 | 160 | 1 |
6 | 160 | 1.5 |
7 | 190 | 0.5 |
8 | 190 | 1 |
9 | 190 | 1.5 |
九块试件被称为:b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9
检测：根据国家标准GB/T176571999人造板及饰面人造板理化性能试验方法规定,需将试件放置在(202)℃、相对湿度RH(655)%的条件下至质量恒定后才能进行吸水厚度膨胀率检测,试件水浸泡处理的条件是pH值71、温度(202)℃下竖直放置并保证试件自由膨胀，在规定时间内测量并计算出吸水厚度膨胀率值。有研究表明，测试前进行恒温恒湿处理是必要的。[7]
测定吸水厚度膨胀率以后进行力学性能检测，根据LY/T1580-2010检测定向刨花板静曲强度、内结合强度、表面结合强度和握钉力。
（1）静曲强度：
仪器：万能力学试验机
方法：
①.测量试件的宽度和厚度，宽度在试件长边中心处测量；厚度沿试件长边中心距10mm，每边各测一点，计算时采用算术平均值。
②.调节两支座跨度为试件公称厚度的20倍，最小为100mm。
③.试验时均匀加载60s内使试件破坏，与此同时，测定试件中部绕度和相应的载荷值。
(2)内结合强度：
仪器：万能力学试验机
方法：
①.试件在(202)℃、相对湿度(655)%条件下放置质量恒重。
②.用乳胶或热熔胶等胶黏剂将试件和卡头粘结在仪器，待胶接牢固后进行检测。
③.测试时均匀加载荷，从加载荷开始在60s30s内使试件破坏，记下最大载荷值，精确至10N。
④.若测试时在胶层破坏，应在原试件上另外取试件做。
（3）握钉力：
仪器：木材万能试验机，专用卡具，台钻。
方法：
①.握钉力分为两类：板面握钉力和板边握钉力。
②.板面握钉力试件厚度不小于19不足时可用多个试件胶合成一件。
③.板边握钉力试件厚度不小于25不足时三个试件胶合成一件。
④.试件在(202)℃、相对湿度(655)%条件下放置质量恒重。
（4）表面结合强度
仪器：木材万能试验机，游标卡尺，专用金属卡头。
方法：
①.试件在(202)℃、相对湿度(655)%条件下放置质量恒重。
②.用细砂纸打磨试件表面，用快速胶黏剂或热熔胶将金属专用卡头底面粘合在试件的中央，沿卡头四周装饰层切割深至基材表面。
③.将粘合试件的卡头装入专用卡具后，将卡具连同试件固定在万能试验机上，在与胶合表面垂直的方向上均匀加载，从加载开始在60s30s内使试件破坏，记下试件胶层剥离或破坏时最大的载荷。
4. 研究创新点
1、采用正交试验的方法
2、分别对刨花和成型刨花板进行热处理
