原竹增强轻质木结构材料的制造工艺开题报告

1. 研究目的与意义

面对资源的严重匮乏,林业和林产工业要得到发展,走可持续发展道路,必须创新思维,大量采用新技术开发新材料,替代对木质原料的需求,努力实现生态受保护,产业得发展的目标。空心刨花板的出现,将节约木材和使用替代原料生产人造板发挥到又一个高度。空心刨花板是采用挤压法生产的一种新型绿色人造板材，由于其质轻，强度高，省材料，可降低板材的成本，越来越受到广大生产企业的青睐。良好的隔音和保温特性使其在复合墙体的相关研究中占据一定的地位。但是由于空心刨花板纵向强度低，长度方向吸水厚度膨胀率高等缺点使其在纵向力学性能应用上存在了一定的局限性。而竹子体轻，但质地异常坚硬，收缩量小，弹性和韧性高，顺纹抗压强度较大。利用原竹作为增强材料，改善空心刨花板纵向力学性能，使其应用前景更加广阔。另聚氨酯泡塑空隙率较高，比表面积大，流体力学性能好，使其同样具有质轻和良好的吸声保温效果的特性。试验中聚氨酯胶黏剂的选用，使该类竹木复合材料在力学性能和保温效果上得到了进一步的提高。

2. 国内外研究现状分析

我国轻质刨花板的实验室研制开发基本上始于20世纪90 年代初, 相关文献并不多。最早研制开发轻质刨花板的单位主要有中国林科院、黑龙江省林产工业研究所、南京林业大学和原吉林林学院等。21 世纪伊始, 原福建林学院也开始了以杉木为原材料的轻质刨花板的研究。文献查到的有关轻质刨花板的研制中, 所选用的木质原材料有13 种, 胶粘剂的选用也很广泛,有脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺和异氰酸酯胶粘剂

等我国在竹木复合利用研究方面无论是内容、范围,还是理论深度上, 一直都处于世界领先地位川。目前,我国许多高校和科研单位都成立了竹子研究中心对竹材的特性及其综合利用做了大量研究和有益的尝试, 具有代表性的是北京的国际竹藤组织和位于杭州的国家林业局竹子研究开发中心。我国从20世纪50 年代末到60 年代初, 就开始进行竹材的加工应用研究, 在20 世纪80年代以后, 已经取得丰硕成果并进行批量产业化生产田。开发最为成功的是南京林业大学以张齐生院士为代表的课题组研制的以毛竹和马尾松为主要原料的竹木复合集装箱底板, 通过采用正交异形复合层板的弯曲理论, 对压制的板材进行了结构和性能上的理论优化设计和系统的试验验证, 压制的板材综合性能完全适用于集装箱底板哪口。南京林业大学还对竹木复合空心板和刨花板及其产品性能进行了系统的全方位的研究, 主要是采用木椽条作框、中间用粗竹刨花、上下覆细竹刨花, 从而形成空心结构田;西南林学院的研究人员对竹木复合中密度纤维板的生产工艺进行研究, 试验证明竹木混合纤维中, 竹纤维比例增加时, 复合纤维板的静曲强度、弹性模量和吸水厚度膨胀率都相应得到提高, 而内结合强度则呈相反趋势,时为最低呻;浙江林学院的科研人员进行了速生杉木与竹黄蔑片生产复合板的实验, 以速生杉木板为芯板、竹黄蔑片为表层, 垂直组坯, 结果表明热压压力对复合板的密度、纵横向静曲强度及弹性模量有显著影响;热压时间对纵横向弹性模量有显著影响;热压温度对横向弹性模量有显著影响总的来说国外对竹木复合利用的研究很少,大多数只是初步的研究。关于竹木复合利用的研究主要集中在亚洲一些国家。印度尼西亚国家科学院的科研人员对竹木复合胶合板和刨花板的制造工艺进行了研究, 证明制造工艺可行, 压制的板材物理力学性能达到甚至超过同种木质人造板;日本的川井等人对高性能竹木复合刨花板的配坯形式、干状和湿状强度等进行了细致研究, 其表层采用竹材, 芯层为木刨花, 结果证明压制的复合板与同比重的木质板材相比具有更高的静曲强度和较好的尺寸稳定性; 日本京都大学木质科学研究所的科研人员对竹木纤维复合板性能和加工设备进行了研究, 采用异氰酸醋胶, 竹纤维和木材纤维混合制取复合板材, 当竹纤维比例增加时, 板材的静曲强度、弹性模量和线性膨胀率都有所改善, 并根据该工艺特点研制出了实验室用干燥、施胶和铺装设备株美国A n dy W.C.L e e等人对竹材增强南方松定向刨花板的力学性能进行了深人研究, 通过加人毛竹片来增强定向刨花板表面, 使得其静曲强度和弹性模量一定程度上得到了改善.

3. 研究的基本内容与计划

本课题主要思路是利用聚氨酯胶黏剂的胶接，在空心刨花板孔隙中加入原竹，实现竹木复合。利用竹子优良的纵向抗压性能改善空心刨花板的纵向力学性能，使得其作为墙体材料的性能得到进一步加强，再辅之以保温，隔热，吸音等功能，为将来投入规模生产，改善人居环境打下基础。

空心刨花板的生产工艺流程如下: 原木→削片→输送→木片贮存→刨片→干燥→打

磨→刨花筛选→刨花贮存→施胶施蜡→均布送料→连续冲压→横截锯→成品检验入库。

4. 研究创新点

1通过原竹改善空心刨花板的纵向力学能 2聚氨酯胶黏剂的应用进一步增强复合材料的隔音保温性能