人造板吸水厚度膨胀率测定方法与影响因素研究

谈立山

（浙江省安吉县质量技术监督检测中心，浙江 安吉 313300）

吸水厚度膨胀率是人造板重要的质量指标，它直观地反映了人造板产品的耐水性能和尺寸稳定性。浸渍纸层压木质地板由于其具有耐用、环保等性能而被广大消费者所接受。但由于人造板的吸水特性，在日常的工作中也经常遇到浸渍纸层压木质地板受潮膨胀的问题。因而，如何准确地测试浸渍纸层压木质地板的吸水厚度膨胀率，是评价其产品质量的重要内容。

GB/T18102-2007《浸渍纸层压木质地板》的吸水厚度膨胀率测试，采用150 mm×50 mm的试件，在（20±1）℃的水中浸24 h±15 min，且在30 min内完成对试件边缘3个点的测量；GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》则应用50 mm×50 mm的试件，在pH为7±1、温度为（20±2）℃的水槽中浸泡规定时间，并在30 min内完成对试件中心点的测量。对于人造板的吸水厚度膨胀率，孙学东等[1]曾采用中密度纤维板为试材，就温度的影响进行了研究；吕慧梅等[2～3]就GB/T18102-2000与GB/T18102-2007新旧标准方法进行了比对研究；刘晓辉[4]等研究了试件预处理对测试结果的影响。但对于浸渍水温度、pH值、试件尺寸与时间，对浸渍纸层压木质地板吸水膨胀率测定结果的影响等尚未见报道。本文采用浸渍纸层压木质地板为试材，对影响吸水厚度膨胀率测试的各种因素进行了分析，以提高吸水厚度膨胀率测试的准确性。

1 材料与方法

1.1 试验设备

DC-2010低温恒温槽（控温精度0.1℃，南京舜玛仪器设备有限公司）；数显外径千分尺（量程0～25mm，精度0.001 mm，成都成量工具有限公司）

1.2 试验材料

采用2010－2011年委托送检的浸渍纸木质层压地板检测余样为试材，抽取其中8个样品：优等品和合格品各4个。生产厂商浙江南浔4家，浙江杭州2家，浙江安吉和江苏各1家。试样厚度规格分别为：试样1、2、5、6为8 mm，试样3、4、7、8为12 mm。

1.3 试验方法

1.3.1 水温、pH值对吸水厚度膨胀率的影响 在每个产品中选择试样1个，按GB/T18102-2007中6.3.4款，沿试样长度和宽度方向各取150 mm×50 mm，在15、18、19、20、21、22、25℃分别浸24 h，测量边缘3点计算吸水厚度膨胀率；并在20℃条件下，以0.1 mol/L NaOH或0.1 mol/L HCl调节pH值至5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，按相同方法测定吸水厚度膨胀率，试验水温、pH值对吸水厚度膨胀率的影响。

1.3.2 浸泡时间对吸水厚度膨胀率的影响 在每个产品中选择试样1个，按GB/T18102-2007中6.3.4款规定，沿板的长度和宽度方向，取 150 mm×50 mm试件；按 GB/T18102-2000中 4.5条取 25 mm×25 mm，按GB/T17657-1999中4.5条取50 mm×50 mm，在20℃，pH7.0条件下，分别浸泡22、23、24、25、26h，测定试样吸水厚度膨胀率，试验浸泡时间对吸水厚度膨胀率的影响。

1.3.3 试件尺寸对吸水厚度膨胀率的影响 在每个产品中选择试样1个，按GB/T 17657-1999中4.5条，分别制作20 mm×20 mm、30 mm×30 mm、40 mm×40 mm、50 mm×50 mm、75 mm×75 mm试件，在20℃，pH7.0条件下浸24 h，测量试件中心点，试验试件尺寸对吸水厚度膨胀率的影响。

2 结果与讨论

2.1 不同测试方法对吸水厚度膨胀率的影响

应用GB/T17657-1999、GB/T18102-2007与GB/T18102-2007，分别测试试样1 - 8的吸水厚度膨胀率，结果见表1。

表1 不同测试方法吸水厚度对膨胀率的影响Table 1 TSR by different testing methods

从表1可见，不同方法对同一样品吸水厚度膨胀率的测定结果存在较大差异，其中GB/T18102-2007是测定试件边缘的膨胀情况，因而结果较GB/T 18102-2000或GB/T17657-1999测定中心点的膨胀大。并且，对于测定试件中心点的膨胀，试件尺寸较大（GB/T17657-1999）的测试结果明显大于试件尺寸小（GB/T18102-2000）的。比较应用不同方法测定同一试件的吸水厚度膨胀率，发现测试结果存在正相关，与王红强等[3]报道的结果一致。

2.2 水温对吸水厚度膨胀率的影响

试验水温对吸水厚度膨率胀率测定结果的影响见图 1。从图 1可见，水温对 GB/T17657-1999或是 GB/T 18102-2007方法，都存在较大影响。这一结论与孙学东[1,4]等应用中密度纤维板为试材的研究结果一致。温度对GB/T 18102-2007的影响明显较GB/T17657-1999要大，如水温为25、15与20℃时，GB/T17657-1999的吸水厚度膨胀率分别为2.7%、0.5%，而GB/T18102-2007的则为3.6%、1.0%。显然，温度对试件边缘膨胀率的影响要大于试件中心点的膨胀率。而事实上，标准GB/T18102-2007与GB/T17657-1999对温度的精度要求也是不一致的，分别为GB/T18102-2007为（20±1）℃，而GB/T 17657-1999为（20±2）℃，前者对温度的精度要求高于后者。

2.3 pH值对吸水厚度膨胀率的影响

标准GB/T 17657-1999中4.5条要求用于吸水厚度膨胀率的水的pH值应控制在（7±1）。pH对吸水厚度膨胀率测定结果的影响见图2。

从图2可见，当pH值在5 ～ 7时，pH值对吸水厚度膨胀率影响较大，而当pH＞7时则相对较小，这是否与与基材本身pH有关尚有待进一步研究。

图1 水温对吸水厚度膨胀率的影响Figure 1 Effect of water temperature on TSR

图2 pH值对吸水厚度膨胀率的影响Figure 1 Effect of pH value on TSR

2.4 试件尺寸对吸水厚度膨胀率的影响

从图3可见，试件尺寸对测量试件中心点膨胀存在一定影响，试件越大，测定的结果越小。由于水的渗透是渐进的，尺寸较小的试件，水的渗透相对较试件尺寸大的能更快到达试件中心，因而膨胀较大，反之则较小。但如对于测定试件边缘水膨胀，如GB/T 18102-2007，试件尺寸对结果的影响可能就不甚明显了。

2.5 浸渍时间对吸水厚度膨胀率的影响

由图4可见，浸渍时间与吸水厚度膨胀率的测定结果存在正相关。但不同方法，浸渍时间对结果的影响是不一样的。GB/T 17657-1999相对于GB/T 18102-2007、GB/T 18102-2000的影响相对较小。同一种测定方法，浸渍时间对吸水厚度膨胀率的影响程度以GB/T18102-2007为最大。

图3 试件尺寸对吸水厚度膨胀率的影响Figure 3 Effect of specimen size on TSR

图4 浸渍时间对吸水厚度膨胀率的影响Figure 4 Immersion time on TSR

3 结论

从上可见，温度、pH值、试件尺寸与时间是影响人造板吸水厚度膨胀率测定结果的重要因素。但这些因素，对不同方法的影响程度又有所不同，其中，温度、时间因素对于 GB/T18102-2007的影响程度要高于 GB/T 17657-1999，但试件尺寸对GB/T17657-1999的影响则较大。因此，在日常检测中，要严格控制可能影响吸水厚度膨胀率测试结果的影响因素，以提高测试的精确性。在试件制作中提高试件制作精度，使用如缓冲溶液减少浸渍体系的pH值变化，使用低温恒温槽控制温度等。

[1]孙学东，李旸，胡生辉，等. 水温变化对中密度纤维板吸水厚度膨胀率的影响程度[J]. 中国人造板，2008，15（1）：27－28.

[2]吕慧梅，孙学东，杨孟刚. 新旧标准中吸水厚度膨胀率实验方法比对研究[J]. 中国人造板，2009，16（9）：23－26.

[3]王红强，谢力生，海凌超. 新版国标强化木地板吸水厚度膨胀率的检测解析[J]. 木材工业，2009，23（5）：34－36.

[4]刘晓辉. 检测条件对人造板吸水厚度膨胀率测定结果的影响[J]. 木材工业，2005，19（3）：31－33.