模压工艺参数对柳树枝桠板性能影响研究

闫超++毛磊

[摘 要]预压压力与浸胶量对板材性能均有极为显著的影响，为了进一步明确这两个因子对性能的影响规律，单独采用单因素试验方法（其中包括预应压力试验及浸胶量试验）详细分析影响规律并进行验证试验。结果证实了预压压力和浸胶量对柳树枝桠模压板材的性能确实有显著影响，它们的关系都是正相关。

[关键词]柳树枝桠；预压压力；浸胶量

中图分类号：S7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0007-01

旱柳是广泛生长在我国东北地区的落叶灌木，具有适应性强、生长快、适宜密植等特性，其枝桠（柳条）是制造重组木的优质材料[1.2]。随着东北地区木材资源的限伐以及木材供应结构变化，相关学者已经开始了针对枝桠类材料的应用性研究工作，并取得一系列研究成果[3-5]，为该类材料的高值高效利用奠定了基础。研究表明，预压压力与浸胶量对板材性能均有极为显著的影响，为了进一步明确该研究结果，采用单因素试验方法，对预压压力与浸胶量的影响规律进行了验证研究，以为其产业化应用提供准确数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

柳树枝桠：采自黑龙江省绥棱林业局，株高约2.5m，直径约2cm，柳树枝桠密度为0.457g/cm3，含水率为54.32%。

胶黏剂：酚醛树脂胶粘剂，吉林辰龙生物质材料有限公司生产。

设备：（1）碾压机：东北林业大学林业与木工机械工程中心实验室自制；（2）热压机：KU-MPO1515热压机，日本；（3）UTM—10T—RL型万能力学试验机，日本

1.2 性能测试及表征

柳树枝桠模压板材性能检测参照刨花板国家标准，检测静曲强度、内结合强度，试件尺寸分别为（20h+50）×50mm，（h为试件公称厚度）、50mm×50mm。

2 结果与讨论

2.1 预应力试验

通过预压压力单因素试验，研究预压压力与柳树枝桠模压板材性能的关系，寻找出柳树枝桠模压板材最佳预压压力。试验因子水平见表4-1。预压压力单因子试验结果见表4-2。

根据柳树枝桠模压材各物理力学性能指标检测结果可以看出，预压压力对柳树枝桠模压板材的物理力学性能有显著影响，这与前面的正交试验分析结果基本一致。当预压压力在9MPa～18MPa变化时，柳树枝桠模压板材各性能指标变化趋势见表4-2。

从表4-2中可看出预压压力与静曲强度和内结合强度呈正相关且并未在因素水平范围内出现最高值。当预压压力由15MPa升高到18MPa时，性能变化不大，内结合强度几乎没有变化。主要原因可能是过大的预压压力会导致木束压溃，胶粘剂并不能全部浸润到压溃木束内，导致局部缺胶，因此，内结合强度变化不大或有降低趋势。2h吸水厚度膨胀率则与预压压力负相关，考虑到内结合强度，预压压力需控制在最低范围内，因而预压压力采用15MPa较为适宜。

2.2 浸胶量试验

通过浸胶量单因素试验，研究浸胶量与柳树枝桠模压板材性能的关系，寻找出柳树枝桠模压板材最佳浸胶量。试验因子水平见表4-1。预压压力单因子试验结果见表4-3。由柳树枝桠模压板材各物理力学性能指标检测结果可以看出，浸胶量对柳树枝桠模压板材物理力学性能有显著影响。浸胶量在7%～13%变化时，柳树枝桠模压板材各性能指标变化趋势见表4-3。

从表4-3中可看出浸胶量与静曲强度和内结合强度呈正相关并增幅逐渐减小，曲线趋于平缓。随着浸胶量的增加，靜曲强度和内结合强度都有明显的升高。但当浸胶量由9%升高到13%时，性能变化不大，内结合强度反而会略有下降。原因是木束的单位比表面积小，空隙少，着胶量过大，并不能全部浸润到木束内，因而多余的胶液被挤出，靜曲强度、内结合强度变化不大。浸胶量与柳树枝桠模压板材的吸水厚度膨胀率呈负相关，后期递减趋势也趋于平缓。考虑到生产成本问题，浸胶量采用9%较为适宜。

3 结论

对已有的制造柳树枝桠模压板材的优化工艺条件做了验证试验，确定预应压力值为15MPa时，材质性能指标较高，最佳浸胶量为9%时整体性能较好。最后对整体性能指标进行验证性试验。结果证实了预压压力和浸胶量对柳树枝桠模压板材的性能确实有显著影响，它们的关系都是正相关。采用较优工艺制备的柳树枝桠模压板材性能较好，各性能均达到了我国主要树种落叶松、桦木、杨木等材质重组木的主要性能指标。

参考文献

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

[2] 江泽慧主编.中国林业工程[M].济南：济南出版社， 2002.

[3] 王军辉，张红杰，石淑兰，胡惠仁，翟文继，王秋霞. 楸树枝桠材硫酸盐法制浆的研究[J]. 中国造纸学报，2010，04：10-13.

[4] 陈承德，黄日明，林元辉，刘文彬. 三种阔叶树枝桠材应拉木和对应木的解剖特征及材性的研究[J]. 福建林业科技，1999，03：7-12.

[5] 郭建闽 ，陈承德. 三种阔叶树枝桠材室内耐腐性试验初报[J]. 漳州职业大学学报，2001，03：67-68.

作者简介

闫超，（1981年-），黑龙江哈尔滨人，黑龙江省林业科学院助理研究员，硕士，主要从事木材科学研究。

通讯作者

毛磊（1982年-），女，黑龙江省哈尔滨人，黑龙江省木材科学研究所工程师，硕士，主要从事木材科学研究。