干燥工艺对纤维板性能的影响

潘祖乐

摘要：正交试验研究了干燥进口温度、纤维绝干量和形状对纤维板物理力学性能的影响。结果表明干燥工艺对纤维板的力学性能有重要影响。最佳组合是25t/h纤维绝质量、114℃干燥入口温度、e纤维形状。干燥入口温度和纤维绝干量对静抗弯强度和弹性模量影响最大;干燥的入口温度、纤维的绝干量和形状不影响内部结合力或24小时吸水厚度的膨胀率。

關键词：干燥工艺;纤维形态;含水率;纤维板

纤维的干燥质量，特别是其含水量，是纤维板生产过程的主要参数之一。分层鼓泡、板材导热系数、产品内部强度是影响产品成型质量的重要因素。研究了不同纤维含水率对中纤维板内粘结力、静弯曲力、弹性模量和表面粘结力的影响，结果表明，随着含水量的增加，中密度纤维素板的力学性能随后升高而降低，达到数值研究了中密度纤维板热压过程中厚板含水量对传热的影响，验证了成品纤维板的力学性能。对板的中心温度变化和力学性能的分析表明，含水量对板的静弯曲强度和弹性模量有很大影响。

一、材料与方法

1.测试材料。木片，是软杂和硬杂混合。胶黏剂（MUF）

乳白色透明，固体成分48～52%，凝固时间40～60s，粘度35 MPa（25℃，涂4-杯）。防水剂58号全精炼石蜡。

2.主要设备。热磨机帕尔曼52”/54"，生产线亚联连续平压，mwd-w10-10kn测试仪，Morfi Compact纤维分析仪。

二、试验方法

1.设计正交试验。C纤维的形状，以关于筛分值、纤维平均长度和平均纤维宽度、分布e、f和g的一套数据为代表（见图1）。采用L9（34）正交试验研究了纤维的绝干量、入口温度和形态对物理力学性能的影响。L9（34）正交试验的因子水平见表2。

2.测试力学性能。依据GB/T 17657人造板和饰面性能试验方法，确定了各试验板的静弯曲力、弹性模量、内粘结力和24小时吸水厚度膨胀率。

三、结果与分析

1.力学性能测试结果。为了获得最佳的生产方法，表2根据系数级别组织了L9（34）正交试验，并确定了弯曲强度（MOR）、弹性模量（MOE）、内部耦合强度（IB）和吸水厚度膨胀率的静态值

2.分析物理力学特性。根据表3中的力学性能试验数据和24小时吸水厚度膨胀率，表4中给出了对试验结果的错误分析，Kiji因素j性能的平均值，R表示i因素j性能的最大和最小平均值之差干燥入口的温差最大，影响MOR最大，其次是纤维的绝干量和形状的极端差值。结果表明，最佳组合如下：25t/h纤维绝干量、114℃干燥入口温度、e形纤维。根据MOE分析极差的结果，纤维绝对干重与弹性模量影响最大的极差值，如下所示得到的最佳水平组合如下：25t/h纤维绝干量、114℃干燥入口温度、纤维形状f。从极差IB分析结果来看，极差值最大是纤维绝干量，对IB的影响最大，最小极差值纤维的形状。得到的最佳水平组合如下：30t/h纤维绝干量、110℃干燥入口温度、e纤维。对非常差TS的极差分析表明，极差值最大形态，对TS影响最大，其次是绝干量和干入口最低温度最佳水平组合如下：25t/h绝干量、114℃干燥入口温度、纤维e，结合生产需求和成本，得出25t/h绝干量、114℃干入口温度和纤维e形态均为良好的生产工艺条件。

3.物理力学性能差异分析。对不同条件下静强度结果的方差进行了分析，纤维f的绝干量和干入口温度分别为604、937和576、535，大大高于F0.01（2，2）。因此，纤维的绝对干密度和干入口温度对木材的静态曲率有重要影响。每天的烟雾驱散湿纤维，使其悬浮在热风中，使纤维的整个表面与热气流直接接触，闪击式将纤维的水分蒸发约6s，以获得所需的含水量。热风温度越高，湿纤维上的粘结剂越固化，干纤维的最终含水量越低，影响板的物理力学性能。另一方面，干热空气入口温度越低，预凝固湿纤维上的粘结剂越少，湿纤维的干燥能力越小，也会影响板材的物理力学性能。同样，纤维的绝对干量越大，湿纤维的干量越少，对板材物理力学性能的影响就越大。光纤的F形值在F0.05（2.2）和F0.01（2.2）之间为44.150，因此形状对静态曲率有很大影响。24小时吸水厚度膨胀率差异分析结果表明，形状对吸水厚度膨胀率有一定影响。这是因为纤维的具体表面因纤维的形状而异，影响到纤维的吸水性。纤维绝对干燥质量和干燥入口温度对24h板吸水厚度膨胀率影响不大。此外，从绝干量、干入口温度和形状来看，对内结合强度的影响并不明显。根据对绝干量、干燥入口温度和纤维形态对纤维板力学性能影响的综合分析，结果表明，纤维干燥工艺对纤维板力学性能、纤维绝对干燥和入口温度的影响较大。

4.验证测试。采用中密度纤维板制备正交试验确定了最佳工艺参数（25t/h绝干量、114℃干燥入口温度、e纤维）。与GB/T 117189中使用的普通平均纤维板相比，平均纤维板的破碎程度为46.5MPa，比GB/T 11718中的干状态高出26.0MPa，增长78.85%;弹性模量达到4300mpa，超出2600mpa标准，增加55.00%;IB、TS、MC均高于标准。

对于平均密度为4.5毫米和0.80g/cm3密度的纤维板，通过正交试验优化了干燥入口温度、绝干量和形状参数，最佳组合是25t/h绝干量;114℃干燥入口温度和纤形状e，方差分析表明，纤维干燥工艺对纤维板的力学性能、维绝干量对含量和干燥入口温度影响最大，对板的静强度和弹性模量影响最大;内结合强度和24小时吸水厚度的膨胀率对干入口温度、绝干量对粘度和形态没有多大影响。与最佳工艺参数相结合制备的中密度纤维板的相应物理力学性能超出了法规要求。最佳组合因素下的干燥技术是企业生产中高密度纤维板的指导。

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