塑复合刨花板性能的影响-DHG-9623A使用

我国竹类资源和竹林面积均居世界第一。竹子具有生长周期短、力学性能优良等特性，然而竹材在 加工过程中会产生竹粉、竹刨花、竹纤维等加工剩余 物。为此，许多研究者针对竹材剩余物的二次利用开 展研究，如将竹刨花与废旧塑料复合制备竹塑复合材料，相关结果表明：竹塑刨花板制造工艺可行，板材主要物理力学指标均达到家具及室内外装修用板要求， 耐水与稳定性等更优越。利用竹材边角料和塑料制 备新型复合材料，具有广阔的市场空间和应用前景。

1 材料与方法

1.1  材料

1.2 仪器设备

BY302×2/15 万能试验压机,苏州新协力机器制 造有限公司；DHG-9623A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；MJ104A手动进料木工圆锯 机，上海木工机械厂；BCMT6140 微机控制电子万能 力学试验机，深圳市新三思计量技术有限公司；KO3 - 15 型搅拌机，温州市华一机电有限公司；DENSE-LAB marks断面密度分析仪，德国EWS公司。

1.3  方法

1.3.1  制板工艺

按幅面尺寸为350 mm×350 mm×14 mm，目标密 度为（660±20）kg/m3 压制三层结构竹/塑复合刨花 板。分别称取定量的竹刨花、UF胶和PE粉末。首先， 将竹刨花按照1：8：1 的比例分成3 份，分别用于刨花板 的上中下三层；其中，PE粉末仅在芯层添加，在添加之 前，先将质量分数为0.3%的KH560 均匀喷洒在PE粉 末上面，然后将处理后的PE粉末加入芯层竹刨花中混 合均匀，再对上中下层的竹刨花分别均匀施胶；人工分层均匀铺装（见图1）；预压；在2.5 MPa的压力条件下 热压成型，并静养48 h；最后制备试样。

1.3.2  正交试验设计

在现有竹材刨花板的生产工艺基础上，采用L16（45 ） 正交试验设计考察PE添加量、UF胶用量、热压温度及 热压时间对竹/塑复合刨花板物理力学性能的影响。 L16（45 ）正交试验因素水平如表2 所示。

1.3.3  性能检测

根据标准 LY/T 1842—2009《竹材刨花板》中关 于竹材刨花板的静曲强度（MOR）、内结合强度（IB）、 2 h吸水厚度膨胀率（TS）及甲醛释放量测定要求制备 相应的试样，其中，静曲强度试件尺寸为330 mm×50 mm×14 mm，内结合强度和2 h吸水厚度膨胀率的试件 尺寸为50 mm×50 mm×14 mm，甲醛释放量试件尺寸 为20 mm×20 mm×14 mm。每一性能取6 次重复试验 的平均值，最后分析不同参数对竹/塑复合刨花板物理 力学性能的影响。

2 结果与分析

根据表2 因素水平安排正交试验L16（45 ），各试验 序号样品的静曲强度（MOR），内结合强度（IB），2 h 吸水厚度膨胀率（TS）及甲醛释放量参照LY/T 1842— 2009 进行测定。静曲强度的 极差R大小顺序为A > B > C > D，即静曲强度受PE添加 量的影响最大，其次为UF施胶量，热压温度，热压时间 影响相对较小；根据静曲强度的极差可知，不同因素水 平的最优水平为A1 、B1 、C1 、D3 。内结合强度受四要素 影响的大小顺序为A > C > B > D，PE对内结合强度的 影响最大，较优的因素水平为A4 、B4 、C2 、D3 。2 h吸水厚 度膨胀率受四因素影响的大小顺序为A > C > B = D， 较优的因素水平为A4 、B4 、C2 、D3 。甲醛释放量受四因 素影响的大小顺序为A > B > C > D，说明PE的添加量 与复合刨花板的甲醛释放量密切相关，较优的因素水 平为A1 、B2 、C3 、D3 。综合以上分析得出：PE添加量对复 合刨花板的物理力学性能影响最大，热压时间的作用 相对较小。A因素的F值为 120.489，远大于F0.01 (3,3)，所以PE用量对内结合强度 的影响极显著。在热压过程中，PE受热熔化，附着在 竹刨花表面，待温度逐渐冷却后，PE固化并在压力的 作用下将竹刨花紧密粘合在一起，从而对竹/塑复合刨 花板的静曲强度起到重要作用。B因素的F值为7.809， 位于F0.1 (3,3)和F0.05 (3,3)之间，表明UF胶黏剂用量对 内结合强度的影响较显著，而热压温度和热压时间对 内结合强度的影响均不显著。

3 结论

通过正交试验得出，制备三层结构竹/塑复合刨 花板的优化工艺组合为PE添加量6%、UF施胶量2%、 热压温度205℃、热压时间12 s/mm，三层结构竹/塑复 合刨花板产品主要性能达到LY/T 1842—2009 竹材刨 花板A类标准要求。验证试验表明，与普通竹材刨花 板的主要物理力学性能相比，竹/塑复合刨花板的 2 h 吸水厚度膨胀率和甲醛释放量分别降低了54.4%和 54.7%。此外，竹/塑复合刨花板的静曲强度比普通竹 材刨花板提高了14.0%；两者的剖面密度分布无明显 差异。PE粉末有助于提高复合刨花板的静曲强度，可 以作为黏合剂取代部分UF胶黏剂。