刨花板热压过程中板坯芯层温度和气压变化规律的研究.pdf

摘 要 热压是人造板生产中的关键工序，不仅直接影响热固性树脂胶粘剂的固化速度和程 度，而且影响产品密度、胶合强度和物理力学性能，同时还决定着设备生产能力及生产 能耗。热压过程中影响板坯内部的主要环境因子包括温度、气压和含水率等。热压过程 中板坯内部温度直接影响到加压时间和生产率；板坯内部的气压大部分是水蒸汽压力， 直接影响卸压时是否会“分层”、“鼓泡”，还影响板材力学性能，并与热传递有交互作用； 板坯内部含水率影响热量的传递和气压的变化，进而影响人造板的性能。通过测量热压 过程中板坯内部温度、气压等的变化规律可以用于指导生产工艺。 论文中选用毛白杨 （Populus tomentosa ）、落叶松 （Larix olgensis ）和烟杆 （Nicotiana tabacum ）三种材料为研究对象，并重点研究了以下三个方面内容： （1）热压过程中，未施加胶粘剂板坯在不同密度和不同含水率情况下板坯芯层温度 与气压热压时间的变化规律。 （2 ）热压过程中，施加PF 的板坯在不同施胶量、板材厚度、板材密度、含水率、 热压温度、热压压力、胶种情况下，板坯芯层温度与气压随热压时间的变化规律。 （3 ）不同原材料(杨木、松木、烟杆) 、不同形态刨花(细刨花、普通刨花、大片刨花) 、 施加不同胶粘剂（PF 、UF ）的板坯热压时板坯芯层温度与气压随热压时间的变化规律。 同时测量部分板材的力学性能。 本文对刨花板热压过程中板坯芯层温度与气压变化规律进行研究，在总结了国内外 现有研究进展的基础上，重点研究了不同形态刨花、不同原材料、不同胶粘剂种类热压 板坯芯层温度与蒸汽压力变化规律与原因，同时对不同条件下板材力学性能与板坯芯层 温度与气压的关系进行了初步探索，主要结论如下： （1）从刨花板板坯放入压机后开始计时，板坯芯层温度曲线可以分为五个阶段：初 始恒温段、快速升温段、慢速升温段、温度平衡段和第二次慢速升温段。快速升温段(温 度从30℃到100℃)和温度平衡段(从100℃到气化温度)直接决定了热压时间的长短。 （2 ）在快速升温段，当热压压力越大、热压温度越高、含水率越高、密度越高、厚 度越小、刨花形态越粗时，板坯芯层升温速率越快；但当含水率和密度高达一定程度时， 升温速率反而减缓；施胶量对升温速率影响不明显；松木、杨木刨花板板坯芯层的升温 I 万方数据 速率高于烟杆；施加PF 的板坯比施加UF 的芯层升温速率稍快 （3 ）在温度平衡段，热压压力、热压温度、刨花形态对汽化温度的影响不明显；但 热压温度越高、刨花形态越细，汽化时间越短；板坯初含水率和施胶量越高、板材密度 越高、板材厚度越小，汽化时间越长；且汽化温度随板坯初含水率和板材厚度的增加而 降低，随着施胶量和板材密度的增加升高；此外，烟杆出现了明显的温度波动降低又回 升的现象，杨木的汽化温度略高于松木，汽化时间较长；施加PF 的板坯芯层的汽化时间 较短。 （4 ）板坯芯层气压曲线可分为三个阶段：初始恒压段、快速升压段和慢速降压段。 （5 ）当热压温度越高、板坯初含水率越高、板材密度越大、刨花形态越粗时，板坯 芯层的气压峰值越大；烟杆刨花板板坯芯层气压峰值高于杨木、松木；施加PF 的板坯气 压峰值低且出现的时间稍早 关键词：热压，温度，气压，板坯，芯层 II 万方数据 Abstract Hot-pressing is the key process of Wood-based Panel Production. It not only has direct effect on the curing speed and degree of thermosetting resin adhesive, density of the products,