(精品)3纤维板生产.ppt

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1、第三部分第三部分 纤维板纤维板第一章 概 述第二章 原 料第三章 纤维分离第四章 浆料处理第五章 成型与热压第六章 干法与半干法生产工艺特点第一章第一章 概概 述述一、基本概念一、基本概念纤维板：是以植物纤维为原料，经过纤维分离、板坯铺装、热压成型或干燥等工序生产的板状材料。硬质板：密度d 0.8 g/cm3 软质板：密度d 纤维素 木素 相对湿度为95%时，它们的平衡含水率分别为：47-63%，24-30%，8-23%。三三.原料选择原料选择1.1.原料质量评定原料质量评定 原料质量评定包括：化学成分、纤维含量、纤维形态和加工性能等方面。化学成分：化学成分：纤维素含量愈高愈好。一般要求原料的

2、纤维素含量 达到30%以上，半纤维素和木素含量应尽量地低。纤维含量：纤维含量：纤维细胞含量是决定原料质量的最主要因素。非纤维细胞含量过高，不能生产出合格的产品，一般要求纤维含量达到50%以上。纤维形态：纤维形态：纤维长度大、长宽比大、胞壁较薄的纤维原料较好。加工性能：加工性能：主要是指削片和磨浆的难易程度。一般软材优于硬材，湿材优于干材。原料质量综合评定：木材木材 最好，其中针叶材优于阔叶材，树干材优于枝桠材，边材优于心材，早材优于晚材。蔗渣蔗渣 纤维形态好、有弹性，可生产出质量上乘的产品，但蔗渣含有大量髓细胞，应采用除髓措施对蔗渣原料 进行除髓处理。竹材竹材 虽然纤维含量高、形态好，可生产出

3、优质产品，但竹材密度大、材质硬，加工困难。2.2.原料选择的原则原料选择的原则纤维板生产的原料选用应从原料质量、来源和价格等方面进行综合考察。3.3.原料搭配原料搭配 适当地进行原料搭配，不但可以降低生产成本，还可以提高产品等级，原料搭配包括：木材原料中不同树种的搭配，木材原料与非木材原料的搭配。4.4.树皮的利用树皮的利用 少量树皮，可降低热磨时的动力消耗，有利于提高产品的耐水性。所以，在纤维板原料中允许带有树皮，但树皮含量应该控制在20%以下，否则会影响产品表面质量，降低产品强度。第四节第四节 原料准备原料准备一一.原料的贮存与运输原料的贮存与运输为为了了保保证证生生产产能能够够连连续续进

4、进行行，厂厂内内需需要要一一定定数数量量的的原原料料储储备备，至至少少要要有有一个月生产的贮存量。一个月生产的贮存量。原料贮存场地：应该干燥、平坦，应具有良好的通风、排水原料贮存场地：应该干燥、平坦，应具有良好的通风、排水和防火等条件。和防火等条件。草类原料堆垛：应注意保持原料干燥，一般含水率应小于草类原料堆垛：应注意保持原料干燥，一般含水率应小于12%，否则会发热升温而自燃。否则会发热升温而自燃。不同的原料要分开贮存。不同的原料要分开贮存。原料运输：通常采用皮带运输机从贮料场运送至削片机。原料运输：通常采用皮带运输机从贮料场运送至削片机。二二.备料工艺流程备料工艺流程备料是纤维板生产的第一道

5、工序，原料来源不同，备料的工艺流程也会有所不同。以下是用专用人工林为原料的典型的备料工艺流程。三三.削片削片为把木材原料切削成一定尺寸规格的木片的生产过程。1.1.木片规格要求木片规格要求木片尺寸均匀，切口平滑，尺寸规格为16-30*15-25*3-5mm，原料的含水率35-40%，这时切削的木片质量最好，而且切削阻力小，电能消耗少。2.2.削片设备削片设备纤维板的削片设备有盘式削片机和鼓式削片机两种。大厂：多采用盘式削片机，多刀盘式削片机最好，它加工的木片 合格率可达到95%以上。小厂：一般采用鼓式削片机。林区：用枝桠材削片时，可采用移动式盘式削片机。3.3.影响木片质量的因素影响木片质量的

6、因素 1 1）原料本身方面：2 2）削片机类型：3 3）刀片的锋利程度：4 4）刀片安装位置：四四.木片筛选与再碎木片筛选与再碎不合格的木片不能进入木片蒸煮工序，木片切削后需要对木片进行筛选。碎屑：应该作为废料除去，粗大木片：需要再碎，通常用锤式再碎机再碎，使其成为 合格的木片。筛选设备：生产中常用的木片筛选机械有平面筛和圆筒筛两种。五五.木片磁选木片磁选木片磁选过程是让木片经过电磁吸铁装置，清除木片中夹带的金属物，以保证后续纤维分离设备的正常运行。工厂常用的有辊式磁选器和轮式磁选器两种：六木片水洗六木片水洗木片水洗的作用木片水洗装置：七七.木片运输与贮存木片运输与贮存木片的运输设备：为了保证

7、连续生产，工厂应该保持有1-2天的木片贮存量。贮存木片的料仓：按材料分有按形状分有常见的为立式结构料仓，有如下4中形式，其中（1）、（3）两种形式应用最多。第三章第三章 纤维分离纤维分离第一节 纤维分离的目的与要求第二节 原料的软化处理第三节 纤维分离第四节 浆料贮存、浓度调节和检验第三章第三章 纤维分离纤维分离纤维板生产：先纤维分离，再重新组合。纤维分离，又称为制浆。第一节第一节 纤维分离的目的与要求纤维分离的目的与要求 一一纤维分离的目的和要求纤维分离的目的和要求纤维板产品的强度：取决于单根纤维本身强度，以及纤维之间的 结合强度，而且后者更为重要。纤维之间的结合强度：湿法工艺，主要是通过氢

8、键结合；干法工艺，既有氢键结合，又有胶粘剂的胶结作用。无论是氢键，还是胶结，都需要纤维原料具有较大的比表面积。比表面积愈大：纤维表面游离羟基愈多，氢键形成机会也就愈多；纤维之间的交织点增多，胶合的强度也愈大。目目的的：将原料分离成细小纤维，增大纤维比表面积，提高纤维之间的结合强度。要求：要求：二二.维分离方法维分离方法 化学机械法：机械法机械法 加热机械法：纯机械法：爆破法：爆破法：先将木片置于高压密闭的容器中，并用高温高压蒸汽对 木片进行短时间预处理，使胞间层中木素软化，同时提 高木片内部水蒸气压力。然后突然打开高压密闭容器，这时木材在巨大的内外瞬间压力差的作用下迅速膨胀 而爆破，从而使得纤

9、维分离。三三.浆料的质量评定浆料的质量评定1.1.纤维分离度（纤维分离度（DSDS）纤维分离度是描述纤维被分离的细度的一个质量指标。它是通过测定纤维 浆 料 的 滤 水 性 能 而 间 接 确 定 纤 维 被 分 离 的 细 度 的。各种纤维板产品对纤维分离度有不同的要求，2.2.纤维筛分值纤维筛分值 纤维筛分值描述了浆料中纤维长度的分布情况，是衡量纤维浆料质量的一个很重要的指标。第二节第二节 原料的软化处理原料的软化处理软化处理目的：软化处理方法：一一.加压蒸煮法加压蒸煮法1.加压蒸煮阶段纤维原料发生的主要变化加压蒸煮阶段纤维原料发生的主要变化1）热水抽提物溶解，主要是单糖、淀粉、单宁和果胶

10、的溶解。2）半纤维素部分水解，其中木聚糖水解最快。3）纤维素微纤丝无定形区中的纤维素发生部分水解，结晶区不会受到破坏。4）木素受热而软化。2.加压蒸煮工艺加压蒸煮工艺木片蒸煮工艺：木片蒸煮温度（140-170oC）和时间（30-120min）是蒸煮工艺的两个重要工艺参数，对浆料质量、纤维得率、能源消耗和生产效率有直接影响。1）蒸煮温度对木片塑化、产品强度的影响：蒸煮温度对木片塑化、产品强度的影响：分别见教材p41表2-8和表2-9。2).蒸煮时间对产品强度的影响：蒸煮时间对产品强度的影响：见教材p42表2-10。3 3）蒸煮温度对动力消耗的影响：）蒸煮温度对动力消耗的影响：二二.热水浸泡：略热

11、水浸泡：略三三.冷碱法：略冷碱法：略第三节第三节 纤维分离纤维分离纤维分离：目前多采用机械研磨法，即在机械磨盘的摩擦、挤压、搓揉等作用下，将原料（木片）分离成细小纤维。所以这种方法又称为磨浆。一一.磨浆理论磨浆理论松弛理论：纯弹性变形 高弹性变形 塑性变形磨浆松弛理论认为：磨浆过程中，位于磨盘之间的纤维原料所受 的力，应使大部分原料处于高弹性状态。作用力太小，纤维不能被分离；作用力太大，纤维损伤严重。纤维分离的速度取决于两个因素：一是变形后纤维原料弹性变形的恢复速度，这与原料本身的性能有关。原料的塑性愈大，其弹性回复越慢，纤维分离速度会越快。二是磨盘对原料的交替作用力，相邻两次受力的时间间隔，

12、这与磨盘的运转速度有关。磨盘的运转速度越快，相邻两次交替作用力的时间间隔愈小，纤维分离的速度也会愈快。二二.影响磨浆工序的主要因素影响磨浆工序的主要因素1.1.原料的弹塑性原料的弹塑性原料的弹塑性越高，磨浆动力消耗越大，纤维损伤越大；原料的弹塑性越低，磨浆动力消耗越小，纤维损伤越少。2.2.外力作用频率外力作用频率 外力作用频率对磨浆的影响见教材3.3.单位压力单位压力磨浆单位压力：单位磨浆面积上所承受的压力。此压力应使大部分原料处于高弹性变形状态。提高单位压力，可显著提高磨浆效率，见上表。但过大地提高压力会增大原料内应力、加剧纤维损伤、降低产品强度。4.4.将料浓度将料浓度磨浆时必须在原料中

13、加入一定的水，其作用有三 浆料浓度对产品强度和动力消耗都有明显影响，三三.制浆工艺与设备制浆工艺与设备1.国产普通热磨机（国产普通热磨机（QM9-B）制浆工艺制浆工艺技术特点如下：1）动力消耗小；2）得浆率高，可达到94-96%；3）纤维损伤小，浆料滤水性好；4）纤维浆料颜色较深；5）含有粗大纤维束，需要再行精磨。2.2.进口高速磨浆机制浆工艺进口高速磨浆机制浆工艺进口生产线多采用高速磨浆机在常压下进行制浆，其工艺流程如图所示：高速磨浆机与普通热磨机的主要区别：两个磨盘反向运转，因而磨盘相对速度大，大大提高了磨齿对纤维的作用频率，从而提高了磨浆效率。高速磨浆机特点：1）对原料适应性好，无论针叶

14、材、阔叶材、加工废料、锯屑和刨 花都能适应；2）生产的浆料颜色浅而均匀；3）纤维分离度高，纤维损伤小；4）得浆率高；5）纤维浆料均匀性好，无需再行精磨，使得生产工艺简单，设备 结构紧凑；6）在常压下磨浆，设备简单，维护方便；7）设备能耗较大（但考虑到不要精磨，总的能耗并不高）。第四节第四节 浆料贮存、浓度调节和检验浆料贮存、浓度调节和检验一一.浆料贮存浆料贮存湿法生产：用贮浆池来贮存分离好的纤维物料，以保证连续生产。贮浆池除了起贮存作用外，还可以兼作调浆处理的装置。干法生产：分离好的纤维直接送至纤维干燥机进行干燥。二二.浆料浓度调节浆料浓度调节浆料浓度：浆料中绝干纤维的百分含量，它是湿法生产工

15、艺的一个重要参数。测定方法：烘干法（105oC）。浮子式浓度调节器调节方法：转子式浓度调节器，调节范围：1-3%三三.浆料检验浆料检验有三个方面的质量指标：纤维分离度纤维长度纤维筛分值1.纤维分离度纤维分离度有三种表示方法：扣解度滤水度游离度1）扣解度）扣解度测定步骤如下：a.将锥形盖盖住铜网；b.取含有2g绝干纤维的浆料用水（20oC），稀释到1000ml，搅拌均匀，倒入圆筒；c.用手轮提起锥形盖（纤维向铜网沉积，水进入分离室）；d.读取量筒中的水量（N）。e.计算扣解度：M=(oSR)。N为流入量筒的水量M越大，纤维分离度越大。2）滤水度）滤水度测定步骤如下：a.将上圆筒置于网框上夹紧；b

16、.按下手柄使销钩挂在钩环上，并关闭泄水阀；c.打开进水阀供水至水位高出网框5mm;d.将含有128g绝干纤维的10000ml浆料搅拌均匀后倒入上圆筒；e.打开泄水阀，同时用秒表记下从开始到水位到达水位指示线所花的时间。此即测定得到的滤水度（DS）。DS数值越大，纤维分离度越大。当测定的浆料的绝干纤维不是128g时，可用教材p69图2-39进行校正。3）游离度）游离度测定步骤：a.取含有3g绝干纤维的浆料用水稀释至1000ml，搅拌均匀后倒入圆筒；b.读取量筒中的水量，即为测得的游离度。2.纤维长度纤维长度纤维长度的测定有显微镜法和指数法。1）显微镜法）显微镜法2）指数法）指数法将如图所示的特制

17、框架放在肖伯式扣解度测定仪的锥形盖上，按照扣解度的测定方法进行操作，然后称量挂在框架上的湿纤维的重量(W)。该重量就是湿重指数法表示的平均纤维长度。3.纤维筛分值纤维筛分值纤维筛分值是用纤维筛分仪进行测定的，它测定的是截留在各种规格筛网上的纤维质量占被测定纤维总质量的百分比。纤维筛分值描述了浆料中纤维长度的分布情况，是衡量纤维浆料质量的一个很重要的指标。测定步骤如下：1）开动电机，打开进水阀，使水压准确控制在100Kpa；2）水满后，将含有5g干纤维的稀释浆料倒入筛分圆筒；3）搅拌10分钟后，关闭进水阀和电机；4）冲洗筛分圆筒和搅拌器，使纤维落在铜网上；5）收集铜网上的纤维，在1005oC下烘

18、干，称重得w1；6）更换其它筛网孔径的铜网，重复上述步骤，得w2,w37）计算筛分值：，第四章第四章 浆料处理浆料处理第一节 防水处理第二节增强、耐火和防腐处理第四章第四章 浆料处理浆料处理浆料处理的目的：使纤维板具有一定的防火、防水和防腐性能第一节第一节 防水处理防水处理一.防水处理的原理水处理的原理纤维吸潮吸水机理：纤维表面存在许多游离羟基和负电荷，极性很强的水分子可被纤维表面的负电荷所吸引，而后与游离羟基以氢键形式发生缔合。防水处理的原理：设法减少纤维表面的游离羟基和负电荷，或者封闭纤维表面、减弱游离羟基和负电荷的作用。前者为永久性防水措施；后者为暂时性防水措施.。二二.防水处理措施防水

19、处理措施1）添加防水剂添加防水剂：如石蜡、松香等2）添加合成树脂：添加合成树脂：如酚醛树脂、脲醛树脂3）添加硫酸铝添加硫酸铝：硫酸铝沉淀于纤维表面，可降低纤维表面的负电性4）浸油处理浸油处理：油脂在纤维表面形成一层油膜，阻隔水分子的侵入通道5）高温热处理高温热处理：高温（160-180oC）处理纤维板6）油漆和贴面：油漆和贴面：阻隔水分进入纤维板内部三三.石蜡乳液防水剂的主要原料石蜡乳液防水剂的主要原料 石蜡乳液防水剂的主要原料:包括石蜡和乳化剂。1.1.石蜡石蜡主要成分：是C原子数为19-35的直链或支链型烷烃化合物。化学通式：CnH2n+2。特性：憎水性强；颜色白或黄；柔软、熔点为42-7

20、5oC；化学稳 定性好；不溶于水、可溶于汽油、苯和三氯甲烷；可被乳 化剂乳化成乳液。质量要求：熔点大于50-52 oC，含油量低于1.3%。2.2.石蜡乳化剂石蜡乳化剂 特性：为表面活性物质，由亲油基和亲水基两部分组成。所以它 能够被吸附在油、水相互排斥的界面上，降低界面张力，从而形成乳液。种类：油酸铵、合成脂肪酸铵、烷基磺酸钠、茶皂素、塔尔油和 油酸钠等四四.石蜡乳化原理石蜡乳化原理 所谓乳液：就是一种液体以细滴状分散在另一种液体中的物系。一切与水不相溶的液体叫做油性液体，水与油性液体制成的乳液分为两种类型，石蜡乳液防水剂中包括有三个组分：石蜡、水和乳化剂。乳化剂可分为正离子型、负离子型和非

21、离子型乳化剂，纤维板生产应用最多的为负离子型乳化剂。1.1.乳化原理乳化原理在化学结构上，负离子型乳化剂（如烷基磺酸钠、合成脂肪酸铵等）由极性亲水基团（SO3Na,COONH4）和非极性的憎水亲油基团（碳氢链）组成。当把水加入到融化石蜡和乳化剂的液体中，在机械搅拌作用下，石蜡被分割成1-4um的细小颗粒。这时乳化剂分子的极性基团被水吸附，憎水基团被水排斥，这样乳化剂分子就会围绕石蜡颗粒取向排列，结果在石蜡颗粒表面形成一层乳化剂的单分子膜。而且，负离子型乳化剂是水溶性的，极性基团拉入水中后，能够降低水的表面张力，使石蜡的表面张力大于水的表面张力，这样水分子被石蜡颗粒拉过去，从而形成水包油型乳液，

22、如图所示：2.2.乳化稳定理论乳化稳定理论双电层理论双电层理论胶体化学认为：如图所示，乳液中的胶核（石蜡微粒）能选择性地吸附乳液中某种离子，使其表面带有一个电荷层。此电荷层对乳液中过剩的反离子又会有吸附作用，越靠近胶核吸附作用越强，吸附的反离子越多；越远离胶核，吸附作用越弱，吸附的反离子越少。这样在胶核周围形成一个反离子浓度由高到低的漫散层，直至距离胶核为d处，反离子浓度为零。紧靠胶核的一层反离子被胶核表面的电荷层牢牢吸附，当胶核与液体作相对移动时，滑动面不是胶核表面，而是在距离胶核表面为的AB面上。胶体化学中把胶核及其周围的双电层一起称为胶团，而把胶核及随它一起移动的一层离子称为胶粒。由图中

23、可知，胶团是电中性的，但胶粒是带有电的。这种带电的胶粒可看作为一种胶体离子。在石蜡乳液中，由于乳化剂的作用，石蜡微粒实际上是以胶体离子的形式存在的。正是由于这种带有相同电荷的胶体离子的相互排斥作用，阻止了石蜡微粒的凝聚，保证了乳液的稳定性。下图为以油酸铵作乳化剂时形成的双电层及胶体离子的情形。五五.石蜡乳液的调制石蜡乳液的调制 1.1.设备：设备：石蜡乳化锅、融化罐、热水罐、循环泵、计量罐和贮液槽。2.2.配方及调制工艺：配方及调制工艺：见教材p80-84。3.3.影响石蜡乳液质量的因素影响石蜡乳液质量的因素 衡量石蜡乳液质量的主要指标：影响因素：搅拌速度、温度、乳化时间、乳化水用量、加蜡速度

24、、乳液pH值和乳液浓度。1）搅拌速度：要求达到1000r/min（叶片线速度达600m/min）。2）温度：3）乳化时间：一般需要20-30min。4）乳化用水量：一般乳化用水量为乳化剂用量的1-2倍。5）加蜡速度：一般以5kg/min为宜。6）乳液pH值：一般保持在pH=8-9为宜。7）乳液浓度：合适的浓度为5-10%。六六.石蜡乳液的施加方法石蜡乳液的施加方法 1.1.浆内低浓破乳工艺方法浆内低浓破乳工艺方法 纤维板生产中通常把施加胶粘剂、石蜡乳液、防腐剂等统称为“施胶”。施胶通常是在连续施胶箱中进行，石蜡乳液的连续施加的工艺过程如下图所示：1 1）石蜡乳液的沉淀原理石蜡乳液的沉淀原理 石

25、蜡乳液中的石蜡胶体离子带有负电性，纤维表面也带有负电性，必须施加一种沉淀剂。生产中常用的沉淀剂有硫酸铝（明矾）、硫酸、盐酸和硫酸铁。此为可逆反应，溶液酸性增强，反应向左移动；溶液碱性增强，反应向右移动。pH=4-5，溶液中同时存在Al+和Al(OH)3，而且这种未溶解的Al(OH)3可以吸附Al+离子，形成一种胶体离子。这种胶体离子带有很强的正电性，通过静电引力，可以把负电性较弱的石蜡胶体离子吸附过来，形成一种新的带有弱正电性的胶体离子。这种弱正电性的胶体离子就可以比较牢固地沉淀吸附在具有负电性的纤维表面。这就是石蜡乳液破乳沉淀的主要机理所在。2 2）影响石蜡乳液施加效果的因素影响石蜡乳液施加

26、效果的因素 a.乳液质量：分散度高、稳定性好的高质量乳液是获得好的施加效果的前提。b.石蜡施加量：施加量越大，耐水性越好。施加量太大，会影响纤维之间的结合强度，同时，提高生产成本。石蜡施加量通常为：c.浆料温度：一般应控制在40oC以下。d.浆料pH值：在施加石蜡乳液前，应保持浆料pH=6-8；施加石蜡和沉淀剂（硫酸铝）以后，应保持pH=4.5-5.0。沉淀剂的施加量就是以控制浆料pH=4.5-5.0为准，一般约为干浆料的4-7%。e.浆料浓度：通常要求浆料浓度为1.2-2.0%。2.2.浆外高浓破乳工艺浆外高浓破乳工艺 浆外高浓破乳工艺是一种石蜡施加的新技术，具体操作方法如下：1）石蜡乳液先

27、在破乳器中与部分硫酸铝溶液（乳液量的10%）混合、破乳、形成絮状石蜡颗粒；2）将破乳后的石蜡引入浆料中，沉落在纤维表面；3）再将剩余的硫酸铝溶液加入，使浆料pH=5.0-5.5。3.直接施加工艺直接施加工艺1)将固体石蜡加入削片机，与木料一起被切细分散。2)将固体石蜡加入木片料仓，石蜡与木片一起进行蒸煮、热磨。3)固体石蜡在热磨前加入蒸煮好的木片中，与木片一起进行热磨（高峰厂，可润滑磨盘）。4)熔化石蜡喷洒在纤维板坯两表面，在高温热压过程中进一步熔化、流展、分散。第二节 增强、耐火和防腐处理增强、耐火和防腐处理一增强处理一增强处理 目的：提高产品的强度和使用性能。方法：在成型前施加各种增强剂。

28、1.1.增强剂增强剂 湿法生产：多采用水溶性酚醛树脂。干法生产：多采用脲醛树脂。2.2.合成树脂与纤维的结合机理合成树脂与纤维的结合机理 合成树脂与纤维的结合主要有三个方面：1)合成树脂分子中的游离羟甲基（CH3OH）与纤维表面的游2)离羟基形成醚键醚键结合；2)合成树脂分子中的游离羟甲基（CH3OH）与纤维表面的游离羟基形成氢键氢键结合；3)范德华力的作用。3.合成树脂的施加工艺合成树脂的施加工艺施加工艺：胶粘剂的施加工艺与防水剂基本相同，都是在连续施胶箱中进行施加。施加过程：先加防水剂，再加胶粘剂搅拌均匀后再加沉淀剂（硫酸铝和硫酸）。胶粘剂先要用水进行稀释，使浓度为5-10%。硫酸是酚醛树

29、脂的主要沉淀剂，用来中和树脂中的碱，使树脂凝聚成不溶于水的胶粒，这样才能被纤维所吸附。树脂在纤维表面留着率的主要影响因素如下：1)树脂分子量：分子量越大，留着率越高；2)浆料温度：温度低，树脂溶解度低，有利于提高留着率；3)浆料pH值：施胶前应保持浆料pH7；加入沉淀剂后pH=4.5-5.0，以利于胶粒迅速凝结沉淀；4)树脂种类：三聚氢胺树脂胶粒带有正电性，可直接被纤维表面吸附，留着性好；酚醛树脂和脲醛树脂胶粒都带有负电性，须加沉淀剂，留着性较差。5)树脂施加量：胶合理论认为，较层越薄，结合强度越高，过分加大施胶量是没有意义的。现在生产中的施胶量4.4.树脂和石蜡对纤维板产品性能的联合影响树脂

30、和石蜡对纤维板产品性能的联合影响二.耐火处理耐火处理 纤维板用作建筑材料时，阻燃性是一个很重要的指标。按照材料的耐火程度，可将材料分为：未经处理的纤维板属于易燃级材料。1.1.耐火处理的方法耐火处理的方法1)纤维板浸渍处理：将纤维板产品在耐火剂溶液中浸泡，然后在110oC下烘干。2)纤维板表面涂刷：将耐火性涂料直接涂刷在纤维板表面。3)浆料耐火处理：4)湿板坯表面喷洒：耐火剂喷洒在板坯两表面，然后进行低温热压。2.耐火剂耐火剂要求：种类：3.3.耐火剂的滞火机理耐火剂的滞火机理 Browne（布朗）曾对木质材料滞火理论进行了系统总结，认为有如下几点。1 1）.障障碍碍理理论论：滞火剂本身由于涂

31、刷或受热熔化的作用，在木材表面形成一层液体涂层或玻璃状层，这样阻隔了热解时可燃性气体的散发、燃烧所需空气的供给和热量的向外传递，从而有效地减缓木材燃烧。2 2）.散散热热降降温温理理论论：滞火剂的引进，增加了木材的导热性，使木材表面的散热迅速。散热快于供热，这样使木材温度下降而减缓燃烧速度。3 3）.吸吸热热降降温温理理论论：滞火剂遇热会分解和熔融，而这种分解和熔融多为吸热反应。所以当木材遇火燃烧时，其中的滞火剂受热分解和熔化而吸收大量热量，从而降低木材温度而阻止继续燃烧。4）.不不燃燃气气体体稀稀释释理理论论：滞火剂遇热放出大量不可燃烧气体（氨气、二氧化碳、卤化氢等），冲淡木材热分解时放出的

32、可燃性气体，形成不可燃烧的混合气体。从而阻滞燃烧。5）.学学阻阻燃燃理理论论(产产碳碳量量增增加加理理论论)：滞火剂的加入降低了木材热解的初使温度，使木材在低温下发生热解，产生较多的不可燃产物（水分、木炭），较少的可燃性挥发物（CO气体、焦油）。6）.自由基捕捉理论自由基捕捉理论：滞火剂在木材热解时放出某些活性很高的离子基，这些离子基能捕捉木材燃烧放出的自由基，并与之作用生成不燃烧产物（如卤化氢），从而中止木材火焰中的连锁反应，抑制住燃烧。4.耐火性实验介绍耐火性实验介绍1）火管法继续燃烧时间：用秒表记录燃烧重量损失：2)氧指数法这种方法测定的是：保持试件燃烧3min或燃烧长度达50mm所需要

33、的氧气在氧氮混合气体中的最低体积百分比浓度。氧指数（OI）=OI值越大，材料的耐火性越好。三三.防腐处理防腐处理纤维板与天然木材相比，更容易受到虫菌的侵蚀而腐坏，需要进行防腐处理。1.方法：方法：除采用的药剂不同外，其余与施加耐火剂的方法相同。2.防腐剂防腐剂要求：种类：常用者为五氯酚及其纳盐和铜盐。五氯酚：是常用的木材防腐剂，在市场可以购买到。五氯酚钠盐：固体五氯酚（微溶于水）可溶解NaOH水溶液中，变成为五氯酚钠盐。五氯酚铜盐，在五氯酚钠盐的水溶液中再加入适量硫酸铜即成为五氯酚铜盐（沉淀）。其中，五氯酚铜盐的防腐处理效果最好，如图所示：3.五氯酚铜盐的施加工艺五氯酚铜盐的施加工艺1）将固体

34、五氯酚溶解于NaOH水溶液中，生成五氯酚钠盐溶液；2）把浆料调节到pH=8.5以上，在加入防水剂之前加入五氯酚钠溶液；3）加入适量硫酸铜；4）再加入防水剂、耐火剂及其沉淀剂。四四.聚电解质应用简介聚电解质应用简介聚电解质的作用：代替常规沉淀剂，克服常规沉淀剂的缺陷。聚电解质种类：为含有能够被电离的离子基团的聚合物，有阳离子、阴离子和聚两性电解质。作用机理：纤维板生产中采用的为阳离子聚电解质或聚两性电解质。这些聚电解质对纤维具有很强的吸附力，可以降低纤维表面的负电性，甚至使带有正电性。这样就大大增加了纤维表面对防水剂和胶粘剂的吸附性，从而提高产品的性能指标。图示为用聚乙烯亚胺阳离子聚电解质作为沉

35、淀剂对产品性能的效果：第五章第五章 成型与热压（湿法）成型与热压（湿法）第一节 成型第二节 热压第三节 软质纤维板工艺特点第四节 纤维板后期处理第五章第五章 成型与热压（湿法）成型与热压（湿法）第一节第一节 成型成型成型工序：纤维浆料通过成型机，抄制成一定规格并具有初步 密实度的板坯的过程。湿法纤维板成型：采用圆网成型机或长网成型机。长网成型机工作原理：一一.浆料的流动浆料的流动浆流的产生：通过高位槽的作用来实现的。浆流的稳定：高位槽中的浆料保持常满状态，同时浆料浓度保持不变。二二.浆料絮聚的防止浆料絮聚的防止设置网前箱，如图所示：三三.浆速、网速与浓度的关系浆速、网速与浓度的关系成型板坯的厚

36、度和密度取决于浆速、网速和浓度。1.1.浓度浓度2.湿法成型：浆料的浓度为1.2-2.0%。滤水度大（细浆）：浆料脱水困难，应采用较低的浓度，以提高 浆料的流动性，避免絮聚成团；滤水度小（粗浆）：脱水容易，宜采用较高浓度，以减少细小 纤维和添加剂的流失。2.2.网速与流速的协调网速与流速的协调 浆料从网前箱流出产生一个上网速度，成型机的长网由电机驱动产生一个同方向的前进速度，板坯成型时协调好这两个速度，以获得厚度、密度均匀的板坯。通常浆速稍大于网速，浆料上网后产生挤压作用，这对板坯结构和脱水都是有利的。网速与浆速的协调：通过长网驱动电机的无级调速来实现。四四.板坯脱水和预压板坯脱水和预压 板坯

37、的脱水和预压在长网成型机上连续完成，包括自重脱水、真空脱水和机械预压脱水三个步骤。1.1.自重脱水自重脱水 自重脱水：由长网成型机的网案部分完成，主要是通过案辊的作用，其作用原理如图：提高自重脱水效果的措施：通过自重脱水区，浆料浓度由1.2-2.0%提高到14-15%。2.真空脱水真空脱水长网成型机上有一个真空脱水区，在这里，网带下面有几个真空箱。真空箱的作用：经过真空脱水区，浆料浓度可提高到16-18%。3.机械预压脱水机械预压脱水在长网的末端有一个机械预压脱水区，在机械压力的作用下，使板坯进一步脱水。机械预压脱水方式：五板坯切割五板坯切割周期式热压工艺需要将板坯带切割成一定幅面规格，这包括

38、纵切和横切。切割工具：无齿圆锯片和高压水流两种。纵切：将成型板坯两边多余的、不整齐的部分切去，送到回浆重新利用。横切：在运动状态下将板坯横切成直角，这时切割方向与切割速度必须严密配合。如图,当切割方向角一定，切割速度必须符合下式关系：其中，vo：切割速度；v：网速；：切割方向与板坯横边的夹角。Vo的调整：通过锯机驱动电机的无级调速来实现。第二节第二节 热热 压压热压工序：在热量和压力的联合作用下，压实板坯、蒸发水分、使防水剂均匀分布、各种木材组分及胶粘剂发生一系列物理化学变化，从而获得具有一定强度、厚度和密度的板坯的过程。一纤维板的结合机理一纤维板的结合机理1.1.纤维之间的机械结合纤维之间的

39、机械结合板坯中的纤维相互交织，经热压定型使得这种交织密实化，形成较大的抵抗相互滑动的摩擦阻力，这是构成纤维板结合力的因素之一。2.2.木素的热熔固化作用木素的热熔固化作用木素是一种热熔冷固性物质。在纤维板的热压条件下，热压温度高达200oC，足以使木素熔融成液态，在高温下流展扩散，冷却后就将纤维固结在一起。这被认为是湿法纤维板结合力的主要因素。3.3.半纤维素转化为糠醛树脂的胶固作用半纤维素转化为糠醛树脂的胶固作用热压时板坯处于酸性，在高温酸性条件下，半纤维素会水解成糠醛，与木素进一步反应会生成类似酚醛树脂的缩合物，产生类似酚醛树脂的胶合作用。4.4.氢键结合氢键结合 在制浆过程中，由于机械帚

40、化作用，使纤维表面破坏，暴露出细胞次生壁，形成一定的游离羟基。如图，湿板坯中的水分在游离羟基之间形成“氧桥”。在热压过程中随着水分的蒸发，在水的表面张力和机械压力的共同作用下，使羟基之间的距离拉近，当距离拉近到0.627-0.275nm就会形成氢键结合。这是湿法无胶纤维板生产的重要理论依据。二热压曲线分析二热压曲线分析湿法硬质纤维板生产通常采用恒温（200oC）三段式加压方式，其热压工艺曲线如下图所示：1.挤挤水水段段：为曲线上OAB段，OA闭合并升压至5-7MPa，应快速（以不冲破板坯为限），AB为保压60-90S。作用：2.干干燥燥段段：为曲线上BCD段，BC卸压至0.5-1.0MPa，C

41、D保持在低压下加热干燥板坯至含水率14%左右。作用：使细胞表面及细胞壁中的吸附水蒸发排除。3.塑塑化化段段：为曲线DEFG段，DE快速升压至5-7MPa，EF自动保压直至热压结束,FG卸压。作用：三三.热压过程中水分及温度的变化热压过程中水分及温度的变化在整个热压过程中，板坯温度、含水率、热压板温度及热量消耗情况大致如下图所示。四四.压机热源的选择压机热源的选择1.水系热源水系热源2.有机载热体有机载热体1）二苯混合物二苯混合物组成特点2）热油：）热油：沸点可达300oC以上，无压液体加热，且无毒性。3.高频介质加热高频介质加热原理：特点：第三节第三节 软质纤维板工艺特点软质纤维板工艺特点所谓

42、软质板：所谓软质板：d0.5g/cm3，主要用作绝缘材料、隔音材料和隔热材料。主要工艺特点主要工艺特点：无压下干燥成板。其它特点：其它特点：1）由于无压成板，纤维间结合力主要靠氢键，所以要求纤维分离度较高，一般要达到60-100s，故需要多次精磨。2）由于纤维分离度高，浆料脱水困难，需要采用真空伏辊脱水或单层压机脱水。3）采用分段干燥程序：加热升温高温等速干燥（160170oC，排除自由水）降温减速干燥（145150oC，排除吸附水）冷却降温。第四节第四节 纤维板后期处理纤维板后期处理纤维板后期处理出要包括：裁边、热处理和等湿处理。一一.纤维板的裁边：纤维板的裁边：二二.纤维板的热处理：纤维板

43、的热处理：1.1.热处理的作用：热处理的作用：继续完成热压过程中尚未完成的某些物理化学 反应，以提高产品强度和耐水性能。采用工艺废水循环系统生产的产品，后期热处理尤为重要。2.热处理工艺：热处理工艺：1）温度和时间对产品强度的影响：2）温度和时间对产品吸水性的影响：综合考虑到强度和吸水性两个方面，合适的热处理工艺：将热压机出来的板坯，在160180 oC下，放置1.52小时。三三.等湿处理等湿处理作用：方法：采用专用的加湿机，在压力下对热处理后的板坯表面加湿降温，然后堆垛，放置一昼夜，让水分在板坯内均匀分布。第六章第六章 干法与半干法生产工艺特点干法与半干法生产工艺特点第一节 生产过程及其特点

44、第二节 施胶与防水处理第三节 纤维干燥第四节 铺装第六章第六章 干法与半干法生产工艺特点干法与半干法生产工艺特点第一节第一节 生产过程及其特点生产过程及其特点一一.干法生产过程及特点干法生产过程及特点1.生产过程：生产过程：2.基本特点基本特点：二二.半干法生产过程及特点半干法生产过程及特点 1 1）生产过程：）生产过程：2 2）基本特点）基本特点：三三.干法与湿法工艺比较干法与湿法工艺比较第二节第二节 施胶与防水处理施胶与防水处理1.1.防水剂防水剂干法和半干法生产中，石蜡是直接施加到纤维表面的，故不需要使用沉降剂。施加方法：二二.施胶施胶常用胶粘剂三三.防水剂和胶粘剂的用量防水剂和胶粘剂的

45、用量 防水剂用量对产品性能的影响：胶粘剂用量对产品性能的影响：石蜡、胶料用量与生产成本的关系：综合考虑它们的作用效果及成本因素，一般取：石蜡用量：13%，胶粘剂用量：第三节第三节 纤维干燥纤维干燥施胶后纤维原料的含水率通常在40-60%，干法生产要求板坯的含水率为6-8%，生产中要对施胶后的纤维原料进行干燥。一一.干燥原理干燥原理将湿的纤维引入充满常压高温气流的管道中，并让它悬浮在气流中，随气流在管道中流动。在此过程中，纤维中的水分吸热、汽化而被空气带走。二二.干燥方法干燥方法 纤维干燥通常采用气流管道干燥，可分为一级气流干燥法和二级气流干燥法。1.一级气流干燥法一级气流干燥法干燥过程：技术参

46、数：技术特点：2.二级气流干燥法二级气流干燥法干燥过程：技术参数：第一级干燥第二级干燥纤维通过二级干燥系统的总时间（包括旋风分离等）约12秒钟。技术特点：三三.干燥管道与风压方式干燥管道与风压方式1.干燥管道干燥管道气流干燥机的干燥管道可有三种：1 1）直管型：）直管型：结构简单，但所需管路长，效率低 2 2）脉脉冲冲型型：随着管道直径的变化，纤维在管道中的流速交替变化，这有利于干燥。有一种改进型的脉冲式管道，如图，二次热气流在扩大区以切向射入，可使纤维产生旋转，大大提高干燥效率，同时冲走挂留在管壁上的纤维，消除火灾隐患。3 3）套套管管型型：有立式套管和卧式套管两种。立式套管，通常为双套；卧

47、式套管，通常做成三套。2.风压方式风压方式干燥管道中的风压可安装成正压和负压两种方式。1）正压方式：即压出方式，见前面一级气流干燥图中。特点：2）负压方式：即吸入方式，见前面二级气流干燥图中。特点：五五.火灾防护火灾防护引起火灾的原因：对纤维干燥管道火灾的防护措施，目前主要有两种方式。1.1.定点防护系统定点防护系统2.含氧量控制系统含氧量控制系统燃烧是一种强烈的氧化反应，没有氧气，燃烧是不可以发生的。当热空气中含氧量低于17%，燃烧会自动熄灭。第四节第四节 铺装铺装一一.纤维分级纤维分级作用：分成粗、细两部分，细小纤维铺在板坯两表面，粗大纤维铺在板坯芯层，有利于产品的表面质量和力学强度。方式

48、：预先分选和自然分级。1.预先分选预先分选用专门纤维分选设备，有计划地将纤维物料分为粗、细两部分，这可采用一级分选法和两级分选法进行。1）一级分选法：采用离心式气流分选装置2）两级分选法：机械振动和风压的联合作用从分选效果来看，两极分选法要好于一级分选法。2.2.自然分级自然分级 在铺装成型过程中，借助机械抛洒或风压吹送的作用，将粗细纤维分离开来，并使细小纤维分布在板坯上下表层，粗大纤维分布在板坯芯层。1)机械式铺装头：借助机械抛洒力的作用，粗大纤维受到抛洒力大，洒落在远处；细小纤维受到抛洒力小，洒落在近处。2)气流式铺装头：借助气流的吹送作用，细小纤维自重力小，被吹送到远处落下；粗大纤维自重

49、力大，洒落在近处。3)机械气流混合铺装头：同时有机械抛洒和气流吹送作用。二二.纤维贮存纤维贮存干法生产中，粗、细纤维分别贮存，料仓容量一般按10-15min生产用量来设计。纤维贮存一般采用卧式料仓，其结构及工作原理：三三.计量计量在多层压机周期式生产方式中，为每块板的重量一致，需要对纤维用料进行计量。计量的方法：干法生产中多是在成型前采用容积计量，成型后再用带式秤进行校正：四四.板坯铺装板坯铺装板坯铺装：将松散的纤维原料铺就成为一定幅度和厚度的纤维 板坯的过程。1.1.机械铺装机械铺装这种类型的设备可用于对未经分选的纤维物料进行自然分级铺装。1）双辊筛网铺装机：2)带式多层铺装机：2.2.气流

50、铺装气流铺装1)喷雾式气流铺装机 主要用于半干法生产 对未经分选的纤维进行 单层结构铺装，其结构及各种原理：2）流铺装机 料仓和铺装机合为一体，上部为料仓，下部为铺装室。可对混合料进行自然分级铺装，工作时需要两台机串联使用，其结构和工作原理：3.3.真空铺装真空铺装 真空铺装设备是对分选后的纤维进行铺装，一般由多个喷嘴组成，其中2个喷嘴喷洒上下表层，其余喷嘴喷洒芯层。纤维先与空气混合，再由喷嘴喷射到负压箱上的网带上，其结构和工作原理如图所示。4.定向铺装定向铺装作用：实施条件：定向方法：依靠静电场作用。含有一定水分的纤维为介电质，在电场区产生极化，而且沿电场方向取向。定向铺装机工作原理：五五.