随着绿色化工理念发展,人造板生产企业已将研究重点转向生产具有低成本的高性能绿色环保板材,因而木质纤维无胶胶合技术备受纤维板行业关注。目前,无胶纤维板干态强度较好,但由于木质纤维活化程度不高导致其湿态强度不佳,使其应用范围受到限制。因此,如何对木质纤维进行预处理,提高木质纤维表面反应活性成为无胶胶合技术研究关键。本文以杂木纤维作为原料,使用氢氧化钠-尿素-聚乙二醇（Na OH-Urea-PEG）混合水溶液对木质纤维进行低温冷冻活化,通过制备无胶胶合纤维板以及对板材力学性能进行测定,确定冷冻活化体系,优化热压工艺,筛选耐水增强剂种类与用量。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、差示扫描量热、热重、接触角测量等现代分析测试手段,表征低温冷冻活化过程以及高温热压过程中木质纤维结构等变化,初步探究木质纤维自胶合作用形成板材机制。主要内容如下:（1）针对木质纤维活化程度不高问题,采用杂木纤维作为原料,使用Na OH-Urea-PEG混合水溶液对其进行冷冻活化处理,根据无胶胶合纤维板板材性能,优选木质纤维冷冻活化工艺参数:Na OH与Urea质量比为7:12,Na OH与PEG质量比为1:0.6,Na OH和Urea总质量与木质纤维质量比为1:12,冷冻温度为-15℃,冷冻时间为45min。使用此工艺冷冻活化处理后的木质纤维压制无胶胶合纤维板,其板材吸水厚度膨胀率、内结合强度分别为19.2%、2.05 MPa,静曲强度、弹性模量分别为72.0 MPa、5961 MPa。（2）采用经冷冻活化处理的木质纤维作为原料,通过正交实验以及方差、极差分析,确定板材目标密度对无胶胶合纤维板性能影响最大,纤维含水率、热压温度次之,热压时间最小。为平衡生产能耗与板材性能,优化热压工艺参数。优化后热压工艺参数:纤维含水率为13%,热压温度为190℃,热压时间为8.5min,设定板材目标密度为1.0g/cm~3。使用此热压工艺制备无胶胶合纤维板,依据GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》以及GB/T 11718-2009《中密度纤维板》,测定其吸水厚度膨胀率为21.2%,低于国家标准39%,内结合强度、静曲强度、弹性模量分别为1.70 MPa、70.2 MPa、5724 MPa,分别高于国家标准183%、170%、120%。（3）以Na OH-Urea-PEG冷冻活化处理的木质纤维作为原料制备无胶胶合纤维板,通过不同阶段木质纤维分析测试结果,结合现有无胶胶合机理,初步探究木质纤维经过冷冻活化处理后自胶合形成无胶胶合纤维板的胶合机制。Na OH-Urea-PEG混合水溶液在冷冻活化过程中能够部分去除木质纤维中的半纤维素和木质素,破坏木质纤维中纤维素间氢键,扩张纤维素晶格并产生新结晶,降低木质纤维热稳定性,能提高木质纤维表面活性并且增加木质纤维表面活性羟基数量。在高温高压的热压过程中木质纤维活性羟基之间相互缔合形成氢键,增强纤维素分子间作用力,组分内部分纤维素发生降解,固有结晶区被破坏的同时原有晶型发生改变,非结晶区的半纤维素发生降解,并与木质素降解产物反应,形成具有“胶黏剂”作用的小分子物质,促使木质纤维之间更加紧密的结合成纤维板。（4）为提高板材湿态性能,选用硅溶胶、山梨糖醇分别作为无胶胶合纤维板耐水增强剂,经对比后发现山梨糖醇改善无胶纤维板湿态性能效果优于硅溶胶和硅溶胶-山梨糖醇复合体系。当山梨糖醇添加量为木质纤维总投入量2.0%时,对板材湿态性能增强效果最为明显,此时板材内结合强度、静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率分别为2.81 MPa、77.0 MPa、5927 MPa、16.1%,相较于未使用耐水增强剂板材的内结合强度、静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率分别改善65%、43%、21%、19%。通过对添加耐水增强剂前后木质纤维进行FT-IR、XPS等微观分析发现,硅溶胶和山梨糖醇能改变木质纤维结构,同时在木质纤维表面引入大量活性羟基提高木质纤维表面反应活性,木质纤维表面活性羟基在高温高压条件下增强木质纤维之间结合效果。