贵州金银草秸秆制造生态人造板的工艺与机理研究

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诸如稻草等农作物的残留废物被认为是一种有前途的天然清洁材料,可用于制造秸秆人造板。金银草是一种多年生的禾本植物,在贵州被广泛种植,年产量达100万吨以上,具有生长周期短,能克服极端生长环境的优点。同时金银草秸秆的高附加价值并没有得到充分的发挥。因此,开发金银草秸秆的高效利用途径十分重要,而金银草秸秆具有高的纤维素含量,这让它有着成为生态板材原材料的巨大潜力。本论文主要探究了金银草秸秆人造板制造过程中的机理及其最佳制造工艺,为废弃金银草秸秆的回收利用提供了理论依据。本论文的主要研究结果如下:(1)通过将改性脲醛树脂胶与金银草秸秆原料进行混合热压的方式制得金银草生态板材。金银草原料的尺寸大约在1-2cm,改性脲醛树脂胶的固含量大约在50-60%,探究了热压温度、热压时间、密度对金银草秸秆人造板机械性能的影响。确定了最佳热压工艺为施胶量10%,密度为0.65g/cm3,热压温度为195℃,压制时间为7.5min。最佳机械性能相关数据为静态弯曲强度为12.33MPa,握钉力为1313N,弹性模量为2573MPa,吸水率控制在76.5%左右,同时厚度膨胀率控制在20%左右,甲醛释放达到E0级标准。金银草秸秆人造板的各项指标都完全符合国家标准。(2)重点探讨了热压温度对金银草秸秆人造板微观结构和理化性质的影响,同时还研究了金银草秸秆人造板热压过程中的传热机制和影响因素。确定了热压温度对于金银草秸秆人造板的机械性能存在双向效应。热压温度低于195℃时升温有助于加强金银草秸秆人造板的机械性能,高于195℃时升温会削弱金银草秸秆人造板的机械性能。热压温度的升高一方面会促进金银草秸秆人造板中改性脲醛树脂胶的固化,一方面又会促进金银草秸秆人造板中纤维素、半纤维素以及木质素的热降解。
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