利用蓖麻秆制造人造板的机理和工艺研究

论文摘要

蓖麻是大戟科,蓖麻属的唯一种,多年生或一年生木质草本;蓖麻秆各个不同部位的原料特性差异明显,木质部为散孔材,纤维形态较好、长度中等;整秆的理化性能优良,pH值呈酸性,相对结晶度63.27%,SiO2含量少,可用于造纸、人造板制造等工业应用。对100个不同工艺条件下,以脲醛树脂胶为胶粘剂、蓖麻整秆为原料的刨花板的性能进行了研究,在综合考虑板材生产成本、生产效率和板材性能稳定性的基础上,最终确定出了最佳热压工艺参数为:热压温度150℃,热压时间30s/mm,施胶量12%。在该工艺参数下制造的蓖麻秆刨花板添加1.44%的石蜡乳液后,各项性能均可满足国标要求,并随板材密度的增加而增加;纤维板添加1.2%的石蜡乳液后,可满足国标要求;并可与同一工艺条件下的杨木人造板的性能相媲美。在蓖麻秆刨花中添加3%的异氰酸酯胶粘剂就可制出满足国标要求的刨花板。蓖麻秆的髓部由多面体薄壁细胞组成,对刨花板性能可产生不利影响,但该材料可用于制造保温材料和包装垫块等。针对蓖麻秆原料的季节性、区域性分布特点提出了可行的原料收集模式和3种工业化利用模式。以蓖麻秆为原料生产人造板可降低板材生产成本、增加农民收入,节约木材资源,利用我国现有蓖麻秆资源的一半就可节约森林面积150万亩/a。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 蓖麻及其利用
• 1.1.1 蓖麻
• 1.1.2 蓖麻的综合利用
• 1.2 蓖麻的种植和分布
• 1.2.1 世界蓖麻的种植和分布
• 1.2.2 中国的蓖麻种植和分布
• 1.3 蓖麻秆人造板的研究意义
• 1.3.1 蓖麻秆人造板试制
• 1.3.2 蓖麻秆人造板的研究意义和发展前景
• 1.3.2.1 蓖麻秆人造板的研究意义
• 1.3.2.2 蓖麻秆人造板的发展前景
• 1.4 本研究的创新点和研究内容
• 1.4.1 本研究的创新点
• 1.4.2 本研究拟解决的关键问题
• 1.4.3 研究内容
• 1.4.3.1 蓖麻秆原料的特性研究
• 1.4.3.2 制板工艺研究
• 1.4.3.3 蓖麻秆工业化的利用问题分析
• 第二章 蓖麻秆的原料特性研究
• 2.1 蓖麻秆的构造和纤维形态研究
• 2.1.1 试验材料和方法
• 2.1.1.1 试验材料
• 2.1.1.2 试验方案设计
• 2.1.1.3 试验方法
• 2.1.2 蓖麻秆的构造和细胞种类研究
• 2.1.2.1 蓖麻秆的构造
• 2.1.2.2 蓖麻秆的细胞种类
• 2.1.3 纤维形态分析
• 2.1.3.1 纤维形态的直观分析
• 2.1.3.2 纤维形态的统计分析
• 2.1.4 小结
• 2.2 浸润性研究
• 2.2.1 试验材料和方法
• 2.2.1.1 试验材料
• 2.2.1.2 研究方法
• 2.2.2 结果和讨论
• 2.3 结晶度分析
• 2.3.1 试验材料和方法
• 2.3.2 结果和讨论
• 2.4 化学特性研究
• 2.4.1 化学成分分析
• 2.4.1.1 试验材料和方法
• 2.4.1.2 结果与讨论
• 2.4.2 红外光谱分析
• 2.4.2.1 试验材料和方法
• 2.4.2.2 结果与讨论
• 2.4.3 表面自由基浓度分析
• 2.4.3.1 试验材料和方法
• 2.4.3.2 结果与讨论
• 2.4.4 小结
• 2.5 蓖麻秆的酸碱性研究
• 2.5.1 试验材料和方法
• 2.5.2 结果和讨论
• 2.5.3 小结
• 2.6 热解特性分析
• 2.6.1 纤维素和半纤维素含量研究
• 2.6.1.1 试验材料和方法
• 2.6.1.2 结果分析
• 2.6.2 热重分析
• 2.6.2.1 试验材料和方法
• 2.6.2.2 结果和讨论
• 2.6.2.3 蓖麻秆三大素含量与热动力学参数之间的相关分析
• 2.6.3 小结
• 2.7 结论
• 第三章 制板工艺研究
• 3.1 蓖麻秆刨花板的制造工艺研究
• 3.1.1 蓖麻秆热压工艺参数的研究
• 3.1.1.1 试验原料和方法
• 3.1.1.2 性能测试
• 3.1.2 结果与分析
• 3.1.2.1 各个工艺参数对板材性能影响的直观分析
• 3.1.2.2 各个工艺参数对板材性能影响的方差分析
• 3.1.2.3 板材性能的主成分分析
• 3.1.3 不同密度和厚度对板材性能的影响
• 3.1.3.1 试验材料和方法
• 3.1.3.2 结果与分析
• 3.1.4 各工艺参数与板材性能之间的多元回归方程
• 3.1.4.1 试验材料和方法
• 3.1.4.2 结果与讨论
• 3.1.5 小结
• 3.2 蓖麻秆纤维板的试制
• 3.2.1 刨花与纤维的原料特性比较
• 3.2.1.1 试验材料和方法
• 3.2.1.2 结果与讨论
• 3.2.1.3 小结
• 3.2.2 蓖麻秆纤维板的试制
• 3.2.2.1 试验材料
• 3.2.2.2 试验方法
• 3.2.2.3 性能测试
• 3.2.2.4 结果与分析
• 3.2.3 蓖麻秆刨花板和纤维板的显微构造研究
• 3.2.3.1 试验材料和方法
• 3.2.3.2 结果和讨论
• 3.2.3.3 蓖麻秆刨花板力学性能的改善措施
• 3.2.4 小结
• 3.3 杨木人造板与蓖麻秆人造板的性能差异研究
• 3.3.1 杨木与蓖麻秆的原料特性差异研究
• 3.3.1.1 试验材料和方法
• 3.3.1.2 结果与分析
• 3.3.1.3 小结
• 3.3.2 蓖麻秆人造板与杨木人造板的性能差异研究
• 3.3.2.1 试验材料和方法
• 3.3.2.2 结果与分析
• 3.3.2.3 小结
• 3.3.3 结论
• 3.4 不同胶粘剂对蓖麻秆刨花板的影响
• 3.4.1 不同胶粘剂蓖麻秆刨花板的性能研究
• 3.4.2 结果分析
• 3.4.3 小结
• 3.5 板材吸水厚度膨胀率的形成机理及改善研究
• 3.5.1 板材的吸水厚度膨胀率分析
• 3.5.2 对板材的显微构造和胶层结构研究
• 3.5.2.1 试验材料和方法
• 3.5.2.2 结果和讨论
• 3.5.2.3 小结
• 3.5.3 脲醛树脂胶人造板吸水厚度膨胀率的成因探讨和改善方案
• 3.5.3.1 人造板吸水厚度膨胀率的成因探讨
• 3.5.3.2 改善板材吸水厚度膨胀率的方案
• 3.5.3.3 小结
• 3.5.4 利用石蜡乳液改善蓖麻秆人造板的吸水厚度膨胀率
• 3.5.4.1 试验材料和方法
• 3.5.4.2 结果和讨论
• 3.5.5 小结
• 3.6 蓖麻秆不同部位对板材性能的影响
• 3.6.1 试验材料和方法
• 3.6.2 结果与分析
• 3.6.3 蓖麻秆不同层次在其他工业领域的应用
• 3.6.4 小结
• 3.7 结论
• 第四章 蓖麻秆工业化利用的几个问题
• 4.1 原料的收集问题
• 4.2 工业化利用模式
• 4.2.1 单一型利用模式
• 4.2.2 交替型利用模式
• 4.2.3 复合型利用模式
• 4.3 板材成本核算
• 4.3.1 蓖麻秆刨花板的成本核算
• 4.3.1.1 生产规模及产品方案设计
• 4.3.1.2 成本估算依据
• 4.3.2 结果分析
• 4.4 经济效益分析
• 4.5 生态效益分析
• 4.6 结论
• 第五章 总结论
• 第六章 参考文献
• 详细摘要