农作物秸秆层积材地板的开发研究

【摘要】：利用农作物秸秆生产非木质人造板是世界范围内人造板研究领域中的研究热点之一。但传统的研究主要集中在碎料板，基本均采用将原料粉碎后加入添加剂再成型的工艺。其弊端在于：(1)粉碎破坏了原料自身天然生成的力学性质，不能充分利用秸秆纵向抗拉强度较高的特点；(2)增大了原料的表面积，增加了生产中添加剂的使用量，提高了产品的成本；(3)碎料形态的产品物理力学性能无法与条状、片状、板状的产品相比，限制了使用范围。因此，本研究以秸秆(如葵花秆、高粱秆及玉米秆)为原料，将秸秆经纵剖、除芯皮、干燥、施胶、定向铺装和热压等工序制成的一种新型板材——秸秆层积材，再以层积材为基材经表面修整、贴面及油漆等工序制作成秸秆层积材地板。 本研究从组织结构、纤维形态和化学组分三方面分析比较了秸秆纤维与木材纤维。几种秸秆的组织结构相似，与木材相比多了影响胶合的外皮和髓芯。在化学成分方面几种秸秆与木材大致相同，但木素含量偏低，而半纤维素含量高于木材纤维，灰分和热水抽提物也高于木材。此外几种秸秆的纤维含量都较高，接近于木材，纤维形态也都与木材纤维相似，因此属于木质化程度较高的草本植物。通过一系列的分析比较得出这类秸秆适合用来制作高强度结构板材，适合用作地板材料。 对秸秆的表面润湿性及胶合性能的研究表明通常采用的醛系树脂胶粘剂难以实现理想的胶合效果，而异氰酸酯胶则改变了这种状况，另外秸秆的分离程度对秸秆的胶合质量影响较大。在施胶量为8％时秸秆积成材各项力学性能指标均可达到GB／T4897.4-2003结构用板的要求。又根据秸秆板材的自身特性分析研究了将其制作成直接应用于地面的地板生产工艺、各工序的特点及可能出现的质量问题，经检测其性能已达到或超过国家标准规定的有关技术指标。成本及效益分析显示，该项目的研究具有广泛的现实意义和广阔的应用前景。 【关键词】：农作物秸秆 层积材地板 异氰酸酯 胶合性能 效益
【学位授予单位】：中南林学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TS653
【目录】：

• 中文摘要5-6
• 1 文献综述6-16
• 1.1 开发利用农作物秸秆的现实意义6-7
• 1.1.1 林业资源保护的需要6
• 1.1.2 生态环境保护和可持续发展的需要6-7
• 1.1.3 生产绿色产品的需要7
• 1.1.4 人造板工业产品结构调整的需要7
• 1.2 国内外农作物秸秆人造板工业的现状与发展7-8
• 1.3 秸秆层积材的开发与应用现状8-10
• 1.3.1 秸秆层积材来源与结构8
• 1.3.2 单板层积材的生产与应用8-9
• 1.3.3 竹篾层积材的开发9
• 1.3.4 秸秆层积材的研究9-10
• 1.4 地板材料的开发、生产应用及市场状况10-13
• 1.4.1 几种地面装饰材料的比较10
• 1.4.2 木质地板的开发现状及特点10
• 1.4.3 木质地板的应用特点10
• 1.4.4 木质地板发展趋势10-11
• 1.4.5 各类地板开发的市场情况11-13
• 1.5 农作物秸秆开发地板用材的可行性13-14
• 1.5.1 地板材对材质的要求13
• 1.5.2 几种农作物秸秆的性能13-14
• 1.5.2.1 宏观及微观构造特性13
• 1.5.2.2 纤维形态特性13-14
• 1.5.2.3 化学组成特性14
• 1.5.3 几种农作物秸秆人造板的性能14
• 1.5.4 如何使制品达到地板材要求14
• 1.6 课题的提出及创新点14-16
• 1.6.1 课题的来源14-15
• 1.6.2 研究的目的意义15
• 1.6.3 创新点15-16
• 2 秸秆特性及其对板材加工影响的分析16-23
• 2.1 试验材料及设备16
• 2.1.1 试验材料16
• 2.1.1.1 原材料16
• 2.1.1.2 辅助材料16
• 2.1.2 主要仪器及设备16
• 2.2 试验方法16
• 2.2.1 秸秆组织结构的测量16
• 2.2.2 秸秆的离析16
• 2.2.3 化学成分的测定16
• 2.3 试验结果与分析16-22
• 2.3.1 葵花秆17-20
• 2.3.1.1 组织结构分析17
• 2.3.1.2 化学组成分析17-18
• 2.3.1.3 纤维及纤维形态分析18-20
• 2.3.2 玉米秆20-21
• 2.3.3 高粱秆21-22
• 2.4 小结22-23
• 3 秸秆表面胶合性能的研究23-34
• 3.1 试验原理及研究方案的确定23-27
• 3.1.1 润湿过程的热力学处理23-25
• 3.1.2 润湿过程动力学处理25-26
• 3.1.3 润湿性、粘附功和胶接强度26
• 3.1.4 研究方案的确定26-27
• 3.2 试验材料及方法27-28
• 3.2.1 试验材料27
• 3.2.2 试验设备27
• 3.2.3 试验方法27-28
• 3.2.3.1 秸秆外表面接触角与胶液界面张力的测试27
• 3.2.3.2 秸秆表面胶合性能的测试27-28
• 3.2.3.3 层积材制作与胶合性能的测试28
• 3.3 试验结果及分析28-33
• 3.3.1 试验结果28-30
• 3.3.2 结果分析30-33
• 3.3.2.1 平衡接触角与界面张力32
• 3.3.2.2 润湿作用对界面粘合的影响32-33
• 3.3.2.3 胶合性能分析33
• 3.4 小结33-34
• 4 秸秆层积材热压工艺的研究34-43
• 4.1 试验材料与设备34
• 4.1.1 试验材料34
• 4.1.1.1 原材料34
• 4.1.1.2 辅助材料34
• 4.1.2 试验设备34
• 4.2 试验方法34-36
• 4.2.1 试验设计34-35
• 4.2.1.1 试验法的选择34
• 4.2.1.2 试验因素和水平的选取34-35
• 4.2.1.3 热压工艺曲线35
• 4.2.1.4 其它工艺参数的选定35
• 4.2.2 试验过程35-36
• 4.2.2.1 原料制备35-36
• 4.2.2.2 干燥与施胶36
• 4.2.2.3 组坯与预压36
• 4.2.2.4 热压36
• 4.2.3 性能检测36
• 4.3 试验结果与分析36-42
• 4.3.1 葵花秆层积材试验结果37
• 4.3.2 葵花秆层积材试验分析37-40
• 4.3.2.1 工艺因素对产品静曲强度的影响37-38
• 4.3.2.2 工艺因素对产品内结合强度的影响38-39
• 4.3.2.3 工艺因素对产品冲击韧性的影响39
• 4.3.2.4 工艺因素对产品吸水厚度膨胀率的影响39-40
• 4.3.3 葵花秆层积材验证实验及其性能的对比40-41
• 4.3.4 高梁秆及玉米秆层积材试验结果与分析41
• 4.3.5 几种秸秆层积材三面构造分析41-42
• 4.4 小结42-43
• 5 秸秆层积材地板制造工艺的研究43-49
• 5.1 试验材料与方法43-44
• 5.1.1 试验材料与设备43
• 5.1.1.1 试验材料43
• 5.1.1.2 试验设备43
• 5.1.2 试验方法43-44
• 5.1.2.1 贴面工艺43
• 5.1.2.1.1 试验工艺流程43
• 5.1.2.1.2 试验工序特点43-44
• 5.1.2.1.3 热压贴面参数的确定44
• 5.1.2.2 地板的加工44
• 5.2 试验结果与分析44-48
• 5.2.1 贴面工艺44-45
• 5.2.1.1 试验结果44-45
• 5.2.1.2 常见的影响贴面质量因素分析45
• 5.2.2 地板的加工45-46
• 5.2.2.1 地板坯料的前期加工45-46
• 5.2.2.2 地板坯料的机加工46
• 5.2.2.3 地板净料的油漆46
• 5.2.3 秸秆层积材地板的变形与控制46-48
• 5.2.3.1 生产中应注意的问题47
• 5.2.3.2 使用过程中地板翘曲变形的原因及其预防措施47-48
• 5.2.3.3 施工中防止翘曲变形的几项措施48
• 5.3 小结48-49
• 6 成本及效益分析49-52
• 6.1 成本估算与经济效益分析49-51
• 6.1.1 成本分析49-50
• 6.1.1.1 秸秆层积材基材49
• 6.1.1.2 秸秆层积材贴面成本分析49-50
• 6.1.1.3 地板机械加工及油漆成本分析50
• 6.1.2 秸秆层积材地板经济效益评价50-51
• 6.2 社会效益51
• 6.3 生态效益51-52
• 7 结论52-53
• 参考文献53-56
• ABSTRACT56-57
• 致谢57-58
• 附录58

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

速生桉单板层积材家具的造型设计和结构研究    孙静

木质复合材料研究    张双保,周宇,赵立

中国地板业几个问题分析    吕斌

国外农作物秸秆人造板工业化生产发展近况    易平 ,唐召群

木材用胶粘剂行业发展应关注的问题    周雪平

影响细木工板表面波纹度的因素分析    向仕龙,吴建辉

人造薄木贴面加工工艺    吉友亮,解廷昌,张清

实木地板块标准的讨论    魏垂栋,马心,孟荣富,蒋黎明

麦秸/聚氨酯复合人造板的工艺对其吸声系数的影响研究    张洋

农作物秸秆板工业在国内外的发展近况    郑凤山,马心

人造板新型产品──高粱合板    贺亚夫

山东省树脂基复合材料工业发展评述    李学闵

玻璃钢在我国建筑领域的应用    雷文,凌志达

大型舰炮玻璃钢防护罩体手糊成型工艺探讨    张健康,凌静

固化压力对夹层结构力学性能的影响    李河清,赵景丽,张元明,张广成

袋压法成型复合材料在小型无人机机体结构中的应用    张元明,赵鹏飞,何颖,赵景丽

纤维增强复合材料模具的研制    刘明昌

用DSC技术分析塑木复合材料的耐候性    孙占英,李大纲,葛锦,丁建生

纤维增强复合材料风力发电机叶片性能检测综述    李树虎;王丹勇;秦贞明;贾华敏;郭建芬;李茂东;

碳纤维复合材料在中空异型弹翼上的应用    李根臣;张海燕;刘晓飞;李茂东;

多向铺层拉挤FRP薄壁梁成型工艺及弯曲性能研究    江克斌;陈立;赵启林;

树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展    马毓;赵启林;江克斌;

复合材料桥面板截面参数分析与设计研究    朱坤宁;万水;

室内甲醛气体净化技术的研究进展    任吉萍;郭家秀;尹华强;楚英豪;梁娟;

FRP抗屈曲加固轴心受压十字形钢柱的试验    张龑华;冯鹏;叶列平;

FRP板胶栓混接研究综述    李曙光;冯鹏;叶列平;姚继涛;

3D编织/RTM复合材料在带法兰圆筒壳结构中的应用研究    刘双;陈孝鹏;张博明;

碳纤维天线反射面热变形的有限元分析    鞠金山;汪方宝;王亚锋;

飞机复合材料构件胶接修补技术研究及应用    刘秀芝;潘迎春;何政治;张巍;黄领才;

低膨胀纤维增强复合材料杆件的测试研究    唐妹红;彭小强;

X-Cor泡沫夹层结构侧压性能实验研究    郝继军;张佐光;孙志杰;李敏;顾轶卓;

人工倾斜树干应力木形成机理的研究    刘亚梅

碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究    高传慧

再生骨料/水泥复合材料干缩性能研究    郭远臣

碳纤维增强复合材料加固钢结构理论分析和实验研究    曹靖

基于数学形态学的木质材料实时无损检测研究    孔超

枫桦圆盘预处理及干燥特性研究    杨亮庆

纤维沥青胶浆流变特性及纤维沥青混合料路用性能研究    于斌

纤维沥青及其混合料性能研究    丁智勇

热处理对圆盘豆木材性能影响及其机理研究    史蔷

缠绕复合材料刚度及损伤失效预测方法研究    李俭

哈尔滨地区住宅装修对室内空气污染的调查研究    张淞强

聚酰胺环氧氯丙烷的合成、改性及在造纸上的应用    吴芳

木材缺陷的图像检测技术    方超

人工授力树干杨树应拉木内源激素分布规律及主要木材性质的研究    刘群燕

几种废弃木材与UF间的热反应特征及其制造中密度纤维板的工艺研究    王允飞

透水透气性材料在园林中的应用研究    王莱

竹材树脂化的基础研究    栾复友

豫北地区生土建筑的结构类型与构造研究    路晓明

载银二氧化钛纳米粒子的制备及其在抗菌塑料中的应用    林峰

中国传统建筑环境中石的应用研究    马婧

米老排人工林木材机械加工性能研究    苏初旺;袁全平;熊经波;罗建举;

人工林木材机械加工性能的研究进展    袁全平;苏初旺;熊经波;

中国桉树人工林发展现状和实木加工利用前景    杨民胜;彭彦;

桉木单板出材率与价值影响因子研究    任世奇;罗建中;谢耀坚;彭彦;陈健波;卢万鸿;姜英;

接合方式对木塑构件连接性能的影响    郭勇;李大纲;陈玉霞;吴正元;张燕媛;

构成元素“线”的造型及其材料在家具设计中的应用    王湘;

产品形态中的仿生设计及其应用    陈为;

材质在现代家具中的视觉表现    徐士福;

浅析单板层积材在我国的应用和发展    吴盛富

杨木单板冷漂工艺    徐腾

板式家具角部结合性能的研究    司传领

单板层积材物理性能特性的研究    王坤

三种桉树木材的机械加工和透明涂饰性能研究    侯新毅

情感化设计理论指导下的日用品设计研究    宋明亮

中国传统情感化设计思想下的产品设计研究    马永杰

国外农作物秸秆人造板工业化生产发展近况    易平 ,唐召群

北美一些农作物秸秆人造板项目失败的原因和经验教训    DonaldE.Lengel,曹阳

异氰酸酯胶稻草刨花板制造工艺    陆仁书,濮安彬,张显权,王伟宏,韩春雷

我国木材胶粘剂用量的估算和预测    颜镇,韩桐恩

复合强化地板的发霉及其成因研究    陈友治,马保国,李永鑫,董荣珍

防水抗霉复合强化地板的研究开发    马保国,陈友治,李水鑫,贺行洋,彭观良

稻草板—— 一种值得重视的生态建材    吴德茂

七种多层地板的结构和物理力学性能分析    向仕龙,丁俊勇

榉木贴面装饰板表面化学处理    傅深渊,张新庆,于红卫,贺亚娟

真正的生态(绿色)建筑材料──斯强板    杨一飞,汪锦星

胶合板厂技术改造和单板层积材生产    吴盛富,唐召群,吕斌

木质工程材料    

几种LVL与其树种之间密度相关性研究的初步探讨    王坤

单板层积材    

脲醛树脂泡桐单板层积材的生产工艺    龙传文,魏开锟

竹篾层积材的制造新工艺——一种径向竹篾帘层积材    赵仁杰,赵星,尹忠健

单板层积材(LVL)JAS认证指南    王再义,刘玉波

染色与阻燃处理单板生产单板层积材的工艺研究    张德荣,于志明,李建章,金小娟

层压木制造工艺的研究    佟达勋,许秀雯

单板层积材的生产工艺及发展前景    吴立农

尾巨桉/金属复合材料层间剪应力分布特征的有限元解析    李鹏;胡传双;李凯夫;云虹;

尾巨桉/金属网复合材料层间正应力分布特征的有限元解析    云虹;胡传双;李重根;李凯夫;

桉树单板层积材工艺试验研究    李宁;范冬;唐贤明;蒋汇川;卢琼;

先进生物质复合材料在风电叶片中的应用    江泽慧;孙正军;任海青;

定向结构板在我国发展的可行性(讲演大纲)    周定国;

浅谈机电产品包装节材代木    李蔚君;王瑞峰;

新型环保木质复合材料    日尧

21世纪我们住“竹房”？    本报记者 刘洪宇

波澜不惊处看林木扶疏    吕欣

机电产品包装节材代木工作任重道远    上海市包装技术协会木制品包装委员会

建立机电产品出口包装节材代木示范工程    李蓓红

机电行业加力推广“单板层积材”等代木包材    许占林

徐州长青公司科技兴企现辉煌    

永安打造福建最大板材加工基地    记者 迟诚 张华坚

加快我国竹产业发展    陈绪和

日本百山收购东北(延边)木业    记者 黄静波

高性能竹木复合风力发电机叶片材料的研究    张晓春

竹木复合材料湿热效应研究    关明杰

现代木结构建筑在我国的应用模式及前景的研究    施煜庭

单组分聚氨酯胶粘剂用于湿材胶合蠕变特性的研究    那斌

竹/木结构民宅的生命周期评价    黄东梅

基于时域频域法的层积材强度检测系统的研究    赵索菲

增强杨木单板层积材生产工艺及产品特性研究    高喜桃

杨木单板层积材蠕变性能的研究    杜以诚

风电叶片用竹木复合层积材的理论分析及应用研究    张晓敏

建筑用竹篾层积材力学性能的影响因子研究    赵瑞龙

竹木复合强化单板层积材的研究    王小青

农作物秸秆层积材地板的开发研究    杨小军

浸渍压缩单板增强杨木单板层积材的研究    王壮林

单板层积材物理性能特性的研究    王坤

复合型杨木单板层积材刚度模型及工艺研究    王志强