人造板工藝學(xué)

L緒論

本章主要內(nèi)容：

i.i人造板定義2學(xué)時(shí)

1.2人造板分類

1.3人造板發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及趨勢

1.4人造板性能及應(yīng)用

1.5人造板生產(chǎn)方法

1.6人造板標(biāo)準(zhǔn)

本章重點(diǎn)內(nèi)容：

??造板基本概念及常見產(chǎn)品種類

??人造板基本性能參數(shù)意義

??典型人造板產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程

1.1人造板定義

人造板是指以木材或其他植物纖維材料為原料,經(jīng)機(jī)械加工分離成各種形狀的組元

后,再經(jīng)組合壓制成的板材。

人造板=單元（A）X膠粘劑（Bl）X添加劑（B2）X產(chǎn)品形狀（C）

單元（A）：單板、竹片、板材、木條、大片刨花、刨花、纖維等。

Lumber,Block

Veneer,Strip

界Chip,Flake（Strand）,Particle

Fiber,Woodwool

WoodFlour,WoodDust

Nano-StucturalFiber

y

膠粘劑（Bl）：合成樹脂膠一一麻醛樹脂、酚醇樹脂、三聚氟膠樹脂、

異氨酸脂樹脂等。

無機(jī)膠粘劑一一水泥、石膏、粉煤灰、礦渣等。

添加劑（B2）：阻燃劑、防蟲劑、防水劑、防腐劑等；

產(chǎn)品形狀（C）：平面狀、異狀（曲面、彎曲）、表面模壓等。

例如：單板X胭醛樹脂X平面狀=胭醛樹脂膠合板

單板、木條X胭醛樹脂膠X平面狀=細(xì)木工板

刨花X豚醛樹脂膠/防水劑=普通刨花板

1.2人造板分類

1.2.1按組成木質(zhì)（非木質(zhì)）單元分類

（1）.以單板、板、片為主的產(chǎn)品（Veneer?basedPanel）

RawMaterials:WoodBamboo

Resin:UFPF

Layers:Thin(3or5layers)Thick

Plywood

LVI\LaminatedVeneerLumber)

GLULAM(GlueLaminatedLumber)

PSL(ParallelStrandLumber)

Plywood

結(jié)構(gòu)膠合板StructuralPlywoodResinIimpregnated

ConcreteFonn

FireproofPlywood

AntistaticElectricityPlywood

??功能膠合板FunctionalPlywood.......

HollowCoreBlockhoard

??細(xì)木工板Blockboard〔So〃dCoreBlockboard

(2).以刨花為主的產(chǎn)品(Particle-basedPanel)

??RawMaterial

Wood,Bamboo,AgriculturalResidues

??Adhesive

有機(jī)合成樹脂SyntheticAdhesive-----UF,PF

無機(jī)膠粘劑InoTganicAdhesive-----Cement,Gypsum

??Structure

>>單層結(jié)構(gòu)刨花板:Single-layerparticleboard------thedensityandthesizeof

particleofeachlayerareuniforminthicknessdirection.

>>多層結(jié)構(gòu)刨花板:Multi-layerparticleboard------thedensityandthesizeof

particleofeachlayerareuneveninthicknessdirection.Usuallysmallerparticlesare

formedonthesurfacewhilelargerparticlesinthecore.Moreover,theinterfaceis

obvious.Thepurposeistodevelopadequatestrengthplusgoodsurfacesmoothness.

I—

>>漸變結(jié)構(gòu)刨花板Graduatedparticleboard------thedensityandthesizeof

particleofeachlayerchangegraduallyfromthesurfacetothecore.Theinterface

can'tbedistinguished.

>>定向結(jié)構(gòu)板OrientedStrandboard(OSB)------OSBismatofthreeorfive

alternatelayersofstrandsorientedat90degreesutilizingthesameprincipleas

plywood.

??Density

Low-densityparticleboard-P<0.5g/cm3

Medium-densityparticleboard—0.5<P<0.65g/cm3

High-densityparticleboard-0.65<P<0,85g/cm3

??Processing

>A平壓法:Platen-pressedparticleboard-thedirectionofpressureisverticalto

thepanelsurface

>>擠壓法:Extrudedparticleboard—thedirectionofpressureishorizontaltothe

panelsurface,bywhichthemoldedproductsareproduced.

(3).以纖維為主的產(chǎn)品(Fiber?basedPanel)

??RawMaterial

Wood,Bamboo,AgriculturalResidues

??Adhesive

SyntheticAdhesive------UF

InorganicAdhesive------Cement,Gypsum

??Density

Softboard-----P<0.4g/cm3

Medium-densityFiberbord(MDF)-----0.5<z><0.8g/cm3

Hardboard-----P>O.8g/cm3

??Processing

DryForming------Airasamedium

WetForming------Waterasamdium

1.2.2按生產(chǎn)過程類型分類

根據(jù)產(chǎn)品成型時(shí)板坯的含水率大小，分成干法、濕法和半干法。

1LowDensityk—SolidWood—?!HighDensity

Plywood

Waferboard

D

osBr

y

F

o

n

m

n

g

Flakeboard

MDFHardboard

F

gInsulationFBMDFHardboard

Paper

1.2.3按使用性能分類

??結(jié)構(gòu)材料的使用性能主要是力學(xué)性能扣耐老化性；

??功能材料的使用性能主要是裝飾性，阻燃性，抗蟲性，抗腐性，對(duì)電、光、磁、

熱。聲等的性能。

表17人造板依性能分類

依性能分依特性再分產(chǎn)品名稱

膠合層積木（又稱集成材）

單板層積材（LVL）

木（竹）條層積材（PSL）

重組木（Scrimber）

定向結(jié)構(gòu)材

膠合板

定向結(jié)構(gòu)大片板（OSB）

結(jié)構(gòu)人造板定向結(jié)構(gòu)華夫板（QWP）

細(xì)木工板

木材層枳型料

塑化膠合板

高密度板

高密度纖維板（HDF）

高密度刨花板（HDP）

裝飾貼面的各種人造板

燃

阻阻燃人造板

蟲

抗抗蟲人造板

腐

抗

功能人造板抗腐人造板

電

抗

他抗靜電人造板

面

曲

曲面（彎曲、成型）人造板

1.3人造板發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及趨勢

1.3.1人造板發(fā)展簡史

（1）.膠合板

??公元前3000年，古埃及首先制成鋸制薄木，主要用作裝飾材料

??1818年發(fā)明第一臺(tái)旋切機(jī)

??19世紀(jì)末，開始批量生產(chǎn)膠合板，

??20世紀(jì)初逐步形成膠合板工業(yè)。

??我國的膠合板工生產(chǎn)歷史較早，解放前在哈爾濱、上海等地即有數(shù)家膠事板廠。

50年代逐步引進(jìn)國外生產(chǎn)主機(jī)，擴(kuò)建了一批膠合板廠。90年代是鼎盛時(shí)間。目前總

體技術(shù)達(dá)到了先進(jìn)國家80年代的水平。

生產(chǎn)膠合板有三大區(qū)域：北美以針葉材生產(chǎn)厚單板壓制結(jié)構(gòu)用厚膠合板；

北歐以小徑木生產(chǎn)接長單板壓制結(jié)構(gòu)用橫紋膠合板；

東南亞以大徑術(shù)熱帶雨林闊葉材主要生產(chǎn)三層膠合板。

中國生產(chǎn)三層膠合板，進(jìn)口材面板；部分生產(chǎn)國產(chǎn)材厚膠合板。

（2）.刨花板

??1941年，德國首先開始建廠生產(chǎn)刨花板，

??1948年發(fā)明連續(xù)式擠壓機(jī)，

??50年代開始生產(chǎn)單層熱壓機(jī)，并在英國Bartev連續(xù)加壓熱壓機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)明了

近代結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)先進(jìn)的連續(xù)熱壓機(jī)，廣泛應(yīng)用于刨花板和干法中密度纖維板生

產(chǎn)線。此后由于合成樹脂膠產(chǎn)量增加、成本降低，更加促進(jìn)了刨花板工業(yè)的發(fā)展，

使其成為三板中年產(chǎn)量最大的一個(gè)板種。

??我國刨花板生產(chǎn)起始于建國初期（50年代未），直到1979年北京木材廠引進(jìn)德

國年產(chǎn)3萬a?成套刨花板技術(shù)后得到迅速發(fā)展，并成為一個(gè)產(chǎn)業(yè)。90年代初，在

相關(guān)科研單位、制造企業(yè)的共同努力下，相繼開發(fā)推出0.5~5。萬n?國產(chǎn)刨花板成

套設(shè)備。

??1997年我國開始生產(chǎn)定向刨花板（OSB）（OrientedStructuralBoard,又

稱定向結(jié)構(gòu)板。

⑶.纖維板

??纖維板制造脫胎于造紙工業(yè)中的紙板生產(chǎn)技術(shù)，開始生產(chǎn)的是軟質(zhì)纖維板，

20世紀(jì)初在美國等國成為一種工業(yè)。

??1926年應(yīng)用Mason爆破法開始生產(chǎn)硬質(zhì)纖維板，

??1931年發(fā)明了Asplund連續(xù)式木片熱磨機(jī)后促進(jìn)了濕法硬質(zhì)纖維板的發(fā)展。

??1952年美國開始生產(chǎn)干法硬質(zhì)纖維板；

??1965年開始正式建廠生產(chǎn)中密度纖維板（MDF）。

??我國纖維板生產(chǎn)始于1958年，同占國林科院木材工業(yè)研究所研制并建成了年

產(chǎn)6000m3產(chǎn)濕法硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)線在國內(nèi)推廣。1958?1961年分別從瑞典、波蘭

進(jìn)口1.8萬m3/a和1.5萬m3/a的濕法硬質(zhì)纖維板生產(chǎn)線5條,60年代初起進(jìn)行了國

產(chǎn)化設(shè)計(jì)，形成66型和76型兩代濕法硬質(zhì)纖維板定型生產(chǎn)線共400多條，單線產(chǎn)量

為2000~5000m3/ao由于產(chǎn)品質(zhì)量不高和對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，目前大部分已改造生產(chǎn)

中密度纖維板（MDF）或趨于淘汰［1］。1982年中國林科院等科研單位在湖南株洲建

成首條國產(chǎn)MDF生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力為7000m3/a［2］。1983年福州人造板廠從美國引

進(jìn)的國內(nèi)首條MDF生產(chǎn)線正式出板,竣工考核后確認(rèn)生產(chǎn)能力為4.2萬m3/a。此后,

從德國、瑞典、奧地利等國家陸續(xù)引進(jìn)了50多套MDF的成套或主機(jī)設(shè)備。國內(nèi)

MDF生產(chǎn)設(shè)備水平發(fā)展也很快，陸續(xù)推出了8萬m3/a以下、不同規(guī)模類型的生產(chǎn)

線［3］。但關(guān)鍵工序如熱磨、熱壓及自動(dòng)化水平等方面,與國外先進(jìn)水平相比仍有明

顯差距。

1.3.2人造板生產(chǎn)現(xiàn)狀

（1）.國外人造板生產(chǎn)現(xiàn)狀

表1國外人造板產(chǎn)量（萬M3）

年份美國加拿大攘國法國意大利俄羅斯英國西班牙波蘭日本.世界

19707000

199412000

19953963.9786.31000.3403.3366.8389.()254.3238.5222.3

19964138.1949.01003.6414366.8298.()257.8244.1254.0-14939

J9974162.21085.51010.0437.8360.0167.0276.5244.1263.5一

19984176.71137.51032.0444.0360.0307.0281.5244.1281.5一

200015400

表2各種人造板所占比例（％）

其他

,膠合出刨花板:定向創(chuàng)花板中密度纖維板

年汾、（含濕法纖維板）

1970483318

199340367610

20003137!2146

??全世界人造板產(chǎn)量在穩(wěn)步上升。

??膠合板占比例逐年下降，MDF發(fā)展迅速。

（2）.中國人造板生產(chǎn)現(xiàn)狀

纖維板

年份大斑板總產(chǎn)量膠合板刨花板其他人造板

總產(chǎn)量MDF

19511.691.69——————

195551.7551.75一一一一

I96020.7214.76——5.96—一

197024.0417.071.505.47—一

197537.3719.212.6715.49—一

198091.4033.007.8250.62——

1985161.6053.8718.2189.505.0—

1990244.6075.8742.80117.248.69一

1993579.79212.45157.23150.97—一

1994644.72260.62168.20193.0340.00—

19951684.60759.26435.10216.4053.69273.84

19961203.26459.32338.28205.5069.53200.16

1^71648.48758.45360.44275.92105.86253.67

200022201250580390統(tǒng)計(jì)在

200528051550725530三板中

201032851800865620

截止到2002年底，我國已建成投產(chǎn)人造板企業(yè)6000多家，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力超過3000萬m3/a,

2002年人造板的總產(chǎn)量達(dá)2930.18萬m\其中，膠合板為1135.21萬n?,纖維板為767.42

萬nr\刨花板為369.31萬nr\其他人造板658.24萬m\

表2穩(wěn)期撕生產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模分類表侄珈3年6用單位:條

4.產(chǎn)能.力1萬總飛）

合計(jì)

05T,。1,5，v2.02,m3,57.。6.0**7.58.0—12.015,018,0-20.0如

引版產(chǎn)看13152,85fi153-

國產(chǎn)生產(chǎn)嫄

73。1(>673755———364

嬲牛產(chǎn)然245124[-liX)

總計(jì)311102038996356__1_..517_

表3中密度纖維板生產(chǎn)餞地區(qū)分布（至JWJ3年6月）

引逅生產(chǎn)箕

國產(chǎn)生產(chǎn)線（含改造線）價(jià)計(jì)咨地區(qū).生仔能力斯山出里鄴，2

地區(qū)生產(chǎn)熊力生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力

生產(chǎn)戰(zhàn)煤）生產(chǎn)戰(zhàn)（條）生產(chǎn)線隔

（萬向加［方m%）

華北5316065215.8107】；

東北846.()37106.845152,87.47；

華東204

16網(wǎng)01.12799.022n%7.D551)人

中南

2(L46.8:1M1和9.2133556.027,20Y

西南320.0WJI3499,04,94i

慟

西北—53.72053.72.63r

總什53411.81632.55172044?3100

法:F”或V'表小與上年度相【般◎顯比率

中密度纖維板龍頭企業(yè)一覽表

已建在建目標(biāo)

公司名稱生產(chǎn)線規(guī)模生產(chǎn)線規(guī)模規(guī)模

（條）(m3/a)（條）(m3/a)(m3/a)

山東森美人造板有限公司320

山東賀友集團(tuán)760

魯西在平信發(fā)熱電集團(tuán)2060150

江蘇東盾木業(yè)850

江蘇大亞集團(tuán)3（8萬）202（20萬）104300

2（20萬）

上海新高潮訪集團(tuán)公司2（8萬）5（8萬）40

上海綠洲實(shí)業(yè)有限公司50?60

浙江麗人集團(tuán)1060

福人木業(yè)公司218

廣西三威林產(chǎn)工業(yè)公司75*10、15、100

20>30）

廣西高峰人造板有限公司540

廣東南海華光裝飾板公司6~780150

廣東威華股分有限公司230100

(3).人造板消費(fèi)情況

表1-5各國人均消費(fèi)人造板量(1993年)(n?/千人)

加拿大德國新加坡中國

國家世二界囑::

消費(fèi)量23.86130.31150.47135.16284.284.6（1993年）

9.5（1996年）

表L6我國人造板應(yīng)用比例(％)

板種家具''建筑支通運(yùn)輸包裝其他

膠合板類41.350.132.23.4

纖維板類78.211.80.95.43.7

刨花板類85.63.91.82.56.7

細(xì)木工板65.619.40015

總計(jì)63.3326.261.882.526.01

國內(nèi)人造板多用于制造家具，而國外則主要用于建筑業(yè)，一般占50%左右。

1.3.3人造板發(fā)展趨勢

1.3.3.1開拓人造板新原料

人工林

天然林-------?竹材

農(nóng)作物秸稈

(1)天然林資源

森林面積為1.34億ha,,居世界第七位，森林復(fù)蓋率為16.55%,人均森林面積0.112ha,

是世界平均水平的1/6,居世界第119位。中國森林總蓄積量居世界第8位，人均森林

蓄積量8.6M3,為世界上最低的國家之一。

(2)(2)人工林資源

中國人工林面積占世界總量的50%。2000年可供工業(yè)用木材資源為8235萬M3,而年

均木材消量2.5億M3,其中工業(yè)用材消量達(dá)1.3M3。

(3)竹材資源及應(yīng)用現(xiàn)狀

中國是世界上竹林面積最大。中國有竹子37屬500多種，竹林面積達(dá)440萬公頃，

占世界竹林面積的1/4O年產(chǎn)毛竹5億根，相當(dāng)于750萬M3的木材，年產(chǎn)其他竹材1180

萬噸。

竹子生長速度非?？?，毛竹等工業(yè)化利用價(jià)值高的竹子生長4~5年即可砍伐加工利

用，而且每年可以砍伐，雖為中空結(jié)構(gòu)，但毛竹的壁厚可達(dá)772mm；竹材強(qiáng)度高，

硬度大；易于進(jìn)行鋸、劈、包h旋等機(jī)械加工。

中國從80年代初，對(duì)竹材的工業(yè)化利用進(jìn)行了研究和開發(fā)，先后開發(fā)了竹材膠合

板、竹編膠合板、竹蔑積成材、竹碎料板、竹中密度纖維板、竹地板、竹席等竹制品，

用于汽車車廂底板、混凝土模板、包裝箱、地板、室內(nèi)裝修材料。

（4）（4）農(nóng)作物剩余物資源及應(yīng)用現(xiàn)狀

農(nóng)作物剩余資源品種包括兩類：一類是收割剩余物（如麥秸、稻草、棉桿、蘆葦、

高梁桿、玉米桿等）。另一類量加工剩余物（如甘蔗渣、花生殼、亞麻殼等）。根據(jù)1995

年的統(tǒng)計(jì)資料，我國農(nóng)作物秸稈年頭出量為6.04億噸。

中國農(nóng)作物秸稈的現(xiàn)行用途：

??肥料：主要是燃燒的灰分作為鉀肥，或把秸稈和河泥混合后待用作肥料

??燃料：主要供廣大農(nóng)村取暖、燒飯等。

??飼料：把麥秸稻草加工成碎料，再添加其他成分，做成飼料，養(yǎng)雞、豬、鴨等。

??原料：主要用作泥巴墻和草屋頂

農(nóng)作物秸稈在人造板工業(yè)上的應(yīng)用包括：

??秸稈碎料板

??秸稈中密度纖維板

??秸稈包裝墊塊

??秸稈墻體材料

1.3.3.2開發(fā)人造板新產(chǎn)品

膠合板

傳統(tǒng)產(chǎn)品j刨花板

I纖維板

r功能人造板：阻燃、防腐、抗靜電、彩色、隔磁

現(xiàn)代產(chǎn)品J結(jié)構(gòu)人造板：OSB、LVL、PSL、GLUM

、復(fù)合人造板：多種人造板的復(fù)合、人造板與其他材料復(fù)合、人造薄木

產(chǎn)品應(yīng)遵循4R原則:

再生資源原則（Regrown）一—充分利用可再生資源，如各類植物纖維

減蠟原則（ReduceEntropy）一—要求用較少原料和能源投入來達(dá)到既定經(jīng)濟(jì)目的。

重復(fù)使用原則（Reuse）——產(chǎn)品可以被多次重復(fù)使用。

循環(huán)利用原則（Recycle）一—產(chǎn)品到使用壽命后可通過物理或化學(xué)方法使其被循

環(huán)境利用。

1.3.3.3研究人造板新技術(shù)

??膠合新工藝----噴蒸真空熱壓（Steam-injection）

??新型膠粘劑——MDI

??計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)----Modelling

1.4人造板基本性能及應(yīng)用

1.4.1外觀性能

主要包括產(chǎn)品的外形尺寸及偏差、翹曲度、材質(zhì)缺陷(活節(jié)、死節(jié)、腐朽、變形等)、

加工缺陷(疊離芯、鼓泡、分層、壓痕等)、邊緣不直度、兩對(duì)角線差等等

1.4.2內(nèi)在性能

主要包括人造板的物理性能、力學(xué)性能、耐久性(老化性能)、表面特性和特殊性

能等。

(1).物理性能

??含水率(MositureContent)

MC絕鄧=馬里又100%MC相對(duì)=區(qū)旦義/00%

G。相燈G

G-----板材濕重，GO-----板材絕干重量

??密度(Density)：指板材在20C,相對(duì)濕度63%的標(biāo)準(zhǔn)氣候下達(dá)到恒重以后的密

度。

??吸水厚度膨脹率(ThicknessSwelling)：試件吸水后厚度的增加量與吸水前厚度

之比。

??吸水率(WaterAbsorption)：試件吸水后重量增加量與吸水前重量之比

??游離甲醛釋放量(FormaldehydeEmission)

(2)力學(xué)性能

靜曲強(qiáng)度(ModulusofRupture)：指板材在承受靜力彎曲時(shí)的強(qiáng)度性能。

MOR=-%

2bh2

??彈性模量(ModulusofElasticity)：板在外力作用下，抵抗彎曲變形的能力。

MOE=------

4bh3y

??平面抗拉強(qiáng)度(InternalBond)：在垂直于板面外力的作用下，板材的破壞程度。

IB=—

S

??握螺釘力(NailandScrewHoldingPower)：撥出擰入規(guī)定深度的木螺釘所需的

力。

??膠合強(qiáng)度(BondStrength)

P=―--

Ax3

表面結(jié)合強(qiáng)度、表面硬度、順紋抗拉強(qiáng)度、橫紋抗拉強(qiáng)度等

(3)耐久性

人造板產(chǎn)品在使用中由于受到氣候的影響，如吸濕受潮、解濕干燥、加熱冷凍等.使

得木材單元和膠粘劑變形，但相互受到膠粘劑的膠合作用，不能自由變形，形成內(nèi)應(yīng)力,

久而久之促使膠層強(qiáng)度變?nèi)醵茐?，最終使產(chǎn)品的物理力學(xué)性能降低直至產(chǎn)品破壞。根

據(jù)影響產(chǎn)品性能變化的主要?dú)夂蛞蛩卦O(shè)計(jì)了許多快速老化試驗(yàn)方法，目前主要采用使人

造板的含水率、溫度差異大的方法來測定殘存的力學(xué)性能，以確定其抗一老化性能。

(4)功能性

防火、防腐、防蟲、耐磨等性能。

.1.4.3人造板的應(yīng)用

表L12人造板應(yīng)用范圍舉例

行業(yè)用途人造板品種備注

內(nèi)外墻板二膠合板、（JSB

膠合板、OSB間隔墻

建筑房屋膠合板、OSB、刨花板、比合地板地板

復(fù)合工字梁擱板

水泥模板膠合板等

裝飾薄膠合板、各種貼面人造板

廚房家具膠合板、刨花板、細(xì)木工板、MDF等柜體材料

房內(nèi)家具（同上）

家H

辦公室（同上）

會(huì)議（同上）

客房（同上）

車廂板膠合板、OSB

車輛

隔板（同上）

設(shè)備（同上）

包裝儀器（同上）

物品（同上）

1.5人造板生產(chǎn)方法

1.5.1人造板生產(chǎn)方法

??干法：單元含水率在15%以下

??半干法：單元含水率在30%以上

??濕法：單元含水率在100%以上

1.5.2三種人造板生產(chǎn)工藝流程

??膠合板

一干燥一一剪切、

原木---截?cái)?---熱處理----剝皮----定中心----旋切/

切——干燥/

修補(bǔ)---涂膠----組坯----預(yù)壓----熱壓----冷卻----裁邊----砂光---分等一

一檢驗(yàn)---入庫

??刨花板

原料---刨花制備---干燥----分選----拌膠----鋪裝----預(yù)壓----熱壓----后處

理---檢驗(yàn)----入庫

??纖維板

/漿料處理、

原料一一備料——纖維分離（[:成型一一預(yù)壓一一熱壓

、干燥一一施膠/

---后期處理----檢驗(yàn)----入庫

1.6人造板標(biāo)準(zhǔn)

1.6.1國際標(biāo)準(zhǔn)

國際標(biāo)準(zhǔn)是指國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國際電工委員會(huì)（IEC）所制定的標(biāo)準(zhǔn)，以

及ISO確認(rèn)并公布的國際組織和其他國際組織（如國際計(jì)量局（BIPM）、聯(lián)合國教科文

組織（UNESCO）、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）等）制定的標(biāo)準(zhǔn)。

1.6.2國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)

美國ANSI,德國DIN,英國BS,日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS,日本農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)JAS等。

1.6.3國際上通行的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

美國試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)（ASTM）。美國機(jī)械上程師協(xié)會(huì)（ASME）等制定的標(biāo)準(zhǔn)。

2.原料

本章主要內(nèi)容：

2.1木質(zhì)及非木質(zhì)原料2學(xué)時(shí)

2.2膠粘劑及其他添加劑2學(xué)時(shí)

2.3貼面材料1.5學(xué)時(shí)

2.4原料的貯存與保管0.5學(xué)時(shí)

2.5剝皮與去皮

本章重點(diǎn)內(nèi)容：

??人造板原料的基本性質(zhì)

??不同人造板產(chǎn)品適用原料的選擇原則

??不同原料的貯存方法

2.1木質(zhì)及非木質(zhì)原料

2.1.1木質(zhì)原料

2.1.1.1木質(zhì)原料的特性

木質(zhì)原料的基本性質(zhì)包括：物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、加工性質(zhì)等。前三項(xiàng)

為基本性質(zhì)，后一項(xiàng)包括刨、鋸、旋、油漆、膠粘、干燥、防腐等，與木材的基本性質(zhì)

和木材構(gòu)造有關(guān)。了解木材的基本性質(zhì)，對(duì)木材的加工和利用有重要意義。

（1）（1）木材的物理性質(zhì)

木材的物理性質(zhì)指不改變木材的化學(xué)成分，也無外界機(jī)械力的作用，就能了解的性

質(zhì)，包括密度、水分與脹縮、電學(xué)、熱學(xué)和聲學(xué)等性質(zhì)。前二者與木材的一般加工利用

有密切的關(guān)系。

A.A.密度

??定義

密度：單位體積木材的質(zhì)量。Q=m/V

木材體積由細(xì)胞壁物質(zhì)和顯微孔隙（胞腔、胞間隙、紋孔等）和超微孔隙（微

纖絲之間的孔隙）構(gòu)成，因而有體積密度和實(shí)質(zhì)密度之分。

體積密度：單位體積（木材自然狀態(tài)下的體積，即包括孔隙）木材的質(zhì)量。

實(shí)質(zhì)密度：單位體積（木材密實(shí)狀態(tài)下的體積，不含任何孔隙）木材的質(zhì)量。

木材的實(shí)質(zhì)密度與樹種關(guān)系很小，基本相同1.46~4.56,通常取平均值1.5g/cn?。

木材密度受含水率的影響較大，根據(jù)木材不同的含水率，密度可分為：

基本密度P尸絕干材重量/生材體積

生材密度P,=生材重量/生材體積

氣干密度P"氣干材重量/氣干材體積

絕干密度P0=絕干材重量/絕干材體積

通常用氣十密度和基本密度。

??影響木材密度的因素：含水率、木材構(gòu)造、抽提物等，而木材的構(gòu)造和抽提物

又受樹齡、樹干部位、立地條件的影響。

??密度對(duì)產(chǎn)品性能的影響：木材的強(qiáng)度和韌性隨密度的變化而變化。

B.木材中的水分與脹縮

??木材中的水分：通常以三種形式存在

①自由水一一存在于大毛細(xì)管內(nèi)（細(xì)胞腔內(nèi)）的水分

②吸著水一一存在于微毛細(xì)管內(nèi)（細(xì)胞壁內(nèi)）的水分

③化合水一一不數(shù)與木材分子化學(xué)結(jié)合的水分

??木材中不同形式水分對(duì)木材性能的影響

①①自由水：一般在微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的水分達(dá)到飽和時(shí)才存在，其容量很大，有可

能使木材的絕對(duì)含水率超過100%。自由水的增加或減少不引起木材尺寸的脹縮。

也不影響木材的強(qiáng)度。只影響木材的重量、保存性和燃燒性等。

②②吸著水：存在于細(xì)胞壁中，直接影響木材的脹縮與強(qiáng)度。

③③纖維飽和點(diǎn)：當(dāng)木材細(xì)胞腔內(nèi)的水分完全蒸發(fā)，而細(xì)胞壁的吸著水沒散失時(shí)，

或當(dāng)木材細(xì)胞壁吸滿吸著水，即細(xì)胞壁水分達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，但細(xì)胞腔內(nèi)完全沒

有水分時(shí)，此時(shí)木材含水狀態(tài)稱為纖維飽和點(diǎn)。纖維飽和點(diǎn)的含水率因樹種不同

而有差別，通常約為30虬

纖維飽和點(diǎn)是木材材性變異的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

當(dāng)木材含水率大于纖維飽和點(diǎn)時(shí)：木材中水分的增加與減少即為自由水的變

化。

當(dāng)木材含水率小于纖維飽和點(diǎn)時(shí)，木材中水分的增加與減少即為吸著水的變

化。

??木材的脹縮

縱向收縮率：0.1%

徑向收縮率：3-7%

弦向收縮率：6-14%

(2)(2)木材的力學(xué)性質(zhì)

A.木材力學(xué)性質(zhì)

強(qiáng)度：木材抵抗外部機(jī)械力作用(包括拉伸、壓縮、剪切、彎曲等)的能力。

各向異性：在縱向、徑向和弦向上木材的強(qiáng)度各不相同。

B.影響木材力學(xué)性質(zhì)的因素

??木材缺陷

??木材密度

??木材含水率

(3)(3)木材的化學(xué)性質(zhì)

A木材化學(xué)組成

??化學(xué)組成

有機(jī)物質(zhì)細(xì)胞壁物質(zhì)(存在于細(xì)胞壁中)：纖維素、半纖維素、木素

非細(xì)胞壁物質(zhì)(存在于細(xì)胞間隙和細(xì)胞腔內(nèi))：抽提物

無機(jī)物質(zhì)小于1%的灰分

??不同樹種的化學(xué)組成

溫帶針葉材溫帶闊葉材

纖維素42±2%45±2%

半纖維素27±2%30±5%

木素28±3%20±4%

抽提物3±2%5±3%

①①纖維素：針葉材與闊葉材相近；半纖維素：針葉材小于闊葉材；木素：針葉材大于

闊葉材

②②同一株樹中，纖維素：樹干大于枝梗；抽提物：樹干小于枝梗

③③樹皮中纖維素、半纖維素含量少，抽提物含量高，木素含量變化大

B.主要組分的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

①①纖維素

??分子結(jié)構(gòu)：纖維素是不溶于水的簡單聚糖。大量D-葡萄糖基通過1,4位碳原

子上的P一貳鍵連接而成的直鏈巨分子化合物。羥基是主要官能團(tuán)

分子式：（C6Hio05）n,式中C6H10O5為葡萄糖基，n為聚合度，天然狀態(tài)下大于lOOOOo

大分子一一微纖絲（結(jié)晶區(qū)，非結(jié)晶區(qū)）一一原纖維一一纖維一一木材

??物理性質(zhì)：白色、無臭、無味、各向異性，密度1.52~1.56,比熱在0.32左右。

無定型區(qū)有大量的游離羥基，易吸引水分子，形成氫鍵。這些被吸附的為稱為結(jié)合

水。當(dāng)吸附水量達(dá)飽和以后，水不能再與纖維素產(chǎn)生結(jié)合力，這些水稱為游離水。

纖維素定型區(qū)占百分比越大，結(jié)合水越多，吸濕性越大。

??力學(xué)性質(zhì)：強(qiáng)度取決于分子鏈之間的結(jié)合力。結(jié)晶度越高，定向性越好，強(qiáng)度

越大。當(dāng)聚合度小于700時(shí)，隨著聚合度的增加，強(qiáng)度顯著提高。

當(dāng)聚合主小于200時(shí)，纖維素幾乎喪失強(qiáng)度。

??化學(xué)性質(zhì)：降解反應(yīng)

降解：用物理、化學(xué)或物理化學(xué)方法使高分子化合物分子尺寸減小，聚合度降低的

現(xiàn)象。

高分子化合物的降解包括水解、氧化和熱解三類。水解又分為酸性和堿性水解降解。

在人造板中常發(fā)生兩種降解：酸性水解降解和熱解降解。

酸性水解降解：纖維素在酸的作用下,縮醛連接（8一成鍵）斷裂，產(chǎn)生水解反應(yīng),

纖維素的聚合度下降，還原能力增加，吸濕性增強(qiáng)，機(jī)械性能下降等。在人造板生產(chǎn)中，

酸性來自于原料在高溫下蒸煮時(shí)，糖類物質(zhì)分解的有機(jī)酸（如甲酸、乙酸），起到催化

作用。

熱解降解：高分子物質(zhì)因受熱而產(chǎn)生聚合度降低的作用。纖維素?zé)峤到獾某潭扰c溫

度高低、作用時(shí)間的長短及介質(zhì)的水分和氧氣含量有密切關(guān)系。

②半纖維素（戊聚糖）

指除纖維素以外的所有非纖維素碳水化合物（少量果膠質(zhì)與淀粉除外）的總稱。

??分子結(jié)構(gòu)

半纖維素由兩種或兩種以上單糖基構(gòu)成的非均一結(jié)構(gòu)的聚糖。分子式：（C6H8。4）

纖維素半纖維素

單一糖基，單一玳鍵多種糖基，多種貳鍵

直鏈巨型多個(gè)支側(cè)鏈

聚合度大于10000主鏈聚合度約200

結(jié)晶區(qū)、無定型區(qū)無定型物質(zhì)

??性質(zhì)

①①半纖維素聚合度彳氐，強(qiáng)度低;.

②②半纖維嚏為無定型物質(zhì)，含著大量游離-OH,易吸濕。其含量過高，影響人造板的

尺寸穩(wěn)定性。

③③半纖維素中含有多種糖基和不同的連接方式，有的可以被酸溶解，有的可以被堿破

壞，故易降解。在人造板生產(chǎn)過程中，凡有水、熱作用工序都會(huì)出現(xiàn)程度不同的半纖

維素反應(yīng)。

③木素

木素在植物纖維中與半纖維素共同構(gòu)成結(jié)構(gòu)殼物質(zhì)，存在于胞間層與細(xì)胞壁上微纖維之

間。

??分子結(jié)構(gòu)

木素是一類復(fù)雜的芳香族化合物，基本單元是苯丙烷，通過酸鍵和碳一碳鍵連接成

體型大分子，是無定型物質(zhì)。其主要官能團(tuán)有：甲氧基、羥基、粉基、烯醛基和烯醇基

等。分子量較大，800-10000o

??性質(zhì)

顏色：白色或淡黃色，分離木素具有較深的顏色，與相應(yīng)試劑有顏色反應(yīng)。

熔點(diǎn)：熱塑性物質(zhì)，無定型結(jié)構(gòu)決定其無固定熔點(diǎn)。熔點(diǎn)隨樹種、含水率變化。通常針

葉材（170780）大于闊葉材（140~150）,隨含水率的增加而下降。木素的熱塑性是人

造板生產(chǎn)工藝條件制定的主要依據(jù)，特別是纖維板生產(chǎn)中它是纖維分離和重新組合的重

要條件之一o

降解：受水熱作用產(chǎn)生水解降解，程度：半纖維素＞纖維素＞木素

縮合：水熱作用產(chǎn)生有機(jī)酸，使木素降解活化，在熱的繼續(xù)作用下，又重新縮合。木質(zhì)

原料經(jīng)蒸煮，大于110度則降解，開始軟化，達(dá)到130度時(shí)，木素縮合開始，此后降解

與縮合同時(shí)存在，在140~160度時(shí)，木素縮合加速。水的存在促進(jìn)木素的縮合，起保護(hù)

作用。

與

抽提物是指除構(gòu)成細(xì)胞壁物質(zhì)的纖維素，半纖維素和木素以外，經(jīng)中性溶劑（水，

乙醇、苯、乙酸、水蒸汽或稀酸、稀堿溶液抽提出來物質(zhì)的總稱（所有內(nèi)含物）。

含量少的約為1%，多的超過40%。含量隨樹種、樹齡、樹干部位以及生長立地條

件不同而不同。心材大于邊材。

抽提物將影響人造板產(chǎn)品的質(zhì)量，并對(duì)設(shè)備造成腐蝕。

抽提物與原料的酸堿性（pH值）有關(guān)。一般木材呈酸性，pH=4.0~6.1,主要因?yàn)?/p>

原料中含有醋酸、蟻酸、樹脂酸及其他酸性物質(zhì)。此外，原料在貯存過程中含酸量會(huì)不

斷增加。在干燥過程中，由于半纖維素乙?；舛闪擞坞x醋酸。

原料的酸堿性對(duì)人造板制造有重要影響，比如膠合時(shí)，堿性物質(zhì)不利于UF膠的固

化。

2.1.1.2膠合板生產(chǎn)木質(zhì)原料

（1）