改性劑添加量對難燃中密度纖維板內結合強度的影響

張興華+張旭+李欣弘+徐傳禎

摘 要：利用改性劑加入人造板中使其具有環保價值是目前人造板研究和新產品開發的重要發展方向之一，而改性劑添加后對人造板性能是否產生嚴重影響，一直受到國內外企業的重視。文章通過實驗表明：粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內結合強度數值得到提高，其最內表結合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%；在提高難燃中密度纖維板的內結合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

關鍵詞：改性劑添加量；難燃中密度纖維板；內結合強度

難燃中密度纖維板生產過程中，因改性劑的成分影響（大部分為化學改性劑），導致成品板的使用范圍受限或達不到綠色環保的標準（甲醛釋放量）是國內普遍存在的問題。達不到標準影響了國內產品的輸出，也間接導致了原材料的浪費。改性劑，顧名思義就是改變某一性質提高產品性能，但這些改性是在盡可能不影響其他性能的前提下才有實際的改性意義和價值。本文旨在利用改性劑降低人造板甲醛釋放量下，同時降低施膠量的前提下，來研究改性劑類型及添加加量對難燃中密度纖維板靜曲強度的影響。

1 研究方法及原料與設備

1.1 熱壓曲線

本研究選取三段式的熱壓曲線如圖1所示。

圖1 兩段式熱壓曲線

表1 試驗設計方案

序 號 調節劑% 調節劑加入量g

D-1 2 3.6

D-2 4 7.2

D-3 6 10.8

D-4 8 14.4

D-5 10 18

W-1 2 3.6

W-2 4 7.2

W-3 6 10.8

W-4 8 14.4

W-5 10 18

N-01

1.2 實驗設計

根據生產線實際情況，確定熱壓壓力、熱壓時間、熱壓溫度、壓板閉合速度、纖維含水率等為主要影響因素。本實驗選用熱壓壓力1.5～7MPa，熱壓時間225s，熱壓溫度160℃，固化劑g1.56g，施膠量180g，壓板閉合速度4.83 mm/s，難燃中密度纖維含水率10%。

1.2.1 單因素實驗設計

詳細的設計方案看表1（D-粉狀，W-膏狀，N-未添加改性劑）。

1.2.2 對比實驗設計

為了確定動物膠改性劑的添加對板材有何影響，每種將選取5個試驗方案，膏狀板材的平均值與未加改性劑的板材的性能做數據比較來確定改性劑對板材的影響。

1.3 實驗主要原料

木材纖維 硬雜木纖維 長白山森工集團和龍人造板有限公司

膠黏劑 脲醛膠

固化劑 氯化銨

改性劑 動物蛋白膠（膏狀，粉狀）

阻燃劑 A型阻燃劑

1.4 實驗的主要儀器設備

實驗中主要使用的儀器如下：

恒溫恒濕干燥箱 202-1 龍口市電爐制造廠

拌膠機 自制

四柱式平板硫化機 XLR-1000KN型 鄭州鑫宏機器制造有限公司

液壓式萬能力學試驗機 MWE-40A 濟南試驗機廠

1.5 實驗檢測標準

按國標GB/T17657-1999制作試件，并用萬能力學試驗機測試其力學性能。

3 實驗數據處理與結果分析

根據我企業生產線實際情況，確定熱壓參數后，將動物膠改性劑的添加量定為單一變量進行試驗，實驗結果如下。

3.1 粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響如圖2所示。

圖2 粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

圖3 膏狀改性劑添加量對難燃中密度纖維板內結合強度的影響

圖2的內結合強度是添加了粉狀改性劑（D1 – D5）板材的內結合強度測試結果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內結合強度也整體呈上升趨勢。由數據分析D1

3.2 膏狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

膏狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響如圖3所示。

圖3的內結合強度是添加了膏狀改性劑（W1-W5）板材的內結合強度測試結果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內結合強度也整體呈下降趨勢。由數據分析W5

根據以上數據得出 D5>W2>W3>D4>W1>D3。最優方案為D5

3.3 對比試驗結果

下表4為各選取添加了粉，膏狀改性劑的5個試驗板材的內結合強度測試結果的平均值并通過與未加改性劑板材的內結合強度數據比較結果。

圖4 改性劑添加量對難燃中密度纖維板內結合強度的影響

圖4的內結合強度是在各類型板材中選取了平均值后的內結合強度的數據對比結果，可以看出添加了動物膠改性劑的板材的內結合強度都高于未添加改性劑板材（N）的內結合強度，其中，添加了粉狀改性劑板材（D）的內結合強度略高于添加了膏狀改性劑板材（W）的內結合強度。由N

4 結論

根據以上實驗結果及分析可以得出如下結論：

4.1 粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內結合強度數值得到提高，其最佳添加量為10%。

4.2 膏狀動物膠改性劑的添加量的提高可使難燃中密度纖維板的表結合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%。

4.3 在提高中密度纖維板的表結合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

參考文獻

[1] 高金貴，鄒志平等.環保型動物角蛋白改性劑對膠合板性能的影響[J].林業科技，2014，39（212）：26-29.

[2] Hua YuKun，Zhou Dingguo.The development of wood composites in China proceedings 32Nd international particalboard/composite materials symposium W.S.U.[C].1998，65-74.

[3] 林峰.纖維板生產企業原材料資源戰略[D].南京林業大學碩士論文，2007.

作者簡介：張興華（1960.09- ），男，高級工程師，長白山森工集團和龍人造板有限公司有限公司省級企業技術中心主任、副總工程師，現從事人造板生產及技術研發工作。

摘 要：利用改性劑加入人造板中使其具有環保價值是目前人造板研究和新產品開發的重要發展方向之一，而改性劑添加后對人造板性能是否產生嚴重影響，一直受到國內外企業的重視。文章通過實驗表明：粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內結合強度數值得到提高，其最內表結合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%；在提高難燃中密度纖維板的內結合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

關鍵詞：改性劑添加量；難燃中密度纖維板；內結合強度

難燃中密度纖維板生產過程中，因改性劑的成分影響（大部分為化學改性劑），導致成品板的使用范圍受限或達不到綠色環保的標準（甲醛釋放量）是國內普遍存在的問題。達不到標準影響了國內產品的輸出，也間接導致了原材料的浪費。改性劑，顧名思義就是改變某一性質提高產品性能，但這些改性是在盡可能不影響其他性能的前提下才有實際的改性意義和價值。本文旨在利用改性劑降低人造板甲醛釋放量下，同時降低施膠量的前提下，來研究改性劑類型及添加加量對難燃中密度纖維板靜曲強度的影響。

1 研究方法及原料與設備

1.1 熱壓曲線

本研究選取三段式的熱壓曲線如圖1所示。

圖1 兩段式熱壓曲線

表1 試驗設計方案

序 號 調節劑% 調節劑加入量g

D-1 2 3.6

D-2 4 7.2

D-3 6 10.8

D-4 8 14.4

D-5 10 18

W-1 2 3.6

W-2 4 7.2

W-3 6 10.8

W-4 8 14.4

W-5 10 18

N-01

1.2 實驗設計

根據生產線實際情況，確定熱壓壓力、熱壓時間、熱壓溫度、壓板閉合速度、纖維含水率等為主要影響因素。本實驗選用熱壓壓力1.5～7MPa，熱壓時間225s，熱壓溫度160℃，固化劑g1.56g，施膠量180g，壓板閉合速度4.83 mm/s，難燃中密度纖維含水率10%。

1.2.1 單因素實驗設計

詳細的設計方案看表1（D-粉狀，W-膏狀，N-未添加改性劑）。

1.2.2 對比實驗設計

為了確定動物膠改性劑的添加對板材有何影響，每種將選取5個試驗方案，膏狀板材的平均值與未加改性劑的板材的性能做數據比較來確定改性劑對板材的影響。

1.3 實驗主要原料

木材纖維 硬雜木纖維 長白山森工集團和龍人造板有限公司

膠黏劑 脲醛膠

固化劑 氯化銨

改性劑 動物蛋白膠（膏狀，粉狀）

阻燃劑 A型阻燃劑

1.4 實驗的主要儀器設備

實驗中主要使用的儀器如下：

恒溫恒濕干燥箱 202-1 龍口市電爐制造廠

拌膠機 自制

四柱式平板硫化機 XLR-1000KN型 鄭州鑫宏機器制造有限公司

液壓式萬能力學試驗機 MWE-40A 濟南試驗機廠

1.5 實驗檢測標準

按國標GB/T17657-1999制作試件，并用萬能力學試驗機測試其力學性能。

3 實驗數據處理與結果分析

根據我企業生產線實際情況，確定熱壓參數后，將動物膠改性劑的添加量定為單一變量進行試驗，實驗結果如下。

3.1 粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響如圖2所示。

圖2 粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

圖3 膏狀改性劑添加量對難燃中密度纖維板內結合強度的影響

圖2的內結合強度是添加了粉狀改性劑（D1 – D5）板材的內結合強度測試結果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內結合強度也整體呈上升趨勢。由數據分析D1

3.2 膏狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

膏狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響如圖3所示。

圖3的內結合強度是添加了膏狀改性劑（W1-W5）板材的內結合強度測試結果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內結合強度也整體呈下降趨勢。由數據分析W5

根據以上數據得出 D5>W2>W3>D4>W1>D3。最優方案為D5

3.3 對比試驗結果

下表4為各選取添加了粉，膏狀改性劑的5個試驗板材的內結合強度測試結果的平均值并通過與未加改性劑板材的內結合強度數據比較結果。

圖4 改性劑添加量對難燃中密度纖維板內結合強度的影響

圖4的內結合強度是在各類型板材中選取了平均值后的內結合強度的數據對比結果，可以看出添加了動物膠改性劑的板材的內結合強度都高于未添加改性劑板材（N）的內結合強度，其中，添加了粉狀改性劑板材（D）的內結合強度略高于添加了膏狀改性劑板材（W）的內結合強度。由N

4 結論

根據以上實驗結果及分析可以得出如下結論：

4.1 粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內結合強度數值得到提高，其最佳添加量為10%。

4.2 膏狀動物膠改性劑的添加量的提高可使難燃中密度纖維板的表結合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%。

4.3 在提高中密度纖維板的表結合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

參考文獻

[1] 高金貴，鄒志平等.環保型動物角蛋白改性劑對膠合板性能的影響[J].林業科技，2014，39（212）：26-29.

[2] Hua YuKun，Zhou Dingguo.The development of wood composites in China proceedings 32Nd international particalboard/composite materials symposium W.S.U.[C].1998，65-74.

[3] 林峰.纖維板生產企業原材料資源戰略[D].南京林業大學碩士論文，2007.

作者簡介：張興華（1960.09- ），男，高級工程師，長白山森工集團和龍人造板有限公司有限公司省級企業技術中心主任、副總工程師，現從事人造板生產及技術研發工作。

摘 要：利用改性劑加入人造板中使其具有環保價值是目前人造板研究和新產品開發的重要發展方向之一，而改性劑添加后對人造板性能是否產生嚴重影響，一直受到國內外企業的重視。文章通過實驗表明：粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內結合強度數值得到提高，其最內表結合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%；在提高難燃中密度纖維板的內結合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

關鍵詞：改性劑添加量；難燃中密度纖維板；內結合強度

難燃中密度纖維板生產過程中，因改性劑的成分影響（大部分為化學改性劑），導致成品板的使用范圍受限或達不到綠色環保的標準（甲醛釋放量）是國內普遍存在的問題。達不到標準影響了國內產品的輸出，也間接導致了原材料的浪費。改性劑，顧名思義就是改變某一性質提高產品性能，但這些改性是在盡可能不影響其他性能的前提下才有實際的改性意義和價值。本文旨在利用改性劑降低人造板甲醛釋放量下，同時降低施膠量的前提下，來研究改性劑類型及添加加量對難燃中密度纖維板靜曲強度的影響。

1 研究方法及原料與設備

1.1 熱壓曲線

本研究選取三段式的熱壓曲線如圖1所示。

圖1 兩段式熱壓曲線

表1 試驗設計方案

序 號 調節劑% 調節劑加入量g

D-1 2 3.6

D-2 4 7.2

D-3 6 10.8

D-4 8 14.4

D-5 10 18

W-1 2 3.6

W-2 4 7.2

W-3 6 10.8

W-4 8 14.4

W-5 10 18

N-01

1.2 實驗設計

根據生產線實際情況，確定熱壓壓力、熱壓時間、熱壓溫度、壓板閉合速度、纖維含水率等為主要影響因素。本實驗選用熱壓壓力1.5～7MPa，熱壓時間225s，熱壓溫度160℃，固化劑g1.56g，施膠量180g，壓板閉合速度4.83 mm/s，難燃中密度纖維含水率10%。

1.2.1 單因素實驗設計

詳細的設計方案看表1（D-粉狀，W-膏狀，N-未添加改性劑）。

1.2.2 對比實驗設計

為了確定動物膠改性劑的添加對板材有何影響，每種將選取5個試驗方案，膏狀板材的平均值與未加改性劑的板材的性能做數據比較來確定改性劑對板材的影響。

1.3 實驗主要原料

木材纖維 硬雜木纖維 長白山森工集團和龍人造板有限公司

膠黏劑 脲醛膠

固化劑 氯化銨

改性劑 動物蛋白膠（膏狀，粉狀）

阻燃劑 A型阻燃劑

1.4 實驗的主要儀器設備

實驗中主要使用的儀器如下：

恒溫恒濕干燥箱 202-1 龍口市電爐制造廠

拌膠機 自制

四柱式平板硫化機 XLR-1000KN型 鄭州鑫宏機器制造有限公司

液壓式萬能力學試驗機 MWE-40A 濟南試驗機廠

1.5 實驗檢測標準

按國標GB/T17657-1999制作試件，并用萬能力學試驗機測試其力學性能。

3 實驗數據處理與結果分析

根據我企業生產線實際情況，確定熱壓參數后，將動物膠改性劑的添加量定為單一變量進行試驗，實驗結果如下。

3.1 粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響如圖2所示。

圖2 粉狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

圖3 膏狀改性劑添加量對難燃中密度纖維板內結合強度的影響

圖2的內結合強度是添加了粉狀改性劑（D1 – D5）板材的內結合強度測試結果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內結合強度也整體呈上升趨勢。由數據分析D1

3.2 膏狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響

膏狀改性劑添加量對纖維板內結合強度的影響如圖3所示。

圖3的內結合強度是添加了膏狀改性劑（W1-W5）板材的內結合強度測試結果，可以看出隨著改性劑的添加量增加，內結合強度也整體呈下降趨勢。由數據分析W5

根據以上數據得出 D5>W2>W3>D4>W1>D3。最優方案為D5

3.3 對比試驗結果

下表4為各選取添加了粉，膏狀改性劑的5個試驗板材的內結合強度測試結果的平均值并通過與未加改性劑板材的內結合強度數據比較結果。

圖4 改性劑添加量對難燃中密度纖維板內結合強度的影響

圖4的內結合強度是在各類型板材中選取了平均值后的內結合強度的數據對比結果，可以看出添加了動物膠改性劑的板材的內結合強度都高于未添加改性劑板材（N）的內結合強度，其中，添加了粉狀改性劑板材（D）的內結合強度略高于添加了膏狀改性劑板材（W）的內結合強度。由N

4 結論

根據以上實驗結果及分析可以得出如下結論：

4.1 粉狀動物膠改性劑的添加量的提高可以使難燃中密度纖維板的內結合強度數值得到提高，其最佳添加量為10%。

4.2 膏狀動物膠改性劑的添加量的提高可使難燃中密度纖維板的表結合強度整體呈下降趨勢。其最佳添加量為4%。

4.3 在提高中密度纖維板的表結合強度性能上，粉狀動物膠改性劑略好于膏狀動物膠改性劑。

參考文獻

[1] 高金貴，鄒志平等.環保型動物角蛋白改性劑對膠合板性能的影響[J].林業科技，2014，39（212）：26-29.

[2] Hua YuKun，Zhou Dingguo.The development of wood composites in China proceedings 32Nd international particalboard/composite materials symposium W.S.U.[C].1998，65-74.

[3] 林峰.纖維板生產企業原材料資源戰略[D].南京林業大學碩士論文，2007.

作者簡介：張興華（1960.09- ），男，高級工程師，長白山森工集團和龍人造板有限公司有限公司省級企業技術中心主任、副總工程師，現從事人造板生產及技術研發工作。