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MDI低密度纤维板制备工艺和性能研究

娄衡 潘大卫 张扬 于志明

娄衡, 潘大卫, 张扬, 于志明. MDI低密度纤维板制备工艺和性能研究[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(2): 134-139. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180297
引用本文: 娄衡, 潘大卫, 张扬, 于志明. MDI低密度纤维板制备工艺和性能研究[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(2): 134-139. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180297
Lou Heng, Pan Dawei, Zhang Yang, Yu Zhiming. Preparation process and properties of MDI low density fiberboard[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(2): 134-139. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180297
Citation: Lou Heng, Pan Dawei, Zhang Yang, Yu Zhiming. Preparation process and properties of MDI low density fiberboard[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(2): 134-139. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180297

MDI低密度纤维板制备工艺和性能研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20180297
基金项目: 

引进国际先进林业科学技术项目 2015-4-50

详细信息
    作者简介:

    娄衡。主要研究方向:轻质人造板。Email: 1554952533@qq.com 地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学材料学院

    责任作者:

    于志明,教授,博士生导师。主要研究方向:木质复合材料与胶黏剂。Email: yuzhiming@bjfu.edu.cn 地址:同上

  • 中图分类号: S792.39

Preparation process and properties of MDI low density fiberboard

  • 摘要: 目的低密度纤维板具有质量轻、吸音降噪等优点,可广泛应用于非结构用途的家具制造、建筑装饰、包装、电器设备等领域。与中密度纤维板相比,低密度纤维板具有力学性能低的缺点,使用“三醛胶”制备的低密度纤维板,力学性能难以达到要求,且甲醛释放量较大。因此,本研究选用胶合强度高、无甲醛释放的异氰酸酯(MDI)为胶黏剂,制备性能较优的MDI低密度纤维板。方法以纤维含水率、细纤维质量分数和热压曲线为工艺参数,通过分析各参数对板材物理力学性能的影响,得出MDI低密度纤维板较优的制备工艺。结果提高纤维含水率,适当延长低压作用时间,可增加表芯层密度比,从而提高静曲强度和弹性模量,但内结合强度略有下降;增加粗纤维的质量分数可有效提高静曲强度和弹性模量,内结合强度降低,吸水厚度膨胀率略有增加。本研究得出的MDI低密度纤维板较优的制备工艺为:纤维含水率16%,热压曲线C,细纤维质量分数60%。通过保温系数和甲醛释放量测定,发现MDI低密度纤维板与同等密度的保温材料相比具有较好的保温性能,甲醛释放量较低。结论本研究中制备的MDI低密度纤维板各项性能均可以满足LY/T 1718—2017《低密度和超低密度纤维板》中干燥状态下使用的家具型低密度纤维板的性能要求,在家具制造、保温建筑材料等领域具有广泛的应用空间。

     

  • 图  1  热压曲线

    Figure  1.  Hot-press curves

    图  2  不同纤维含水率MDI低密度纤维板的断面密度分布曲线

    Figure  2.  Vertical density profile of MDI LDFs of different fiber moisture contents

    图  3  不同热压曲线MDI低密度纤维板的断面密度分布曲线

    Figure  3.  Vertical density profile of MDI LDFs of different hot-press curves

    图  4  细纤维质量分数对板材MOR、MOE的影响

    Figure  4.  Effects of fine fiber mass fraction on MOR and MOE

    图  5  细纤维质量分数对板材IB、吸水厚度膨胀率的影响

    Figure  5.  Effects of fine fiber mass fraction on IB and TS

    表  1  细纤维形态和分布

    Table  1.   Fine fiber shape and composition

    目数Mesh number <40 40~60 60~80 80~100 >100
    质量分数Mass fraction 18.4% 23.4% 17.9% 9.7% 30.6%
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    表  2  粗纤维形态和分布

    Table  2.   Crude fiber shape and composition

    目数Mesh number <20 20~40 >40
    质量分数Mass fraction 40.3% 30.6% 29.1%
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    表  3  不同纤维含水率对板材性能的影响

    Table  3.   Effects of different fiber moisture contents on properties of LDF

    纤维含水率
    Fiber moisture content/%
    MOR/
    MPa
    MOE/
    MPa
    IB/
    MPa
    TS/%
    8 15.34 1 648 0.62 12.30
    12 17.74 1 848 0.51 12.00
    16 20.66 2 188 0.47 9.90
    标准值Standard value 20 1 700 0.45 16
    注:MOR代表静曲强度,MOE代表弹性模量,IB代表内结合强度,TS代表吸水厚度膨胀率。Notes: MOR means modulus of rupture, MOE means modulus of elastic, IB means internal bond strength,and TS means thickness swelling.
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    表  4  不同热压曲线对板材性能的影响

    Table  4.   Effects of different hot-press curves on properties of LDFs

    热压曲线
    Hot-press curve
    MOR/
    MPa
    MOE/
    MPa
    IB/
    MPa
    TS/%
    A 17.43 1 684 0.41 14.50
    B 19.30 1 760 0.46 12.60
    C 21.86 2 082 0.42 12.10
    标准值Standard value 20 1 700 0.45 16
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    表  5  MDF、松木和4种保温材料与LDF的导热系数对比

    Table  5.   Comparison of thermal conductivity between MDF, pine and four insulation materials and LDF

    材料
    Material
    导热系数
    Thermal conductivity/
    (W·m-1·K-1)
    密度
    Density/
    (kg·m-3)
    LDF 0.087 564
    MDF 0.110 687
    石膏保温砂浆[15]Gypsum insulation mortar 0.085 500
    石棉水泥板[15]Asbestos cement board 0.128 500
    泡沫混凝土[15] Foam concrete 0.110 525
    加气混凝土[15] Aerated concrete 0.174 566
    松木(垂直纹理方向)[15] Pine wood (vertical texture direction) 0.174 550
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-20
  • 修回日期:  2018-10-23
  • 刊出日期:  2019-02-01

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