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文档简介
1、湖南省地方标准重金属生态富集红麻人造板绿色制造技术规范(征求意见稿)编制说明二二二年三月二日1、 工作简况1、技术规范制订的目的与意义传统的人造板是以木材为原料,目前中国人造板产量已达近3亿m3,而随着世界各国对森林资源的保护和林木采伐量的限制,为了满足人类对木质资源的需求,开发各种非木材纤维资源变得越来越迫切。我国很早就开发了以农作物秸秆为原料的人造板且应用于工业化生产,应用最广的是稻草秸秆和麦秸秆。红麻是一年生草本韧皮纤维作物,传统是用于麻纺工业,近年来关于麻类韧皮纤维人造板方面的研究也越来越多。麻类的构造可分为韧皮部和木质芯部两大部分,麻类的韧皮纤维和木质部纤维形态上差异很大,麻类的木质
2、部、壁薄、髓部和细纤维多,而作为一种农业加工剩余物,麻类人造板主要就是利用的麻类木质芯部或韧皮纤维。麻类韧皮纤维主要是由长的厚壁纤维组成,其特点是纤维长、光滑,适合于造纸,可以使用麻类韧皮纤维直接来生产高强轻质板材。麻类的韧皮纤维长且拉力强,因此可直接用麻类的韧皮纤维经多层层压加工成板材,这种麻类板具有重量轻、透气性好、强度大等特点,可用于木质住宅和木结构墙壁的板材。利用麻类来生产的各种板材具有绿色环保的特点,轻质、保温、吸声性能好等许多特有的优点,应用前景广阔。同时,麻类作物的生长可以有效吸附和富集土壤中的重金属成分,对土壤和生态环境的修复具有重要作用。韧皮纤维作为重金属富集最集中的部位,其
3、综合利用决定着麻类作物吸附重金属的效用。在土壤重金属植物修复领域以前的研究和实践中,富集重金属的作物秸秆通常通过焚烧掩埋的方法进行处理,这种做法并不能将重金属从土壤中完全带走,且无可持续性。韧皮纤维的人造板化是一种直接有效的集中处理方法,其不仅不作为食品接触用,对人体无危害,而且制作成人造板后,使用期限长,对重金属的存留时间长,是一种对韧皮纤维增值增效利用的典型途径。韧皮纤维制作成人造板材,带动全资源利用和培育-加工产业联动,实现产业升级,提高就业,增加农民收入。目前,脲醛树脂和酚醛树脂是人造板制备中应用最为普遍的胶黏剂,具有生产工艺简单、原料价廉易购、胶合强度好等优点,已广泛应用于人造板及人
4、造板二次加工和室内装饰等领域,其用量约占木材工业总用胶量的80%。但市场上使用的这类树脂胶存在着游离甲醛含量高的严重缺点,存在甲醛释放的危害,甲醛的释放期长达3-15年,装修后短期内不可能完全挥发掉,从而导致室内空气中长期存在甲醛,对人体健康存在严重威胁。脲醛胶的特性决定了其在板材生产过程中可释放出游离甲醛,而单纯降低胶中的甲醛含量同时也降低了胶合强度,导致产品合格率降低,因此,对胶合板生产企业,很多都采取了被动的甲醛掩蔽、吸附、封闭等物理手段,但一旦具备了甲醛释放的条件,甲醛仍会大量挥发,并未从根本上解决甲醛释放源的问题。大豆基胶黏剂作为一种生物质胶黏剂,其原料来源于油脂加工副产物,价格低廉
5、、可再生,具有绿色环保的特性。将其应用于红麻纤维板的制备,生产无醛高性能人造板材,对红麻纤维的综合利用和人造板产业的无醛化和绿色化升级具有重要的现实意义。2001年12月,国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会联合发布了室内装饰装修材料有害物质限量标准,从建筑材料方面杜绝室内空气污染;2001年11月有建设部和国家质量监督检验总局联合发布了民用建筑工程室内环境污染控制规范,对竣工建筑室内污染控制提出了要求;2002年11月,国家质量监督检验检疫总局、卫生部和国家环境保护总局共同颁布了国家标准室内空气质量标准,从保护人体健康角度出发,首次全面规定了室内空气的物理性、化学性、生物性、放射性
6、四类共19个指标的限量值。三个规范(标准)的颁布表明中国政府和公众对室内空气品质的重视。室内空气污染物的来源主要是两个方面的,一是人们在室内活动产生的,如人的行走、吸烟、烹调等可产生SO2、NOx、可吸入颗粒物等。二是建筑材料、装修材料和室内家具中所含的挥发性有机物,在其使用过程中可向室内释放多种挥发性有机物(VOC),如苯、甲苯、甲烷等。室内空气污染物中对人体危害最大的是挥发性有机化合物。现有研究资料表明,因装修板材中甲醛释放超标是室内空气主要污染源,同时,装修板材中甲醛释放具有释放时间长、释放量大,人体感知度低等特点,人们长期生活在甲醛释放超标的环境里极易引发白血病、肺癌、呼吸道疾病等诸多
7、疾病。因醛类胶粘剂给环境到来的影响日益加剧,研发无人工添加甲醛胶粘剂来替代脲醛胶等,可最大限度降低室内甲醛污染、促进室内环境向绿色健康方向发展,保证了人们在室内的健康生活。重金属富集红麻纤维板的生产技术,大大提高了矿区红麻纤维资源化深加工的环保性能,在固定重金属的同时减少因甲醛释放引起的对人体的健康危害,提高家装行业的健康指数。采用大豆淀粉胶黏剂制造重金属富集红麻纤维板产品已成为新一代环保装饰材料发展的重要方向,对于提高人造板产品环保性能和推动农林秸秆资源化关键生产技术的健康发展,具有很大的现实意义。2、任务来源本技术规范是湖南省市场监督管理局标准化制修订项目(湘市监函202133号),起止年
8、限为2021年8月-2022年8月。3、起草单位本文件由湖南艾布鲁环保科技股份有限公司牵头,中国农业科学院麻类研究所和湖南省林业科学院参与,共同负责起草。4、主要工作过程项目下达后,编制工作小组认真学习了中华人民共和国标准法、标准化工作汇编、标准制订等有关文件资料,详细学习了GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则、GB/T 4897-2015 刨花板、行业和地方相关标准,研究确定了技术规范编写的原则和实施方案,并以企业调研、实验数据为依据,全面收集整理我省有关大豆胶红麻板纤维材资源化生产相关资料和文献,其中涉及原辅材料类型和品质的确定、生产工艺体系的构建等。同时还
9、积极向我省相关科研、教学以及技术人员征求、咨询并收集整理相关数据,完成了技术规范初稿,后经编制工作小组认真讨论、补充、完善,形成该技术规范的公开征求意见稿。在公开征求意见阶段,项目组征求到了中国农业科学院麻类研究所、中国林业科学研究院、贵州省林业科学研究院、湖南省林业科学院、湖南农业大学、宜春学院、邵阳草地资源管理中心、湖南闽新人造板有限公司等国内主要从事人造板科研、生产和应用的企事业单位专家的宝贵意见。征求意见单位数8家,收到有效反馈修改意见50条;采纳修改意见37条,未采纳修改意见13条。在认真学习和研究专家建议后,对征求意见稿进行了集中修改,形成了征求意见稿。5、技术规范主要起草人及分工
10、湖南艾布鲁环保科技股份有限公司是该技术规范编制的承担单位,项目参加人员具有多年的秸秆资源化及板材加工、生物质复合材料胶黏剂的生产、制备和加工研究工作经历。主要参加人员及分工见表1。表1 项目主要参加单位及人员分工序号姓 名工作单位专 业职 称分 工1王 栋湖南艾布鲁环保科技股份有限公司环境治理中级工程师主持、技术负责2曾 睿湖南艾布鲁环保科技股份有限公司高分子材料高级工程师标准编制、技术指导3胡志鑫湖南艾布鲁环保科技股份有限公司轻化工程中级工程师资料收集、整理4胡 萧湖南省环境治理行业协议林业中级工程师资料收集、整理5郭 媛中国农业科学院麻类研究所材料科学副研究员技术支持6王 勇湖南省林业科学
11、院木材科学助理研究员技术支持7陈慧湖南艾布鲁环保科技股份有限公司环境保护工程助理工程师资料收集、整理2、 文件的编制原则、主要内容及依据(一)编制原则1.科研实践与实际应用相结合的原则。文件中的技术要素是根据科研实践紧密结合实际应用而确定的,科学而客观地反映了无甲醛大豆基胶黏剂(以豆粕、脱脂豆粉以及大豆蛋白粉为主要原料)在富集重金属红麻纤维板材生产中的工艺规范,具有可操作性和应用的普及性。2.技术先进性和可行性相结合的原则。文件中的技术来源于新的科研实践和成熟的应用经验,具有一定先进性、经济合理性和应用可行性,按现实技术水平和实验条件均可达到,能提高红麻纤维人造板加工企业产品质量和生产效率,提
12、升产业整体科技含量和技术水平。3.大豆基胶黏剂重金属富集红麻纤维板材生产技术规范与其他因素相结合的原则。文件要全面考虑不同指标对技术规范的影响,既要能体现重金属富集红麻纤维板材产品及生产技术和其对应价值的特点,也要兼顾考虑不同企业生产工艺差异对产品质量和性能的影响,以便文件的执行和应用。4.本技术规范按照中华人民共和国标准GB/T 1.1-2020标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规定的要求进行制订,在文件编写模板中编写。(二)编制内容本技术规范是根据湖南省红麻纤维板材生产工艺流程编制,是红麻纤维板材生产的规范化、标准化的直接体现,主要技术内容共包括9章:第1章 范围:规定了本文件的主要
13、技术内容和适用范围。第2章 规范性引用文件:说明了本文件引用文件的版本及规范性。规范依据的法律法规、指标体系等相关标准。第3章 术语和定义:说明了适用于本文件的术语和定义。第4章 基本要求:规范了生产过程中生产安全及消防安全的注意事项,以及对生产环境和生产人员进行了规范。第5章 材料要求:根据大豆胶的特点及生产企业生产现状,本文件在红麻纤维板材生产过程中所需的主要原辅材料类型及品质进行了规范,以保证生产工艺和产品质量的稳定。板芯成型、芯板铺装和表板铺装均采用大豆胶。第6章 设备要求:红麻纤维板材加工设备类型和用途均参考了相关文献资料和企业现有加工设备,同时加工设备的安全性应符合GB/T 185
14、14的规定要求。第7章 生产规范要求:通过对主要重金属富集纤维板材生产企业调研、文献资料的考察以及对相关专家和科研技术人员的咨询,形成了系统规范的生产工艺体系。第8章 产品检测与质量要求:通过引用相关标准,对本文件生产的重金属富集富集重金属的红麻纤维板材甲醛释放量、质量和重金属安全的固定进行了规范和要求。产品甲醛释放限量值为0.05 mg/m3,按GB/T 17657-2013中4.60甲醛释放量测定1 m3气候箱法的规定进行。其它指标及检测方法应符合GB/T 34722-2017、GB/T 33042、SN/T 1634、SN/T 1796和SN/T 2308的要求。第9章 能耗要求:为了加
15、强对节能减排的要求,设立了单独的能耗要求章节,增强了文件的实用性和通用性。生产过程能耗要求应符合LY/T 2071规定。(三)编制依据本技术规范中的各项指标和工艺流程是长期从事我省人造板研究及生产的科技人员及企业技术人员从长期实践经验和研究成果中总结出来的先进适用性技术,并借鉴利用了国家、行业、地方层面上成熟的技术,针对性强,实用性广,对规范我省重金属富集红麻纤维板材生产具有重要意义,对提升我省人造板行业整体水平具有重大的推进作用。通过加大宣传力度,普及文件实施,可极大地提高我省红麻纤维板材生产质量的稳定性和行业技术水平。在省内相关企业开展了相关试验,主要通过严格依据本技术规范开展一定批次的重
16、金属富集红麻纤维板材生产。重金属富集红麻纤维板材生产技术验证试验中,取得了良好的效果。项目组承担了国家重点研发计划项目NO.2017YFE0195300韧皮纤维作物在土壤可持续修复和工业用生物原料生产中的研究与应用中的子课题。在安乡县等多地加工企业开展重金属富集红麻纤维板材生产技术推广示范,为本技术规范的编制提供了坚实的基础。3.1大豆基胶粘黏剂富集重金属红麻纤维板材生产技术示范3.1.1 大豆基胶粘黏剂富集重金属红麻纤维板材生产技术工艺流程如下所示: 图1 红麻韧皮纤维板材成型工艺流程图以大豆胶为粘合剂,运用在芯条指接板组坯、芯板胶接、表板单板胶接等工序,根据不同材料,采用低压保压热压工艺,
17、生产出纤维工板。最后贴合木纹纸饰面材料,生产出饰面红麻纤维板。3.1.2 改性大豆蛋白基胶粘剂的制备 图2 改性大豆蛋白基胶粘剂的制备改性纤维素制备工艺流程和方法量取无水乙醇和去离子水(体积比3:1),搅拌均匀。然后称取质量百分数为4%的KH550,加入乙醇/水溶液中,搅拌混合均匀,用稀释后的1%甲酸溶液调整混合溶液PH值至3-5之间。称取质量百分数为5%的纳米纤维素,加入混合溶液中,搅拌1h,升温到80 ,高速搅拌100 min。反应结束后将乳液冷却至室温,真空抽滤,并用无水乙醇清洗若干次。将获得的产物放入真空干燥箱中(60 )干燥至恒重。将脱脂豆粉和去离子水按比例称取后混合,机械搅拌至均匀
18、;配置环氧树脂(质量比为207和三乙烯四胺的比例为9:1),与改性剂混合后,在60 水浴条件下,反应30 min;将豆粉溶液与环氧树脂共混,在搅拌机下反应30 min,获得改性大豆蛋白基胶粘剂。3.2红麻纤维板制备工艺流程图图3 工艺流程图3.2.1红麻纤维板的预处理工艺优化按以下工艺对红麻纤维进行预处理,得到表面处理红麻纤维原料: 配置0.2%、0.5%、1%、1.5%、2%四个浓度的NaOH溶液,处理温度为50,处理时间1h,处理结束后,烘箱中105烘干; 配置1%的NaOH溶液,处理温度为30、40、50、60、70,处理时间1h,处理结束后,烘箱中105烘干; 配置1%的NaOH溶液,
19、处理温度为50,处理时间20 min、40 min、60 min、80 min,100min处理结束后,烘箱中105烘干。 样品烘干后,制取小样,利用扫描电镜进行分析。3.2.2 施胶与铺装将配置好的改性豆胶装入喷壶中,备用。将烘干处理好的一定量的红麻纤维放入大桶中,将一定量的改性豆胶均匀喷洒在红麻纤维表面,陈放3-5h后,按照设定的密度(0.7-0.8g/cm3)计算所需的红麻纤维用量;将红麻纤维在热压机上分散均匀铺开,以厚度规为界,尺寸为200 mm×200 mm×6 mm。3.2.3 热压工艺铺装完毕后,设定热压机压力和时间,开始自动热压,热压结束后,张开压机,取出板
20、材,脱模取出板材。图4 热压成型后的红麻纤维板3.2.4 后处理板材脱模后立即放入烘箱中,在130 下处理1h,取出后冷却,裁边,锯成规格试件,待检。3.3 样品检测方法3.3.1 吸水厚度膨胀率(TS)的测定根据中国国家标准GB/T 17657-2013中的方法,测量在优化条件下制备的红麻纤维板的吸水厚度膨胀率。吸水厚度膨胀率(TS)指的是板在吸水后板材增加的厚度与吸水之前的厚度的比值。测试步骤:将样品放在20、(65+5)%相对湿度下至恒定质量;在试件的对角线的交叉中心点位置测量其厚度;将尺寸为50 mm×50 mm的板样品浸泡在蒸馏水中,分别在浸泡2小时,12小时,24小时,3
21、6小时,48小时和60小时后测量其重量和厚度;浸泡后,取出试件,并擦干样品表面的水分,在原来的测量点位置测量厚度(具体位置见下图);记录数据并进行数据分析。吸水厚度膨胀率计算公式如下所示:3.3.2 湿态内结合强度(WIB)的测定IB反映的是材料内部的纤维间的胶合质量的好坏。只有当内结合强度达到标准,才能够确保板材在长期处于高温下的情况不发生开裂和变形的问题。板的预处理和测试按照中国国家标准GB/ T 17657的规定进行。在测试之前,所有纤维板样品首先浸入沸水中120min,然后在20的水中浸泡60min。在这段时间之后,将这些样品在70的烤箱中干燥16小时。内结合强度(IB)的测量在5cm
22、×5cm的正方形块上进行。万能力学试验机的十字头速度为2.0mm / min。测试步骤:在长和宽的中心线处量取试件的宽度和长度,将样品放在20 、(65+5)%相对湿度下至恒定质量;将板的网纹一侧进行砂光,得到光滑的表面;把融化的热熔胶均匀涂布在卡头的表面,然后将试件和卡头粘结在一起,并且除去从粘结后从胶层挤出的胶;将组件放入夹紧的装置中并加载直至试件破坏;记录数据并精确到0.01。3.3.3 抗弯强度(MOR)和弹性模量(MOE)的测定根据中国国家标准GB/T 17657-2013中的方法,测量在优化条件下制备的红麻纤维板的抗弯强度(MOR)和弹性模量(MOE)。在尺寸为14 cm
23、×5 cm×0.6 cm(长×宽×厚)的面板上测试抗弯强度(MOR)和弹性模量(MOE)。万能试验机的十字头速度设定为2.5mm/min。这些测试至少进行六次重复实验。3.3.4 电子扫描显微镜(SEM)测试通过Philips(Hitachi S-3400,Japan)扫描电子显微镜(SEM)观察经过不同碱浓度、时间及温度处理过的红麻纤维和未处理过的红麻纤维表面的形貌,在研究之前先进行溅射镀金处理。3.4 红麻纤维板性能表征3.4.1 单因素实验分析 施胶量对WIB的影响施胶量的不同对红麻纤维板的性能有显著影响。在施胶量较低时,胶粘剂固含量就少,流动性变
24、大,不容易附着在红麻纤维束的外表面,造成胶结性能不好,同时胶粘剂中水分含量较多,在后续热压过程中部分胶粘剂随水分流出,造成胶粘剂外漏,容易引起胶量不足,致使红麻纤维板力学性能较差;在施胶量较高时,胶粘剂固含量多,流动性差,在较短浸胶时间内无法充满红麻纤维束间空隙,只停留在红麻纤维表面,而红麻纤维表面含有较多灰分,提升胶结性能不明显,表现出在较高的施胶量下,红麻纤维板力学性能提升不明显。 图5 红麻纤维板图5显示了施胶量对WIB的影响。热压温度和热压时间分别设定为120和20min,当施胶量达到15时,WIB为0.09 MPa,可以满足P2型刨花板的要求。WIB随着施胶量的增加而增加,在施胶量为
25、35的情况下,能够高达0.15 MPa。具体来说,添加的胶粘剂越多,WIB可能越大。因此,在综合考虑成本和效果的基础上,选择进行RSM实验的施胶量最佳范围为15-25。图6:施胶量对湿态内结合强度的影响3.4.2 热压温度对WIB的影响热压温度是大豆基胶粘剂固化过程中的关键因素。随着热压温度的升高,热压机板面通过热传导的方式将热量传递到板坯表层,随之热量由表层向芯层传导,其中部分化学成分发生降解,进而红麻纤维束中的纤维逐渐遇热软化,使红麻纤维束的弹性形变能力提高,红麻纤维表面活性被激发,大豆基胶粘剂遇热后发生聚合反应,大豆基胶粘剂链变长,与红麻纤维束结合;随着施加压力和进一步热传导,红麻纤维束
26、被压缩变形,热传递速度加快,大豆基胶粘剂聚合后释放出水分,使胶粘剂流动性变强,胶粘剂均匀的流动到红麻纤维束之间,随胶粘剂反应进行逐渐固化。因此,在一定温度下,红麻纤维板的静曲强度和弹性模量随温度升高而增加,吸水膨胀率则随之降低。实验在施胶量为20,热压时间为20 min的条件下,研究了110-150的热压温度对红麻纤维板WIB的影响。如图8所示,当热压温度为120时,WIB超过0.09 MPa并高达0.1 MPa。另外,随着热压温度升至140,WIB峰值达到0.13MPa。但是,热压温度的进一步升高对WIB产生了不利影响,与140相比降低到了0.12 MPa。因此,RSM实验的最佳热压温度范围
27、为120至140。图7:热压温度对湿态内结合强度的影响3.4.3 热压时间对WIB的影响热压时间对于大豆基胶粘剂的固化也很重要,主要影响红麻纤维束软化程度、胶粘剂固化过程。随着热压时间的延长,在热压过程中红麻纤维束中的大豆基胶粘剂逐渐聚合固化,红麻纤维束纤维也因热量活化变软,致使红麻纤维板的静曲强度和弹性模量不断上升。如果时间不够,胶粘剂将无法完全固化;而热压时间越久,内部脱水和胶粘剂固化越完善,使红麻纤维板吸水膨胀率逐渐降低,但随热压时间变长,胶粘剂容易受热脆化,不利于压力传导,使板材表面硬化,进而引起胶结性能降低,引起红麻纤维板内结合强度降低。为了研究热压时间对WIB的影响,施胶量和热压温
28、度分别设置为20和120。如图9所示,WIB随着热压时间的增加而增加。当热压时间达到18min时,WIB为0.09MPa,满足P2型刨花板的要求。而且,随着热压时间的增加,WIB的变化趋势与施胶量作为变量时的WIB变化趋势相同。热压时间越长,WIB达到的值越大。因此,从成本和效果两方面进行考虑,RSM实验的热压时间范围应选择为18min至30min。图8:热压时间对湿态内结合强度的影响3.5 统计分析与模型拟合BBD实验的结果显示如表2所示。因变量(Y)的自变量(X1,X2和X3)的系数可以用如下所示的二阶多项式方程表示:Y=0.15+0.025X1+0.01X2+0.01X3+2.5*10-
29、3X1X2-2.5*10-3X1X3+2.5*10-3X2X3-9.75X12+2.5*10-4X22-4.75*10-3X32 (2)其中,正或负系数分别表示协同作用和拮抗作用。表2: 实验方案及结果编号施胶量(X1, %)热压温度(X2, )热压时间 (X3, min)内结合强度(Y, MPa)1201302401532014030016515130180.162012018015825130180131025140240.181120120300.141225130300.171325
30、120240.161420130240.151515120240.111620130240.151715140240.12进行方差分析以确定二阶多项式模型的显著性。优化模型的方差分析和失拟项分析结果如表2所示。模型的p值为0.0002,远小于0.05,这表明二阶多项式模型适合于说明自变量(X1,X2和X3)对WIB的影响。此外,决定系数(R2)的值为0.969,表示该回归模型可以解释因变量96.9的变异。另外,调整后的R2为0.9292,与R2吻合良好。因此,可以得出结论,该模型对WIB具有足够的预测精度。采用失拟项来评估模型的有效性。失拟项的F值为2.5,p值为0.1985,大于0.05,表
31、明该模型的失拟项不显著,该模型对因变量和自变量之间关系的解释是可信的。如表3所示,所有自变量对WIB都有非常显著的影响。这些变量的p值小于0.01。同时,交互作用项(X1X2)也具有非常显著的水平(p0.01),这表明施胶量和热压温度之间的交互作用对WIB有非常显著的影响。此外,交互项(X1X3)和二次项(X1 2)具有显着水平(p 0.05)。但是,交互项(X2X3)和二次项(X2 2,X3 2)显著性水平不高。因此,自变量及其相互作用对WIB的影响可以认为不是简单的线性关系。根据方差分析可以看出,各自变量对响应因子的影响顺序为:施胶量(X1)>热压温度(X2)>热压时间(X3)
32、。表3:RSM设计中使用的变量和水平方差来源平方和自由度均方F值p值显著性*模型7.194×10-397.993×10-424.330.0002*X15×10-315×10-3152.170.0001*X28×10-418×10-424.320.0017*X38.01×10-417.98×10-424.450.0018*X1X22.48×10-512.5×10-50.7660.0012*X1X32.5×10-512.5×10-50.7540.046*X2X32.5×
33、10-512.5×10-50.7620.432-X12 4.003×10-414.003×10-412.180.0101*X22 2.632×10-712.632×10-78.09×10-30.9312-X32 9.5×10-519.5×10-52.890.1329-残差2.3×10-473.286×10-5-失拟项1.5×10-435×10-52.50.1985-纯误差8×10-542×10-5-总相关 7.424×10-316-R20.969
34、R20.9292-注意:*在5的水平上显著(p0.05);*在1的水平显著(p0.01)。3.6 制备条件优化及模型验证通过软件获得了RSM实验优化的最佳条件:施胶量为24.5%,热压温度为138.35,热压时间为26.79min。在预测条件下制造的红麻纤维刨花板的预测最佳WIB为0.18 MPa。为了验证最优条件的准确性,采用修改后的最优条件进行了包括6个平行组的试验:施胶量25%,热压温度138,热压时间27min。测量的平均WIB为0.17±0.02 MPa,测量WIB与预测WIB的百分比误差在6%以内,说明该模型的预测精度在预测区间的94%以内是合理的。结果验证了模型的有效性
35、和准确性。3.7 吸水厚度膨胀率和力学性能如下图9所示,为浸泡时间对最优条件下制备的红麻纤维刨花板厚度膨胀的影响。红麻纤维刨花板的厚度膨胀率为19.1%,满足P2型刨花板的要求。另外,随着浸泡时间的增加,红麻纤维的厚度膨胀明显增大。但当浸泡时间达到40h时,厚度膨胀增长缓慢。图9 浸泡时间对在最佳条件下制备的红麻纤维板厚度膨胀率的影响如表4所示,力学性能包括MOR和MOE。由RSM实验得到的最优条件下制备的红麻纤维板的MOR和MOE均大于国家标准GB/T 17657-2013的要求。因此,这些结果进一步验证了RSM优化模型的准确性和有效性。表4:RSM设计中使用的变量和水平力学性能强度P2型刨花板要求MOR(MPa)15.1±2.411.0MOE(GPa)2.05±0.81.6 图10 红麻纤维芯板铺装从图11可以看出,通过大豆基胶黏剂将纤维芯板铺装在板芯上下表面,可以有效提高纤维
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