阻燃秸秆人造板制造工艺研究

【摘要】本文以秸秆为对象,以高性能环保阻燃无机胶黏剂为粘结剂,采用单因素实验法、正交实验法较系统地研究了原料尺寸、密度、施胶量及改性剂对阻燃秸秆人造板力学性能的影响,获得了阻燃秸秆人造板成型优化工艺；在后期的养护工艺中,详细讨论了脱模时间、干燥时间及存放时间对板材性能的影响；同时采用导热系数测定仪、热重分析仪和锥形量热仪等仪器系统评价板材的热稳定性及燃烧性能。本研究结果如下：(1)以麦秸为原料,以高性能环保阻燃无机粘结剂为胶黏剂,通过常温高压压制,可制成具有一定强度的秸秆人造板。通过改变秸秆纤维形态比例,得到秸秆细料与胶黏剂优化比例为1：2.1,秸秆粗料与胶黏剂的优化比例为1：2.2。通过改变胶黏剂与改性剂比例,得到秸秆与胶黏剂优化比例为1：2.1以上。(2)采用正交实验法,在前期研究的基础上,选定实验参数制造阻燃秸秆人造板,通过结果可以看出,秸秆人造板的各项性能较单因素实验结果都有不同程度的提高,弹性模量最高达3696MPa,静曲强度最高达17.9MPa,内结合强度最高达1.30MPa,2h吸水厚度膨胀率最好达到0.91%。综合考虑最终确定优化工艺为密度1.05g/cm3,胶黏剂与秸秆比例1.9：1,改性剂与秸秆比例0.25：1,此工艺降低了降粘剂用量,提高了密度。秸秆人造板各项性能都达到国家标准。(3)在整个的养护过程中,板材尺寸稳定性较好,在脱模及干燥过程中都会发生一定的厚度变化,干燥工艺初步定为65℃下干燥48h。此外,板材防水性能较好,经过200h的浸泡,板材的吸水率达15.49%,吸水厚度膨胀率为3.2%。(4)板材导热系数最小值为0.135W/(m·k),所研制的阻燃秸秆人造板导热性能均不符合国家标准中保温材料的要求；阻燃秸秆板的热稳定性良好,其热解反应朝着生成更多的炭和方向变化,在锻烧阶段失重延缓、放热峰推迟,失重率由原来的74%下降到50%；高性能环保阻燃无机胶黏剂具有很好的阻燃特性,能阻止秸秆燃烧,具有抑烟减毒作用。板材热释放总量与烟释放总量都处在极低的水平。在高效阻燃的同时减少了烟雾毒气的释放,实现了秸秆的高效阻燃和抑烟,减少火灾损失。
【作者】杨建铭；
【导师】吴义强；
【作者基本信息】中南林业科技大学，林业工程，2014，硕士
【关键词】秸秆；人造板；制造工艺；力学性能；阻燃；

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