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基于 LPF新型胶粘剂桉树定向刨花板的制备研究 2014年 11月 19日 2013级 硕 士 开 题 报 告 1 研究背景与意义 1 目录 国内外研究现状 2 研究目标和内容 3 研究方法和拟解决问题 4 课题创新点和预期成果 5 论文框架 6 2 研究背景 1 国外从 20丕纪 30年代开始研究定向刨花板， 50年代已出现了 定向铺装的相关专利， 80年代生产工艺和生产设备已经成熟， 国外相关学者对 OSB进行了系统的研究，普遍认为 OSB是性价比 最优的板材之一。 我国 OSB发展相对缓慢，我国第 1条 OSB生产 线是 1985年由南京木器厂建成，年产量仅为 1万 m3，直到 2010 年湖北宝源木业有限公司投资建成亚洲最大的年产 22万 m3的 OSB生产线 ，但我国 OSB的年产量占人造板年总产量的比例非常 小，这意味着未来的 OSB有着巨大的发展空间。 定向刨花板 (Oriented Strand Board, OSB)是以小径材、间 伐材、 木芯为原料，通过专用设备加工成长 长的刨片，经脱油、 干燥、施胶、定向铺装、热压成型 等工艺制成的一种定向多层结 构板材，是一种新型环保的木质复合材料 ,目前在国内市场上也称 其为欧松板。由于 OSB具有强度高、尺寸稳定性好、材质均匀等 优点 ，而且具有良好的加工性能，近年来在北美和欧洲等地成为 发展最为迅速的人造板新品种， 20丕纪 80年代中期以来已开始大 量替代胶合板和纤维板使用。 3 研究意义 1 广西是中国桉树栽培主要省区 ，桉树的研究、造林 面积、木材产量以及加工产值均居全国首位。广西桉 树种植总面积达 3000万亩，占全国桉树面积的 37%， 占广西森林面积约 12%，活立木蓄积量占广西的 16%， 满足了广西 80%以上的木材生产需求。固有 “世界桉 树看巴西，中国桉树看广西” 的说法。桉树是广西人 工林中唯一实现短轮采伐的林种，一般情况下 5年采伐， 有些甚至 3年可采伐。自 2005年以来，广西桉树木材 产量几乎逐年翻倍增加。 利用桉树制备 OSB可以充分的 利用广西丰富的桉树 资源，拓宽桉树的利用价值。 本人利用桉树为原料制 备 OSB,同时也是一种新的尝试。通过制备 OSB，在桉 树木材加工利用技术和经验在将来的工业化生产中做 出一定的借鉴。 意义 4 研究意义 1 本人所制备木质素 苯酚 甲醛共缩聚树脂 (Lignin-Phenol- Formaldehyde Resin，简称 LPF)，以木质素为原料。木质素是 一种 天然的可再生资源，绿色环保 。以木质素替代苯酚，在一定 程度上降低了甲醛和苯酚的使用量，降低源于石化产品的酚醛树 脂的成本。用木质素替代不可再生的石油化工产品 ,不仅可以降 低生产成本 ,减少了环境的污染，木质素还可以对苯酚胶粘剂进 行改性，改善热压温度高、时间长等缺点。 本研究所用的木质素来自于广西桂林植物研究所，是从蔗渣制 浆前预提取的。甘蔗制糖是广西的支柱性产业，蔗渣制浆是广西 甘蔗综合利用的重要途径。利用蔗渣提取的木质素制备 OSB，可 以充分 利用废弃资源，变废为宝 。 意义 5 国内外研究现状 2 2.1 OSB国内外研究现状 国内外的学者多以杨树、杉树为原料制备 OSB，围绕 OSB的力学强度、理化性能、生产工艺、新产品开发 做了比较多的研究，但在制备 OSB中利用桉树为原料 的相关报道较少。 6 国内外研究现状 2 2.2 LPF国内外研究现状 国内外学者对 LPF胶粘剂做了大量的研究，他们主要通过 碱 回收法、酸析法 等从造纸黑液中提取木质素，并对其进行 改性后加入苯酚胶粘剂中进行研究。而从甘蔗中提取木质 素制备 LPF的相关报道较少。 7 研究目标和内容 3 （ 1）以木质素、甲醛、苯酚为原料，研究制备新型 LPF共缩 聚树脂，并通过实验 找出较优的配方 。 （ 2）利用新型 LPF共缩聚树脂制备 OSB。以桉树作为原料， 经刨片、干燥、施胶，然后定向铺装、热压成型制备成定向刨 花板，以静曲强度与弹性模量、内结合强度和甲醛释放量为主 要评价指标， 研究 低成本、高强度的 OSB的制备方法。 研究目标 8 研究目标和内容 3 （ 3）制成的定向刨花板性能达到戒超过 “LY/T 15802010” 行业标准要求，甲醛释放量达到 GB/T 18580-2001室内装饰 装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量标准中 E1级要求。 （ 4）通过实验以及工艺优化，找出制备 OSB的最优配方，为 工业化生产提供一定的参考。 研究目标 9 研究目标和内容 3 LPF树脂的制备和理化性能检测 制备 LPF树脂，检测树脂的胶合性能、粘度、 pH值、固 化时间、固含量、接触角等理化性能，探究 LPF树脂各项理 化性能与 OSB生产工艺的相容性，获得与 OSB生产工艺的 相容较好的 LPF树脂。 施胶量及施胶工艺的研究 施胶是人造板生产的关键工序，对产品的质量、环保等 级及成本有很大影响，本 研究 利用新型 LPF树脂制备定向刨 花板，研究施胶量及施胶工艺对板材性能的影响，寻找最佳 的施胶方案。 研究内容 10 研究目标和内容 3 定向刨花板热压工艺的探究 热压过程是决定人造板内在性能的重要工段， 本研究 以热 压压力、热压温度、热压时间以及施胶量 等 为试验因素，以静 曲强度与弹性模量、内结合强度和甲醛释放量为主要评价指标， 综合考虑板材强度及甲醛释放量之间的关系，对影响定向刨花 板性能的因素进行探究，优选合适的热压工艺。 研究内容 11 研究目标和内容 3 定向刨花板性能的检测及最优方案的确定 检测定向刨花板的静曲强度与弹性模量、内结合 强度、吸水厚度膨胀率、甲醛释放量等性能指标，并 研究在循环实验条件下板材的力学性能的变化规律， 经处理分析相关数据得出最优的实验方案，并进行验 证实验，保证实验结果的准确性。 然后以杨树、杉树等树种为原料，制备 OSB与桉 树 OSB力学性能等方面做比较，探讨桉树 OSB的优势。 研究内容 12 技术路线： 13 拟解决的问题 4 木质素的代替量 会直接影响 LPF胶粘剂的 各项性能，要找出合适的代替量 。 1 施胶均匀性对板材性能有直接影响，拟采用机械 人工相结合施胶，找出最合适的施胶方式。 2 铺装直接影响 OSB板材的力学性能 ,采取人工铺装 在均匀性方面有一定的影响。 3 热压参数关系到能否研发成性能良好的定向刨花板的关 键， 本研究将力求开发出较优的热压工艺。 4 14 研究方法 4 单因素法 正交设计法 找出合适 热压工艺参数 等， 用正 交设计法安排试验方案，找出制 备定向刨花板的最优配方。 采用单因素法制备 性能较优的 LPF胶粘剂 15 课题创新点 5 （ 1）桉树制备 OSB是一种新的尝试，充分利用广西丰富的桉 树资源的同时 ,拓宽桉树的木材加工利用价值。 （ 2）本研究主要选用蔗渣制浆前预提取的木质素，相对分子 量比较大，纯度也相对较高，利用这种木质素制备 LPF胶粘 剂也是一种新的研究。 （ 3）本研究所使用的大片刨花规格不一（ 40-100mm长、 5- 20 mm宽、 0.3-0.5mm厚 )， 通过随机选取不同规格的刨花进 行定向铺装。 （ 4）利用新型 LPF胶粘剂生产环保低毒的 OSB，降低生产成 本，为人们提供一种性价比高的板材。 16 预期成果 5 1.研究出适合木质素改性苯酚的工艺参数，研制出性能优良 的 LPF胶粘剂，并找出最优配方。 2.研究出新型 LPF树脂制备桉树定向刨花板的方法，并找出 最优方案。该板材性能达到“ LY/T 15802010”行业标准 要求，甲醛释放量达到 GB/T 18580-2001室内装饰装修材 料人造板及其制品中甲醛释放限量标准中 E1级要求。 3.如期完成毕业论文。 4.在发表学术论文 12篇。 17 绪论 1 论文框架 LPF树脂的制备与性能检测 2 OSB的制备与检测 3 实验部分 4 结论与讨论 5 18 The end Thank you! 请各位老师批评指正！ 19 谢谢 观赏 20 此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！ 21