刨花板质量37571.docx

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1、如何提高刨花板质量（）-合理控制密度及垂直于板面密度分布摘自：本站原创作者：木业网 编者按：我国的刨花板生产近十年来受到中密度纤维板（MDF）的冲击，曾一度处于回缩低迷状态；但最近几年来刨花板年产量已开始回升，2003年产量已达547.1万m3，进入了一个重新发展时期。如何提高刨花板质量是众多的刨花板生产企业首要的感兴趣的问题。为此，本刊特将中国林科院木材工业研究所王培元研究员生前在19851986年撰写的如何提高刨花板质量系列文章略加删简，分成七篇汇入本刊，着重介绍刨花板的原材料性质、板子结构、物理力学性能与制板工艺等关系；限于篇幅，删除了有关管理与设备篇章。对于目前所发展的各种结构刨花板，

2、刨花板新产品、复合板、脲醛胶以外其它胶种所制造的刨花板、非木质原料刨花板等质量有关的特殊问题，不作介绍。一、合理控制密度及垂直于板面密度分布有关刨花板的质量问题似乎可分为两类：一类是带有原理性质的，如密度，垂直于板面的密度分布，表面质量，用胶量，施胶效率，甲醛释放，原料性质，刨花几何形状，板坯结构，热压条件，回弹，含水率及尺寸稳定性，产品不同用途对产品质量的要求等。另一类则属于生产中的产品质量控制，如产品厚度控制，合理砂光量控制，抗弯强度、垂直于平面的抗拉强度及吸水厚度及吸水厚度膨胀控制，车间质量控制，过程控制等。本文仅概要介绍密度和垂直于板面密度分布两个专题。（一） 合理控制密度从我国现阶段

3、刨花板生产情况出发，合理控制刨花板密度可是刨花板生产技术管理中的一把金钥匙。提高刨花板的密度几乎可以改进所有的力学性能。一般认为，当板的密度增加100kg/m3，静曲强度约可增加8N/mm2（80kgf/cm2），垂直于平面的抗拉强度约增加0.2 N/mm2（2kgf/cm2）其它力学性能如抗弯弹性模量、握钉力、硬度、抗压损等都有很大增强。其原因是随着压缩比的增大刨花之间的孔隙减小，而且胶接面积增加，板子的强度自然增加。然而，随之而来也产生某些严重问题。第一，既然增加密度对刨花板的质量有如此明显效果，人们便以此作为医治质量的灵丹妙药。其趋势是刨花板密度越来越高，于是在产品成本和产品利用方面产生

4、极为不利的影响。这种密度不断提高的现象是因为木材原料的质量越来越差，使用阔叶材、木材剩余物以及锯末等低值原料的缘故。此外，某些新贴面材料的使用也要求刨花板密度提高。第二，刨花板的密度对质量的影响既然如此敏感，在生产中就一定要有严格的措施，使板子的密度在平面方向力图尽可能均匀，才能保证质量的稳定。如何合理选择刨花板的密度？对此，各国学者做了大量研究工作。一般认为在加工过程中，影响板子密度的工艺条件有：原料密度、板密度与原料密度之比（即压缩比），用胶量，刨花几何形状等数项参数。例如，美国科技人员Price和Lehmann在七十年代末，用五种木材原料，其中三种为低密度木材，两种为高密度木材，分别用双

5、鼓轮刨片机、旋切切片机、鼓式切片机、盘式削片机四种备料设备做出不同几何形状的刨花；用液体酚醛树脂作为胶合剂，采用不同的压缩比，制成三层结构的建筑用板。分别测试它们的静曲强度、平面抗拉强度（内结合力）和厚度膨胀率。从他们的试验结果可以看出以下几个趋势： 力学指标（静曲强度和平面抗拉强度）都随压缩比的增加而得到不同程度的改善。然其厚度膨胀值的趋势并非一定如此。 对于低密度木材原料，刨花的几何形状和用胶量这二参数对刨花板的物理力学性质的影响大于压缩比的影响。换言之，即刨花几何形状和用胶量对于用低密度木材所制成的刨花板的密度有比较明显的作用力。而对于高密度木材原料，则压缩比对刨花的性能有相当大的影响，

6、其它因素只能起次要作用。 对于大部分木材原料，合适的压缩比为1.3:1左右。不同的用胶量和不同的刨花几何形状应有一个合适的压缩比值。对于混合树种，有一些研究者的研究结果表明，对于板的强度和密度之间的合适平衡关系可取一个混合树种的平均密度及合适的压缩比。为此，很多刨花板厂在利用原料时，不在乎树种的复杂，而需要控制各树种的一定配比。在我国，很多小厂可利用对密度相近的树种分类这种简单易行的方法。（二） 合理控制垂直于板面的密度分布垂直于板面的密度分布是目前国际上广泛应用于刨花板质量控制，设备设计的改进，质量指标的预示，以及施胶效率的估计等方面的一个重要工具。国际上对此曾经进行了大量的研究工作，现在已

7、相当普遍地利用其中有关的原理说明刨花板的质量问题，所以，对刨花板技术工作者，这方面的知识显得十分重要。美国林产品研究所的一些研究人员，在五十年代后期就已注意到刨花板厚度方向的密度分布是不一致的。多数情况为具有一个类似V字形的分布，即板的中间层密度最低，靠近板面两侧的层密度为最高，由此再分别向两个表面方向，密度又逐渐降低，一直到板的表面。（见图1b）。他们认为产生这种形式的密度分布原因在于： 当刨花板坯在热压时，热量传导并非靠刨花的热传导，而是靠水分将热量由板坯表面带到里层，再由中心向中心层的四边扩散，然后逸出板坯； 当带着热量的水分通过某刨花层时，该刨花层的塑性便大大增加，非常容易被压实成为高

8、密度的局部层； 当板坯开始经受加热，首先受热的是板坯上下两个表面，假如在某时板坯表面温度已超过胶的固化点，而板坯又由于热压板尚在闭合过程尚未受到一定的压力，便形成了一层疏松的胶料预固化层。随着时间的推移，虽然这层刨花也将受到较大的压力，但因胶料已经固化，而且已无水分在该层移动，所以它的密度便难以提高； 当压机压力达到最高的时刻，水蒸汽又正好通过板坯的某两层时，则此两层的刨花必将被压得最为密实。在成板之后，这两层的密度就是分布曲线中的两个最高点； 当水蒸汽进入中间层时，虽然此时位于中层的刨花的塑性也将有所提高，但这时为了要维持板的厚度，热压板的压力要不断地下降，一直到最低点。因此，反映在板的中层

9、的密度也是越来越小。这种解释法在当时的科学水平基础上已相当深入，而且可认为是比较确切。当时，对这些现象仅停留在一般的认识上。一直到七十年代初，才由联邦德国著名学者Plath对刨花板的垂直于板面的密度分布作了精密的测定。并且作了力学分析。此后，世界各国有关学者都关心起这个领域的研究课题。迄今，有关这方面的知识已经相当丰富，并已有相当多的实践应用经验。Plath等人使用精密圆锯将试材按厚度方向锯开，并将这些薄片加以测量和称重，得出各层密度值。将这些值按刨花板厚度方向画出曲线图，即得到垂直于平面的密度分布。图1是他们当时对四种不同样品进行分层测定的结果。这四种分布在当时可认为是典型分布。目前见之于国

10、际市场上的刨花板，其垂直于平面方向的密度分布绝大部分属于第2种，即具有如图1b所示的分布曲线。在很多情况下，如图1c和d所示的某种不对称现象也常有所见。由于后两种板都取自于商品板，无疑是经过砂光的。实际上这四种板在未经砂光之前的毛板密度分布曲线都属于图1b所示的这一种。曲线a（图1a）是近似于抛物线的分布曲线。表面没有疏松层。表面密度与中层密度的比达到1.8:1。这样的分布曲线对静曲强度有很大的增强作用，不过很难做到。因为这样的板子不允许或只允许仅有微小的砂光余量，否则经济上难以立足。图1 四种板子样品的垂直于板面剖面密度分布 a 取自气流铺装工艺的刨花板样品 b 取自三层刨花板的样品 c 取

11、自经过预压，三层刨花板的样品 d 取自美国生产的中密度纤维板的样品垂直于板平面的密度分布何以使人感到如此重要？因为它与板子的力学性能有密切关系，了解了他们之间的关系，就能掌握和利用。近十年来，用的一种方法是根据垂直于板面的密度分布直接计算出抗弯弹性模量以及其它强度值。对于垂直于板面的抗拉强度及横向剪切强度仅与板内最低密度层处的密度值有关，正常板子的最低密度层处于板的中心层。对于抗弯强度则由以下数学式取得： EJEiJi i=1n 式中：E 板的E模量 J 板的惯性力矩 Ei 某层的E模量 Ji 某层的惯性力矩 n 层数根据国外一些人的研究，获知刨花板的层密度与弹性模量具有密切的关系。假如板的原

12、料，刨花几何形状及用胶量均是一致的话，则近似地可以认为弹性模量与层密度成正比。如果用比较精确的关系式，则：层弹性模量E e（层的密度）式中为常数，e为自然对数的底。1.22.5，与树种、刨花几何形状、刨花排列方向及胶接强度等因素有关。有了层弹性模量和层密度之间的关系之后，便可利用EJEiJi这个数学式来加以计算分析，从这个数学式可知，越是处于外层的层弹性模量越高，对板的总的抗弯弹性模量的提高作用越大，因为惯性力矩与距离的平方成正比。也即是说，板外层的密度越高，或说最高密度层越靠近板的表面，则板的抗弯弹性模量及强度就越高。当然，板外层所用之原料、胶量及刨花形状，对板的抗弯弹性模量及强度有着显著作

13、用。由此可见，板的表面疏松层对板的抗弯弹性模量及强度相当不利。在生产中最好将热压后毛板密度分布中的最高点尽量靠近表面，表面疏松层正好在砂光操作中被除去。国外设计刨花板及中密度纤维板热压机时，在工艺上的依据最重要的是能压出合乎要求的垂直于板平面的密度分布。国外最近发展起来的平压连续式热压机的最主要优点即在于此。除了设备设计之外，生产管理人员对密度分布的重要性也必须有所认识。否则，设备再科学，也难以生产出高质量且具有竞争力的产品。那么什么是合理的密度分布呢？图2 由连续式热压机所生产的板子（未经砂光）的密度分布图3 由单层热压机所生产的板子（已砂光）的密度分布图4 工业华夫刨花板剖面密度分布左边：

14、调整热压曲线之前右边：调整热压曲线之后 如上所述，成品板的两个面层密度尽可能高，这将提高板的抗弯弹性横量和强度，并将大大提高表面质量。 板的中心层密度不能过低。否则将影响板的垂直于平面的抗拉强度。为满足某种特殊用途的需要，可提高板的中心层密度以增强垂直于平面的抗拉强度，而适当牺牲一些抗弯强度，反之也一样。 密度分布应该对称。正背两面密度分布不对称的板子容易产生翘曲。 密度分布应该连续升降。倘若所生产的板子密度分布忽升忽降，则各项强度值将明显下降。加拿大有一家华夫刨花板厂，技术人员用X光分析产品的垂直于平面的密度分布情况（图4左半部），发现分布情况不连续而提出下列改进方向：将热压机闭合速度由开始

15、到压着板坯为止这一阶段加快，将开始压着板坯到最高压力的这一阶段减慢。结果板的密度分布变得比较连续（图4右半部），各项指标随之发生明显的改进（表2）。由此可见，均匀的密度分布对板的质量有重要的影响。表2 华夫刨花板的物理性能，改善垂直于平面的密度分布前后的比较性能板 厚7.9mm9.5mm11.mm前后前后前后密度（g/cm3）垂直于平面抗拉强度（N/mm2）干静曲强度（N/mm2）*湿静曲强度（N/mm2）厚度膨胀（）线性膨胀（）0.6750.6023.711.011.10.130.7000.7228.824.611.10.110.6640.6527.520.99.00.100.6690.77

16、27.520.99.00.100.6640.6522.08.9018.70.130.6680.7225.221.48.90.13, * 经2小时水煮后试验静曲强度。在实际利用中，一个重要的问题是如何在设备设计和生产管理中控制板的垂直于平面的密度分布。在这方面做过研究工作的人相当多。以下只是概略地作些介绍。 压机闭合速度。由以上所述的所谓预固化的原理，可知压机闭合速度加快，最高密度层必然靠近表面，而且最大密度与最小密度之差值也会增加。图5反映了一个试验结果，它证明了闭合速度对密度分布具有显著的影响。闭合速度慢的压机很难做出具有优良密度分布曲线的板子。对于我国目前的情况，这是特别需要加以研究和解决

17、的问题。另一方面，压机闭合速度对密度分布曲线的改进也有一定的限度。要做到恰到好处，还需要与下述几个因素配合才能达到目的。 水分在板坯中的分配对于板的密度分布的影响，其重要性不亚于热压机闭合速度的影响。外层刨花较高含水率使表面刨花易于塑化，这便导致表面由较高的密度层。同时由于带着热量的水分较快地由面层向芯层移动，板坯中层的温度升高也较好。这就形成了较大的密度分布差，而且垂直于板面的抗拉强度也较好。然而，过量的水分对板的性能会带来不利的影响，它将导致中层密度偏低，从而降低平面抗拉强度，也会导致鼓泡或分层以及粘垫板等现象的发生。有人研究用很湿的刨花作表层：假如在芯层某些点积累水分超过了纤维饱和点，则

18、树脂将被“冲洗”到刨花内部。图6展示了刨花含水率对板子密度分布的影响。该图也说明，在某种情况下过高的热压温度由于表面迅速预固化，表面疏松层较厚，芯层的密度偏高，形成了一种比较平稳的密度分布曲线。 刨花的几何形状对板的垂直于平面的密度分布有明显的影响。长而薄的刨花不但能阻止水分迅速通过，而且也容易被压缩。所以，长而薄的刨花使用于表面层，将使最高密度层向表面方向移动。 对于热压机，应要求上下热压板的温度一致。如为多层压机，应有同时闭合机构。这样做，才能使板的垂直于平面的密度分布趋于对称，并可减少表面疏松层的厚度。已如上述，刨花板和中密度纤维板的生产对热压机的闭合速度有相当高的要求。图5 压机闭合速

19、度（实验室用压机）对垂直于板平面的密度分布的影响（板厚19mm，三层结构）x图6 不同含水率和不同温度对密度分布的影响最后，介绍一下测定垂直于平面的密度分布的方法。最简单的方法是用一精密平刨机。一层层地刨掉，每刨掉一层计算其重量损失及厚度损失，再换算成层密度。这种方法比较简单易行。目前世界上有多种测密度分布的专用仪器。中国林科院木材工业研究所置有一台精密的密度分布测定仪，用射线自动检测层密度全部计算工作均由计算机完成，然后自动打印并描曲线图。测定一个试样只需20分钟时间。从分布曲线可以很快分析出板子加工工艺的合理性及热压设备的先进性。参考文献：（略）如何提高刨花板质量 （）-原料性质摘自：本站

20、原创作者：王培元 刨花板加工中的原料性质问题虽然十分复杂，但还是可以根据目前世界上已有的研究结果把问题归纳成几个方面。对其中少量重要的，加以严格控制，对多数次要的，则暂且放在一边，这样也许能使问题简化而求把握关键。 已公认的，必须加以重视的因素有：原料的密度，原料的pH值和缓冲容量，原料的形态、质量和品种，原料的含水率。 研究尚未深入、问题尚未弄清的因素主要是原料的抽提物成份。世界上很多研究工作已表明，木材抽提物成份对木材胶合性能有重要影响，但对刨花的胶合性能的影响众说纷纭，没有得出结论。 在生产中一般不加考虑的因素：原料本身的其它材性，如木材的结构，木材物理性能，木材其它化学成份，木材力学性

21、能以及木材机械加工性能等。在国内外，作为造诣较深的技术人员都有这些知识以分析车间中所出现的各种质量问题。不过这些知识还不能作为规律而编入车间质量管理的“软件”内。由此可见，对于生产的质量管理工作，似乎只要掌握上述第一类问题即可。（一） 原料密度在前文（之）中，就板的密度问题已经附带述及原料密度问题。对各种不同的树种，根据胶料和各种具体条件要求选择一个合适的压缩比。压缩比（即板的绝于密度与原料本身的绝于密度之比）起码要大于1，一般在1.2-1.6的范围内。所以，车间质量管理人员要根据原料的密度和其它条件以确定合适的刨花板密度。由此可以推论，从原料密度的角度看，即是常常要注意到原料本身密度的波动幅

22、度。用不同密度的木材以同样条件制造同样密度的刨花板，彼此之间质量差异会很大。这里举一个例子，很能说明问题。表1是东德Kehr E.等人在1965年所做的试验结果。需要说明一下，这些数据只是作为两种松木原料和两种桦木原料之间相对比较，不能与我们现在生产的产品质量作比较。因为表1所列数据均按当时东德鉴定方法标准做出来的，又是二十年以前的试验结果，和我们现在的条件不相同。表中n为测量试样数， 为算术平均数，s为标准方差。每一种原料都是由几种不同径级去皮木材配比而成，它们的pH值在4.8-5.1范围内，胶粘剂为脲醛胶，试验板为三层刨花板。从表1的数据看到： 板的密度在0.5-0.7g/cm3范围内，以

23、相同密度板比较桦木板的质量比松木板的总要差。但是只要提高桦木板的密度，各项指标都可与松木相一致。这是因为桦木本身的密度比松木高，如压制同样密度的刨花板，松木板的压缩比比桦木板的要高，德国的桦木平均密度为0.61 g/cm3，松木平均密度为0.49 g/cm3，密度差异是较为显著的。 即使是同种木材，由于生长地点、取材部位、径级等不同，密度也有差异，因而所制成的同密度的板子，彼此之间也有差异。从现代生产管理角度来看，德国松木刨花板的密度一般在0.65 g/cm3左右，而桦木板的密度要在0.70-0.72 g/cm3以上。假如以桦木为原料，仍制造密度为0.65 g/cm3的板子，则板的质量难以达到

24、标准。在使用同种木材原料时，因原料密度不同而出现板的质量上的连续波动生产中较易调整；而要避免不同原料间密度的较大差别带来的问题，质量管理人员对此应胸中有数，否则就很难取得具有稳定质量的产品。现时多数刨花板厂使用的是混合原料，对于混合树种，又如何考虑其密度问题呢？这里有一个试验结果可作参考。美国Vital等人用四种密度差异颇大的热带木材A毛泡桐（paulawnia tomentosa），B维罗拉木（Virala spp），C艳榄仁树（Terminalia Superba），D非洲红豆树（Pericopsiselala）作试验。它们的密度分别为0.28，0.43，0.57，0.65 g/cm3。试

25、验分：单独原料(A、B、C、D)和混合原料（搭配法为：AB，AC，AD，BC，BD，CD，ABC，ABD，ACD，BCD，ABCD）。每一种试验又分别以低压缩比（1.2:1）和高压缩比（1.6:1）两个条件进行铺模压板。试验结果表明，在压缩比相同的条件下，板的静曲强度和弹性模量与木材几乎成正比，平面抗拉虽然也随木材密度增加要有所提高，但直线关系不明显，厚度吸水膨胀与木材密度看不出有什么一定的关系。这说明了用混合树种原料生产刨花板可按平均密度选择一个合适的压缩比，板的静曲强度是各种原料配比量的平均数；平面抗拉有可能比各种原料配比量的平均数低，但能达到要求；吸水厚度膨胀则不会因原料配比而大幅度升降

26、。由此可见，为什么世界上很多大型刨花板厂照样使用混合原料。他们并不怕几种原料的混合，而是怕不按固定比例混合。为此，便不惜以重金加大各工段的投资，设置多台刨花备料机械，并将其分开储存。我国小型刨花板厂很多，一般情况是来料较杂，而设备设置又不能过分细分，这给管理带来很大麻烦和困难。补救的办法是能否将密度相近的材种大致分类，然后再估计其混合原料的平均密度（有关木材的密度的数据，我国已有大量积累，请参看：中国林业出版社出版的中国主要树种的木材物理力学性质一书）。最好的办法是工厂管理人员使来厂的原料树种达到稳定或趋于单纯，对厂内常用的几个树种其密度可按我国木材物理力学试验标准自己进行测定。这对一般木材加

27、工企业来说并不困难。（二） 原料的pH值及缓冲容量树种影响刨花板质量的另一重要参数为木材的pH值及缓冲容量。我国刨花板生产几乎全部使用脲醛作胶粘剂。世界上刨花板工业中，虽已有多种胶料在使用着，但脲醛树脂仍占多数。脲醛树脂的固化对原料的pH值和缓冲容量是相当敏感的，它需在酸性条件下才能固化。为了补偿木材本身酸度之不足，在刨花板生产中一般要加入固化剂，使它与脲醛树脂接触后生成酸性物质。而另一方面，如脲醛树脂在过高的酸度环境中，在刨花板板坯未热压前就会发生固化。所以，在工艺上要针对原料本身的酸度加适量的固化剂。这就首先给车间管理人员提出这样的课题：“原料本身的酸度如何？”“原料酸度对固化剂用量的影响

28、又如何？”在这方面做过研究工作的人很多，而且都是在早期，这里仍引用一下Kehr E.在1965年的试验工作结果，它比较简单易懂。从图1、2的曲线可以看出：（1）对低pH的树种橡木和落叶松，在刨花板压制中即使不加固化剂，脲醛树脂也能固化得比较充分，取得较好的胶接效果：而对pH高的树种榆木及白杨，则需要加相当量的固化剂才能成板，且胶接强度始终不是很好。（2）当使用高pH值及低pH值原料混合制板时，可以按平均pH值的原料对待。从这一点看，在生产中使用混合原料时，除了注意原料密度之外，还要根据树种的pH值来加以分类和配比，然后选择合适的成板密度和固化剂用量。这里还需要再次强调，以上介绍的例子仅是说明原

29、料pH值对制板的影响，在生产中只能按上述原则行事，不能直接使用这些数据。如图中的杨木pH为6.87.47.8，然而我国的杨木pH值却并非在此范围。根据李新时、相亚明1963年的研究结果，我国杨木的pH为：青杨8.0，大关杨5.9，胡杨6.7，小叶杨6.3，大青杨4.8。加之现代的脲醛和其他条件也与此不同，如果我们在生产中也按图中所示的情况用7的固化剂，则将出现反常现象。有关固化剂的用量将在本连载中第部分介绍，这里只是说明为什么在生产管理中要强调注意原料pH值的不同。此外，从图中看，榆木和杨木的胶合强度总是很差，但这并不等于榆木和杨木不能制成标准刨花板。如果调整其它工艺条件，仍然可以使它们达到我

30、国刨花板的级质量标准。随着生产发展，人们觉得另一个与原料pH值有密切关系的参数，即缓冲容量，更能反映固化剂的需要量。“缓冲容量”是指木材原料抵抗自身pH值被改变的能力。有的木材虽然具有较低的pH值，然而由于它的缓冲容量较大，则需加较多的固化剂才能使它的pH值再度降低；如果缓冲容量较小，也许加入少量的固化剂就会产生树脂预固化现象而降低板的胶合强度。表2是八十年代初发表的西德比松公司的一个材料，该表列出对二种云杉和三种松木的试验结果。二种云杉，其他参数都相近，只有缓冲容量相差较大，导致了板的质量指标有较大差异。三种松木比较中，也有累似情况。它表明这样的趋向：假如对云杉适当降低固化剂用量，对于松木和

31、适当加大固化剂用量，则它们的平面抗拉强度和吸水厚度膨胀性能都有可能得到改善；从这三个松木中看，松木和的pH值都低于松木，但酸缓冲容量却高于松木。表2 原料的缓冲容量对刨花板质量的影响树种参数云杉云杉松木松木松木刨花厚（干）（mm）pH值缓冲容量：到pH值11（ml0.1nNaoH）到pH值3（ml0.1nHCl）刨花筛份（）中层 4mm 1.25mm表层 1.25mm板质量密度（kg/m3）静曲强度（N/mm2）平面抗拉（N/mm2）吸水厚度膨胀(%)2小时吸水厚度膨胀（）24小时0.394.29.03.034.451.214.465126.50.663.312.20.384.126.02.0

32、37.048.015.064926.00.475.415.00.324.58.54.037.049.413.664724.30.476.115.60.354.219.02.515.972.86.364924.10.424.413.00.384.615.02.027.952.618.565124.80.523.211.8固化剂NH4Cl用量3（以绝干脲醛树脂为基准）缓冲剂NH4OH用量0.5%（以绝干脲醛树脂为基准）缓冲容量的表示法是将木粉置于冷蒸馏水中浸一定时间后，再用一定浓度的酸或碱滴定，使它的pH到一定值时的毫升数。由于各地所用的方法目前尚未统一，故此处无法一一介绍。表2中所列的数据是用0

33、.1NHCl液将浸出液滴到pH=3时所消耗的HCl毫升数，作为酸缓冲容量；同理，用0.1NNaoH液将浸出液滴到pH=11时所消耗的NaoH毫升数，作为碱缓冲容量。我国教育和科学工作者对此已有若干研究结果（南京 林产工业学院学报，1982，第3期，143157页；东北林学院学报1983，第4期，100104页）可供参考。木材pH值和缓冲容量都是表示木材酸度的指标。所测定的都是木材内可溶于冷水的抽提物的酸度。从以上所述的各种情况可知，木材pH值和缓冲容量虽然对刨花成板过程中的脲醛树脂胶的固化有明显的影响，但并未得出如密度和板质量之间这样确定的关系，严格地讲，至今只是处于定性分析的阶段，车间质量控

34、制中主要依靠经验或经验方程式，在这方面仍有深入研究的必要。最近有人发现木材内不可溶物质的酸基含量与脲醛树脂胶凝胶时间的相互关系比pH值和缓冲容量有更加密切的关系，也即具有更高的相关关系（可参见Holzfor-schung 1983, No3, 117-120; 林业科学1985，No3, 260-267）这一结果很值得注意。（三） 原料的形态、质量和品种原料本身的形态对刨花板的质量能起决定性作用。利用小径木为原料，总是极为有利的，它可以随心所欲地加工成各种形态适宜的刨花，刨花的长度和厚度都比较容易控制。欲利用细木工下脚料或平刨下来的工厂刨花生产高质量的刨花板则难得多。这主要关系到刨花形态的问题

35、，故拟于后文专述。此处着重介绍原料的质量和品种的问题。现在多数人认为在一般情况下如将树皮混在原料之中，仍能制造出标准质量的刨花板。树皮中影响较大的主要是含有硅化物的存在是磨损刀具的主要因素，所以，在质量管理中，对于合理利用也有很大意义。在本文第部分中已叙述，欲提高刨花板的静曲强度，重要的是需要加强二个面层的强度。因此，将树皮置于中层，则对板的静曲强度无多大影响，甚至有时还产生积极作用。Starecki A.于1979年发表了一项颇有意思的试验。他用松树皮分别配入松木中，分别以树皮含量为20，40，60，80，100压制单层和三层刨花板。在制三层刨花板时，按总的百分比算出的芯层的树皮量，看它的效

36、果究竟如何。从图3看出，随树皮含量的增长，只将树皮置于芯层树皮含量提高了之后，会不会导致平面抗拉强度的下降？试验结果（见图4）表明了三层刨花板的平面抗拉并不低于单层刨花板，反而还提高了一点。这是因为树皮的形态有利于平面抗拉。从吸水厚度膨胀率这方面考察，三层刨花板的要低得多。限于篇幅，这里不再详细解释为什么将树皮全放在芯层不但静曲强度有明显改善，而且平面抗拉不下降和吸水厚度膨胀明显降低。以上所叙的试验结果说明，凡利用高树皮含量的原料，将其放在刨花板的芯层，会有很多好处，那么又如何对待表层呢？Kehr E.(1959)对此仔细作了研究。结果表明，如表层刨花的树皮含量达到810，可将刨花板的密度提高

37、25，补偿了其静曲强度下降的部分。此外，表面受空气湿度变化而发生湿度变化时，因树皮和木质纤维的胀缩不同而起糙，这需要适当加大表面层的用胶量及提高其密度。对此，工厂管理人员就需要根据具体情况权衡利弊，从而找出一个有利于自身产品质量及经济利益的平衡点。总的来说，如树皮全用于芯层，则板的树皮绝对含量大致可划一个范围：对于标准刨花板，可以达到30左右；对结构大片刨花板则不能超过25。如树皮用于表层就要考虑具体情况。对于枝桠和梢头，主要考虑的也是树皮问题。用小的枝桠和梢头直径（2.5cm）做刨花板，在各项物理力学性能中，板的吸水线性膨胀值太高，做结构板是不可取的。随着枝桠和梢头的直径加大到10cm，这项

38、指标会有所改善。从应用的角度看，用于家具的标准刨花板和吸水膨胀的要求不像结构板那么高。只具有轻度腐朽的木材（腐朽程度小于50）是可以利用的，在板的物理力学性能中不会有很大影响。如腐朽程度太大（50），即使与好木材各搭一半使用，其平面抗拉强度也将有大幅度下降。有关平刨所产生的刨花、废单板、锯屑等利用的问题拟于后文“刨花几何尺寸”部分再作介绍。（四） 原料含水率原料含水率对刨花板质量有重要影响，而且直接关系到刨花干燥机的能源消耗，干燥机的能力是否能够平衡等问题。如果原料的含水率过低，除了原料粉碎时所消耗能源多，刀具易于磨钝之外，刨花易于卷曲，平面不光滑，而且易起毛刺并开裂。刨花卷曲对施胶极为不利。

39、因为喷入的胶滴不能均匀地分布在刨花表面，有的部分可能形成空白。刨花表面的毛刺和开裂对胶接强度及抗水性都是不利的。原料含水率过高也会产生问题，主要是湿刨花在运输汇中易结团，而且刨花干燥耗能提高，干燥时间加长。原料的含水率究竟多高才合适？据东德、西德如波兰等一些研究人员研究，原料含水率在40-60%为最佳。如范围再宽一些，可认为在30-70%之间为合适。而美国人对此范围不怎么强调。这多半是因为德国所用的原料多为小径木，容易控制其含水率。而美国的刨花板原料较杂。随着木材原料供应趋于紧张，现在即使在西德也不再强调这点了。但是无论怎样，车间管理人员需力求原料的含水率控制在一定范围之内，波动不可太大。否则

40、将会产生两个问题：一是刨花干燥操作无法稳定。目前我国有些刨花板厂不太注意刨花干燥后含水率的稳定；二是由于原料含水率大幅波动，其可塑性不同，制刨花过程中，刨花的塑性也会有很大波动。以上二点都是产生热压板坯反弹波动的原因。于是在热压中虽有厚度规控制热压板的间隔，却无法控制板坯的反弹量，最后导致板的厚度偏差加大。参考文献：（略）如何提高刨花板质量（）-合理掌握施胶量,提高施胶效率，降低甲醛释放量摘自：本站原创作者：王培元 刨花板用胶主要是脲醛树脂。其它如酚醛、三聚氰胺脲醛胶以及异氰酸酯等，在国外也有使用，不过所占比例较小；在国内还极少使用。因此这里所述的内容仅限于脲醛树脂。胶在热压中，为了加速固化，

41、需要将胶处于酸性的条件。而商品脲醛胶是碱性的（pH=7.58.0）。利用胺盐作为生成酸的物质，如氯化铵，硫酸胺，磷酸胺等。我国习惯用NH4Cl，其作用为：4NH4Cl+6HCHO4HCl+(CH2)6N4+6H2O所以，当氯化铵（NH4Cl）加入胶料中，便生成盐酸（HCl）及六亚甲基四胺(CH2)6N4。六亚甲基四胺与氯化铵再继续反应生成盐酸（HCl）和氢氧化铵（NH4OH）。这样，酸性条件便形成了，而且由羟甲基所释放出来的甲醛进一步导致pH值降低。固化剂增进脲醛树脂的固化作用是不论在高温或常温下都会发生的。为了抑制胶的预固化，可以加入一些缓冲剂。一般用NH4OH作为缓冲剂。在前文已有叙述，原

42、料的pH值和缓冲力对于固化剂的加量有很重要的关系。（一）合理掌握施胶量： 一般均认为，随着用胶量的提高，板的静曲强度、平面抗拉强度及吸水膨胀性能都将随之改善，这一见解可以说是对的。不过这里有一个成本问题，不能无限止地多用胶料。而且，有些性能，随着用胶量的增加，其改善的幅度也不会很大。目前世界各国对刨花板的用胶量的看法已趋于一致。很早以来就已有大量的研究结果表明，当用胶量超过一定量后，对静曲强度的改进作用不是很大了，只是对板的平面抗拉强度仍有明显的改进。但从产品成本角度看，在某些场合下，用加大胶量的方法以改善平面抗拉强度，还不如用增加板的密度方法来得经济。以下简略举几例子：日本人木本（1964）

43、以脲醛树脂用量为8、10、15作试验，没有发现板子的各项性能随着胶用量增加而降低的情况。然而发现很多性能在这三种胶量或其中两种用胶量中几乎相等的情况。特别是用胶量为15时，与10相比只有少许改进。美国人Post（1958）用各种不同的刨花，以脲醛施胶量为3.27、6.54及13.07g/m2作比较，发现，增加施胶量对静曲强度的改进远不如刨花的几何形状来得重要。美国人Lehmann (1970)用酚醛施胶量为2、4和8作试验，发现静曲强度、抗弯弹性模量以及吸水膨胀性能随用胶量由48增大，只有少量改进，仅平面抗拉强度仍不断地由较大改进。西德比松公司的一个资料（1979）说，多加1的用胶量，平面抗拉

44、强度可提高0.06N/mm2,24小时浸水厚度膨胀率可改善10。而对于板的静曲强度则主要要靠合理的刨花几何形状和垂直于板面的密度分布加以改善。当然，提高板子的平均密度可改善各种力学性能。这里着重介绍一下东德Kehr等人在1967年所发表的有关这方面的研究工作的结果。能把上述的意思说得更具体和明确一些。该试验是在工厂生产线上进行的。原料为松木、三层刨花板，面芯层刨花重量比为1：2，板密度0.60g/cm3, 拌胶前刨花水份5，板坯表面加100g水/m2予以加湿，热压时间在温度为155下为0.3min/mm板厚。热压压力为1.5N/mm2。其结果列于图13。图13 刨花板用胶量与吸水厚度膨胀，平面

45、抗拉强度和静曲强度之间的关系从图13可以看出，对三层刨花板（该试验所用之刨花尺寸为：表层长10mm,厚0.2mm，中层长18mm,厚0.4mm）,用胶量增加到10，静曲强度便不再因用胶量加大而有所改善，仅吸水厚度膨胀率和平面抗拉强度仍有所改善。然而，合适的用胶量还应该再来对照一下下列结果：如果增加板的密度，是否比增加用胶量更有利。图45是一个很好的例子。图45 板密度、用胶量与基本材料消耗成本之间的关系由图45的结果可看出，在该试验的条件下，板的用胶量为8.5，密度为0.60时最为经济。欲使板的强度再进一步提高，则不如提高板子的密度更为经济。从平面抗拉强度这一指标来看，虽然增加用胶量可有明显改

46、善，但其改善的情况，在正常密度范围时，还不如提高板的密度合算。当然，这是东德的一个厂的情况，由于各地原料价格及管理情况不同，用胶量和板密度之间的经济比较不可能都是这样。总之，从以上种种例子说明，过多地施以胶量对刨花板质量的好的作用与成本增长的反作用比较非常不利。对静曲强度的提高要着眼于垂直于板面的密度分布、刨花尺寸以及板的密度的合理选择。合适的用胶量应随着刨花的几何形状不同而有所改变。在东、西德，一般的生产情况与上述试验条件很接近，故用胶量也在8.5左右（指表、芯层平均用胶量）。此外，由于其它需要，如前文所述，因树皮的掺入表层或为改善刨花板的表面质量则在表层应当多加入一些胶量。目前我国有些小型刨花板车间往往使用大量胶粘剂生产刨花板，检验其平面抗拉强度，则大大超过了国家标准的规定。这说明，这种刨花板使用了过量的胶料，使成本大为提高。用这么多胶料以生产刨花板，有各种原因。很重要的一个理由是，如不用超量的胶粘剂，则刨花在板坯热压之前大量散落，无法成型。事实上，这需要着眼于刨花几何形状，铺模成型设备及运板装置的改进。当然，胶的性能本身也有问题。这牵涉到胶的冷粘性（