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现如今,人造板产业疾速发展,原材料越来越短缺以及人们越来越关注板材中游离甲醛的释放。本研究以木材纤维为原料,氢氧化钠(NaOH) /尿素(Urea)为试剂,协同研磨法预处理木材纤维素,热压条件下不依靠任何胶黏剂,采用湿法纤维板的生产工艺,将研磨处理后的原料压制成中密度纤维板,并通过响应面分析法,优化纤维素的预处理工艺条件以及无胶纤维板的热压工艺条件并分析不同影响因素之间的交互作用。运用X射线衍射分析法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)对无胶纤维板的成形机理进行了初步研究,得出如下的结论:(1)在不依赖任何胶黏剂的情况下,通过控制原料的预处理和热压工艺条件参数,可以制出各项理化性能均满足国家标准GB/T 11718-2009<<中密度纤维板>>中干燥状态下以及潮湿状态下使用的普通型中密度纤维板(MDF-GP REG)性能要求的纤维板。(2)单因素结果显示:研磨间隙对板材的静曲强度、24 h吸水厚度膨胀率和弹性模量影响较大;NaOH/Urea的不同比例对板材的24 h吸水厚度膨胀率、弹性模量、内结合强度和静曲强度都影响很显著;预处理浸泡时间对板材的静曲强度影响较显著;热压温度对板材的内结合强度和24 h吸水厚度膨胀率的影响较大;热压时间的增加明显提高了板材的内结合强度,而弹性模量和静曲强度则是先上升后下降,24 h吸水厚度膨胀率一直随热压时间延长而下降。(3)响应面试验分析:NaOH/Urea添加量、预处理浸泡时间、研磨间隙和热压温度对板材静曲强度的影响是很显著的,其中研磨间隙和热压温度两因素的交互作用对板材静曲强度的影响也是很显著的。这五个因素对板材内结合强度的影响都是很显著的,但各个因素间的交互作用都不显著。五个因素中属热压温度和热压时间对板材的24 h吸水厚度膨胀率影响最为显著。板材的弹性模量受NaOH/Urea添加量、研磨间隙、热压温度和热压时间的影响都很显著,但各因素的交互作用都不显著。(4)响应面3D图以及其等高线分析可知,在达到中华人民共和国国家标准GB/T 11718-2009—在干燥和潮湿状态下使用的普通型用板要求的前提下,结合实际生产的成本因素,即NaOH/Urea添加量最低,研磨间隙适中,预处理浸泡时间最短,热压温度最低,热压时间最短,最后得到了无胶纤维板的一个最优工艺参数结果:NaOH/Urea添加量比例为1.92%:3.84%,预处理浸泡时间为2.5 h,研磨间隙为0.34 mm,热压温度为204.19℃,热压时间为5.75 min。考虑到实际的操作,将预处理和热压工艺设置成:NaOH/Urea添加量比例为2%:4%,预处理浸泡时间为2.5h,研磨间隙为0.4 mm,热压温度为205℃,热压时间为6 min。(5) XRD和FTIR的结果显示:纤维板的结晶度比预处理后的的纤维结晶度低,但这两者的结晶度均高于原木材纤维素结晶度,可见预处理条件使得部分半纤维素和木质素降解,且经热压后再使得纤维素发生一定程度降解,其原有的结晶区受到破坏。