纖維板制造對(duì)纖維質(zhì)量的要求,一般是根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)別、生產(chǎn)工藝及設(shè)備狀況而定。就纖維質(zhì)量綜合而言,要求被分離的纖維具備一定的比表面積和良好交織性,要求有一定長(zhǎng)寬比、篩分值和纖維濾水性、透氣性、化學(xué)組分和纖維聚合度等性能均有嚴(yán)格的要求。如濕法生產(chǎn),在板坯成型和熱壓過(guò)程中,均要求纖維板坯具有迅速而易脫水的功能。而干法生產(chǎn),則要求纖維不僅有較理想交織性,還要求板坯具備良好的透氣性。不然,兩種生產(chǎn)方式的成型板坯在運(yùn)輸及熱壓過(guò)程中,會(huì)破壞板坯結(jié)構(gòu)而影響產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。但是當(dāng)生產(chǎn)低密度或軟質(zhì)纖維板時(shí),纖維形成板坯后可不進(jìn)行預(yù)壓或輕微加壓使其干燥成板,這就要求纖維不僅要有一定的長(zhǎng)寬比,而且要求纖維要有足夠的帚化程度,來(lái)增加纖維自身間的交織性和接觸面積。
(1) 纖維的形態(tài)特性和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系
就纖維固有形態(tài)而言,不同原料有較大差異。如針葉材纖維管胞的平均長(zhǎng)度在2~3mm,長(zhǎng)寬比為63~110;闊葉材的纖維管胞和韌型木纖維的平均長(zhǎng)度為0.8~1.3mm,長(zhǎng)寬比在35~58;而禾本科植物纖維類(lèi)原料,纖維管胞的平均長(zhǎng)度則只有0.8~2.2mm,長(zhǎng)寬比為30~130,其中非纖維細(xì)胞含量較高。
從纖維的長(zhǎng)度和長(zhǎng)寬比來(lái)看,似乎針葉材纖維所壓制的纖維板為好。但事實(shí)證明,全部采用針葉材為原料壓制的纖維板其性能不一定為最佳,這是由于針葉材的纖維管胞壁厚呈管狀,細(xì)胞壁的厚度相對(duì)的比纖維寬度要大,纖維間的總接觸面積就變小。相反,闊葉材的纖維管胞、韌型木纖維、導(dǎo)管等則是薄壁結(jié)構(gòu)而呈帶狀,這樣纖維間的接觸面積就大,結(jié)合交織性好,在熱壓過(guò)程中就容易壓成密度和強(qiáng)度均高的纖維板產(chǎn)品。
纖維本身的固有強(qiáng)度,對(duì)纖維板產(chǎn)品的強(qiáng)度也有一定影響。曾有人用染色法把硬質(zhì)纖維板經(jīng)過(guò)抗彎和拉伸破壞試驗(yàn),在顯微鏡下觀察,看到其中有60%~70%的單纖維受到破壞。從試驗(yàn)結(jié)論認(rèn)為,單體纖維自身固有強(qiáng)度,對(duì)密度在0.25~0.4g/cm3的軟質(zhì)纖維板的強(qiáng)度幾乎投有多大影響。對(duì)密度在0.4~0.8g/cm3中密度纖維板的強(qiáng)度,則有較明顯影響。而對(duì)密度大于0.9g/cm3的高密度纖維板的強(qiáng)度會(huì)有更大的影響。這是由于單纖維自身固有強(qiáng)度與纖維素鏈的平均長(zhǎng)度(即聚合度)有關(guān),一個(gè)單纖維的裂斷長(zhǎng)可達(dá)40000Pm。當(dāng)纖維鋪裝成型板坯后,由于排列不規(guī)則呈散亂不整齊狀態(tài),再消除其他因素影響,假定單纖維的裂斷長(zhǎng)平均為20 000Pm,再按40%的保守?cái)?shù)計(jì)算,則單纖維的裂斷長(zhǎng)可達(dá)8 000Pm。由此可見(jiàn),纖維自身固有強(qiáng)度與纖維板產(chǎn)品的強(qiáng)度之間的關(guān)系。
(2) 纖維分離度與纖維板質(zhì)量的關(guān)系
纖維分離度指解纖后纖維分離的程度,它是間接反映纖維質(zhì)量性質(zhì)的一個(gè)方面。纖維分離得越細(xì),纖維的比表面積就越大,纖維的濾水性和透氣性就越差。反之,纖維的濾水性和透氣性越好,但此時(shí)的纖維往往比較粗而且纖維比表面積相應(yīng)也小。纖維分離后纖維比表面積與濾水性呈反比,比表面積越大細(xì)小纖維居多,纖維濾水性越差。纖維分離度差纖維粗(28~48目)對(duì)空氣阻抗小,而纖維分離度高纖維細(xì)小比表面積大(100~200目),纖維的透氣性差板坯填充性好,但空氣阻抗大。纖維的比表面積越大,纖維的容積越小,反之則相反。由此可推出:纖維的濾水性、透氣性以及容積均與纖維的分離程度有一定關(guān)系。故可以說(shuō)纖維分離度是顯示纖維漿料質(zhì)量的重要指標(biāo),它直接影響纖維生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)踐也證明,在一定范圍內(nèi),纖維分離度越高,即纖維越細(xì),板坯纖維之間的交織就好,纖維板的強(qiáng)度、耐水性及產(chǎn)品密度也隨之提高。
另外,從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出,應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型產(chǎn)品和工藝特點(diǎn),在穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上來(lái)控制纖維分離度在一定范圍內(nèi)。
(3) 纖維篩分值與纖維板質(zhì)量的關(guān)系
不同類(lèi)型的纖維原料其纖維形態(tài)、纖維長(zhǎng)短、纖維粗細(xì)的比例等,均會(huì)給纖維板質(zhì)量帶來(lái)不同程度影響。而檢驗(yàn)纖維質(zhì)量的方法,通常是采用纖維分離度(纖維濾水度DS和纖維叩解度°SR)。由于纖維本身差異性很大,往往單憑測(cè)定纖維的分離度還很難反映纖維質(zhì)量的實(shí)質(zhì)。有時(shí)兩種纖維其濾水度值基本相近,但纖維的長(zhǎng)短、粗細(xì)比例大小不同。因此,再通過(guò)測(cè)試?yán)w維篩分值予以補(bǔ)充分析被分離的纖維質(zhì)量狀況。
纖維篩分值在實(shí)際生產(chǎn)中意義很大,調(diào)整好纖維漿料篩分值,可改善纖維形態(tài)和漿料性質(zhì),從而提高纖維板產(chǎn)品質(zhì)量。有關(guān)纖維篩分值對(duì)纖維板質(zhì)量影響的研究早已被重視,并取得了規(guī)律性的技術(shù)依據(jù)。影響纖維形態(tài)主要有材種和所采取纖維分離的方法,針葉材比闊葉材纖維要好,化學(xué)機(jī)械法分離纖維要比加熱機(jī)械法(即熱磨法)好,而單純機(jī)械法磨漿效果較差。
a.纖維篩分值對(duì)纖維板性能的影響
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