探討密度板尺寸穩(wěn)定性的影響因素

中密度板是以木質(zhì)纖維或其他植物纖維為原料，施加合成樹脂（或其他適合的膠黏劑）與添加劑，經(jīng)高溫和一定的壓力在熱壓機(jī)中壓制而成，密度在500~800kg/m3的均質(zhì)板材。中密度板對(duì)原料要求較低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，密度適中，物理力學(xué)性能較好，抗彎強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、內(nèi)部結(jié)合力等均高于普通刨花板；幅面尺寸大，表面平整光滑，涂飾性能和裝飾貼面效果好；機(jī)械加工性能好，鋸截、鉆孔、開榫、銑槽、砂光等加工性能類似木材，易于進(jìn)行精細(xì)加工；還可根據(jù)需要在生產(chǎn)過程中添加防水劑、阻燃劑等化學(xué)藥劑生產(chǎn)特殊用途的板材。因此，中密度板廣泛應(yīng)用于建筑、家具用材（家電、櫥柜門、層壓地板、貨架、細(xì)木工構(gòu)件）、玩具、護(hù)欄和裝飾材料的浮雕中…。

盡管中密度板具有上述優(yōu)點(diǎn)，但是由于原料本身和生產(chǎn)工藝的局限性，也存在一些尚待解決的問題，如在高濕度環(huán)境下吸濕膨脹、尺寸穩(wěn)定性不高，游離甲醛釋放污染環(huán)境，阻燃性和耐久性有待增強(qiáng)等。其中，尺寸穩(wěn)定性是影響中密度板質(zhì)量的關(guān)鍵問題，它直接影響到產(chǎn)品的使用性能和使用壽命以及產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和附加值的提高。筆者將從中密度板尺寸穩(wěn)定性的影響因素著手，介紹提高中密度板尺寸穩(wěn)定性的方法和目前的研究現(xiàn)狀，探討今后在該方面的研究前景。

1中密度板尺寸穩(wěn)定性的影響因素

中密度板厚度膨脹主要由兩部分引起：一是由于木質(zhì)纖維細(xì)胞壁固有的吸濕性引起的厚度膨脹；另一部分是由于熱壓期間被壓縮的纖維的彈性恢復(fù)以及水分作用下纖維之間氫鍵的破壞引起的。基于上述兩方面機(jī)理，中密度板尺寸穩(wěn)定性的影響因素可歸納如下。

1.1木纖維原料

原料中應(yīng)壓木含量的增加會(huì)對(duì)中密度板的線性變化、厚度變化和力學(xué)性能有負(fù)面影響；取材部位的不同，所壓制中密度板的物理力學(xué)性能也不同，Shi等對(duì)分別從黑云杉頂部、中部和底部取材制備的中密度板進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)取材自頂部和中部的中密度板的彈性模量(MOE)和內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度（IB）明顯優(yōu)于取材自底部的板材，且板材的厚度膨脹也隨著取材從頂部往下逐步增加；樹齡也是影響尺寸穩(wěn)定性的重要因素，幼齡材壓制的中密度板線性膨脹(LE)大于非幼齡材壓制的中密度板，但是水分吸收少于非幼齡材，且表現(xiàn)出較大的靜曲強(qiáng)度(MOR)和內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度。

1.2板材密度

中密度板的線性膨脹／收縮、厚度膨脹／收縮和吸濕翹曲程度都隨著板材密度的增加而增加，板材的彈性模量也與其密度密切相關(guān)。

1.3膠黏劑

隨著施膠量的增加，中密度板的尺寸穩(wěn)定性會(huì)有一定程度的提升；較高的樹脂覆蓋率和分布率能在添加了合適濃度的石蠟時(shí)，減少板材的水分吸收；樹脂的類型和疏水性顯著影響板材的濕脹性；膠黏劑良好的膠合能力對(duì)保留纖維網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合和防止纖維回彈及板材濕脹也很重要。

1.4生產(chǎn)工藝

纖維熱磨的過程中，預(yù)熱時(shí)間和蒸汽壓力對(duì)纖維板的厚度膨脹和力學(xué)性能影響顯著，經(jīng)較高溫度和較長(zhǎng)時(shí)間熱磨的纖維所壓制的板材有較高的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性，但是彎曲性能較低；制板過程中，熱壓工藝參數(shù)（溫度、壓力、時(shí)間）的不同，對(duì)中密度板的尺寸穩(wěn)定性也有影響。適當(dāng)增加熱壓壓力和延長(zhǎng)熱壓時(shí)間可以使纖維緊密度、交織力增加，彈性恢復(fù)減少，板材吸水厚度膨脹率下降。