麥秸人造板:簡介,麥秸板的生產,原料的運輸與貯存,產品成本,預處理,吸聲性能,麥秸

麥秸的主要成分為纖維素、半纖維和木素,但其結構疏鬆,纖維細胞含量(60% )低於木材(75%～98% ),溶液抽提物含量較高,灰分大,異氰酸酯膠用於製造麥秸板,對麥秸板性能的提高起到了決定性的作用,促進了麥秸板研究和生產的發展。麥秸的粉碎、膠粘劑的施加及板坯鋪裝是關鍵所在。

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簡介

實踐表明，用麥秸或稻草生產的人造板質輕、強度高、保溫、隔熱，可鋸、鑽、刨、釘，機械加工性能好，產品質量能達到美國ANSI標準（ A208．1－93）中的M－3級工業用板的要求，完全可與木質人造板媲美。

在我國，以麥秸等農作物秸稈為原料生產人造板，資源十分豐富，產品能適應市場需求，具有較強的競爭力。據不完全統計，我國每年各種農作物秸稈產量高達6億多噸，若能利用其中的1%～2%，即可生產約600萬立方米～1200萬立方米的人造板，如按1立方米人造板替代2.5立方米原木計算，可替代1500萬立方米～3000萬立方米原木。

大力發展秸稈人造板生產，既能使農民的秸稈變廢為寶，也能節約木材、保護森林、保護生態環境，經濟效益和社會效益明顯，於國於民非常有利。

麥秸板的生產

麥秸板已進入到大規模生產階段,配套設備大量湧現。我國以稻秸人造板為主。從全球角度看,麥秸板的生產中心在北美洲,主要是在加拿大和美國。熱壓機為多層有墊板式。

原料的運輸與貯存

秸原料質輕,堆積密度小,所占用場地較大,給運輸效率和貯存質量都帶來不利影響。國外普遍採用打包形式貯存,將麥秸打成1 220mm×1 220mm×2 440mm的方包(約1t重),便於運輸和存放。原料可以一次性收購,但要有足夠的場地且注意防腐防火。也可以分批收購,分地貯存,採用定期運送到工廠的方法,減輕集中管理的壓力。建廠應首選麥產區,麥秸原料收購的半徑小於50 km為宜。

產品成本

製造麥秸板均採用異氰酸酯膠粘劑,其價格較高。雖然麥秸原料比木材便宜,施膠量小,生產動力消耗也少,可以節約一些生產成本,但如何控制和降低膠的生產成本仍是最需要解決的問題之一。另外,還有降低脫模劑的成本問題,改善板坯初強度的問題.麥秸哄搶導致價格偏高、農戶自由度大難收集和質輕蓬鬆不易運輸。

預處理

麥秸纖維原料中三組分(纖維素、半纖維和木素)之間的纏繞與包裹作用,阻礙了轉化利用的進行,因而必須對其進行預處理,為此人們開發了微粉碎處理、化學處理、蒸爆處理等多種預處理方法。蒸爆處理乾法制天然纖維板工藝與傳統纖維板製造工藝比較,可大大縮短工藝過程,降低生產成本。生物酶處理後，苯醇抽提物含量下降,這也間接地說明,酶處理麥秸,可以降低其表面的蠟狀物;用經過酶處理後的麥秸作原料,可以壓製出性能較好的脲醛樹脂膠合的麥秸板。

鹼溶液對麥秸表面進行處理 ,以改善 UF 膠在麥秸表面的擴散-滲透能力, 在降低材料生產成本的前提下 , 提高板材的膠合強度。鹼處理改善了麥秸表面的膠合能力 ,使膠接強度增大 ,抑制麥秸刨花板的回彈 , 從而使板材的尺
寸穩定性增加。

吸聲性能

輕質麥秸板相對傳統建築材料具有良好的吸聲性能,吸聲係數約為混凝土或粘土磚的10倍左右,優於加氣混凝土等輕質建築材料,接近於傳統吸聲材料—半穿孔軟質纖維。

麥秸板的表面處理

麥秸桿表面的自由能約為25mJ/mZ,內表面約為30mJ/mZ[’01,比木材低很多,表面活性較低,膠合性能不強,所以用膠量相對較大。可以通過化學接枝方法,對麥秸桿纖維進行表面改性,提高麥秸桿纖維表面的反應活性,從而增加膠接過程中的化學鍵膠接和氫鍵結合,降低異氰酸酯膠的用量與羥基、水的反應起到了主要的作用,與氨基、羧基的反應起到了輔助的作用。

麥秸人造板用膠

麥秸或稻草人造板採用異氰酸酯樹脂（MDI）為膠粘劑，該樹脂固化後無游離有害氣體釋放，因此，被稱之為“綠色環保型”人造板材。它的問世，對以脲醛樹脂等含甲醛的膠粘劑所生產的人造板是一種挑戰。麥秸表面含有大量蠟質及矽類物質,其與普通脲醛樹脂膠和酚醛樹脂膠的粘合性較差、板強度低異氰酸酯膠(MDI)則克服了上述困難,該膠中含有極強活性基團異氰酸根(-NCO),與麥秸纖維中的羥基反應,產生強度高,對酸、鹼及水有較好穩定性的接合鍵。此外,異氰酸根還可以與麥秸中的水反應生成聚脲,從而形成牢固的結合,使麥秸板具有很好的物理力學性能。

用脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠及異氰酸酯膠,對麥秸等農業剩餘物製造的刨花板性能進行了深入研究,結果表明:用這些剩餘物若按木材刨花板的方法製造板材,其強度偏低,這主要是由於它們表面的蠟質及矽質層影響膠粘劑的膠合性能,因此應對表面進行預處理及改進制造工藝,同時,還要注意刨花形態的選擇,以此來提高內結合強度。

脲醛膠麥秸刨花板比脲醛膠木材刨花板的強度要低很多;但麥秸中密度板的性能較好,可以與木材相比。日本京都大學木質科學研究所用脲醛樹脂膠添加矽烷偶聯劑的方法來製造麥秸板,提高板的內結合強度,也取得了較好的效果。

雖然對麥秸原料進行鹼預處理,可以使用常規脲醛膠粘劑來製造麥秸板,但工藝不易實施,成本較高,不利於普遍採用和推廣;使用聚異氰酸酯膠(PMDI)時,麥秸板的性能較好,施加內脫模劑可以解決粘板問題,且工藝上容易實施;同時,研究也表明,若100%用麥秸作為原料製造人造板,施膠量比用木材要大些,一般為3%～5%,而木材為2. 5%～3%,這使膠的成本有所增加;另外,在所用麥秸中小麥麥秸的強度為最好。

施膠脫模方法

膠粘劑使用環保型異氰酸酯膠,用施加外脫膜劑的方法來脫膜。

內脫模劑加到異氰酸酯中。

用連續式熱壓機,使用聚異氰酸酯膠,脫膜方式是採用上下板坯上各鋪一層牛皮紙的方法,熱壓後的板材經砂光,砂掉表層的牛皮紙。

板坯撒細小灰塵脫模法。

分層施膠法。上下用脲醛樹脂，中間用異氰酸酯膠合。

用膠量及密度影響

膠粘劑MDI用量的增加,麥秸板的最大膨脹率減小,尺寸穩定性提高.在一定範圍內,增加麥秸板的密度,使麥秸之間接觸緊密,MDI和UF膠粘劑充分發揮作用,可減少麥秸親水性基團的數量,有助於麥秸板的尺寸穩定性

板坯運輸

異氰酸酯初膠黏性差，預鋪板坯不具備初始強度，嚴重影響運輸性能。可使用單層壓機、增加預壓工序和保證運輸穩定消除散坯現象。

麥塑複合板

麥秸為增強材料,將其與塑膠複合來製造複合板的生產工藝。從研究結果來看,隨著聚丙烯中麥秸的加入(30%～50% ),其複合材料的拉伸強度及柔韌性比純聚丙烯材料均有顯著提高,且使成本降低。這些說明利用麥秸與其它材料複合來生產人造板是完全可行的

水泥/麥秸刨花板

在加入適當助劑的情況下,可以生產出較高質量的水泥/麥秸板,它具有很好的防水性、阻燃性及尺寸穩定性,可以用作建築牆體材料。

麥秸人造板

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