一種纖維增強秸稈重組木的製備方法與流程
2023-06-04 03:57:36
本發明屬於木基複合材料
技術領域：
，具體涉及一種纖維增強秸稈重組木的製備方法。
背景技術：
：我國是一個森林資源貧乏的國家，其特點是存量小、分布不均、森林質量下降、結構不合理，經營管理水平低，林木生長量不高。森林的儲備已遠遠供應不了木材的需求。近些年來，我國木材進口呈逐年上升趨勢，木材在我國進口總額中所佔比例已躍居各種商品之首。其中，建築及裝修業、家具製造業和造紙業是我國木材消費量最集中的三個行業。目前為止，我國人造板、紙獎、紙及紙盒含非木獎消費量高居世界第二位，原木消費量已居世界第三位。國內生產的木材總量已遠不能滿足工業生產的需求，多餘的缺口需要從國外進口。與此同時，由於對天然林的過度採伐，導致大徑級優質木材資源的嚴重不足；人工林雖然面積很大，居世界之冠，但其質量欠佳，樹種配置失當，其產品在市場上缺乏競爭力。所以急需一種產品，可以高效利用小徑級木材和速生材，並且材料的力學強度足夠好，緩解大經級木材的供需矛盾。農作物秸稈是優良的生物質材料，來源廣泛，是理想的木材代用材料。我國是農業大國，每年農作物秸稈產量達6.7億t，出部分用作秸稈還田、飼料和燃料外，大量的秸稈被焚燒，不僅汙染環境還浪費了可再生資源。若將豐富的秸稈資源應用於人造板工業，將有效緩解人造板企業原料供應不足的矛盾。技術實現要素：解決的技術問題：本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種纖維增強秸稈重組木的製備方法，所得重組木具有良好的力學性能和防潮性能。技術方案：一種纖維增強秸稈重組木的製備方法，包括以下步驟：步驟1，取秸稈，曬乾、粉碎，得顆粒；步驟2，將步驟1所得顆粒置於0.5-5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，得到溼粉；步驟3，以重量份計，將步驟2所得溼粉10份、表面活性劑0.5-1.2份、水12-15份、矽烷偶聯劑0.2-0.8份混合，在70-90℃下反應，得到反應物；步驟4，將步驟3所得反應物濾出，用水清洗，烘乾，得到改性物；步驟5，以重量份計，取玻璃纖維10份、乳化劑2-6份、碳酸鈉1-4份混合，置於石英舟中，加熱至700-800℃保溫2-4h，放冷後將固體物用水洗滌至恆重，得到刻蝕玻璃纖維；步驟6，以重量份計，取酚醛樹脂膠粘劑1.2-2.5份、石蠟乳液0.3-0.6份、氯化銨0.2-0.7份混合後對步驟4所得改性物40-70份和步驟5所得刻蝕玻璃纖維10-15份的混合物施膠，熱壓，得到重組木。進一步地，步驟1中顆粒大小為0.5-1cm。進一步地，步驟2中顆粒和氫氧化鈉溶液的質量體積比為10g：30-50mL。進一步地，步驟4中烘乾溫度為120-130℃。進一步地，步驟6中熱壓條件為2.5-4.5MPa、170-190℃、6-8min。進一步地，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、羥基烷基磺酸鈉或二異辛基丁二酸酯磺酸鈉。進一步地，所述矽烷偶聯劑為KH-550或KH-792。進一步地，所述玻璃纖維的長度在200-500微米。有益效果：本發明的重組木具有良好的力學性能和防潮性能。具體實施方式實施例1一種纖維增強秸稈重組木的製備方法，包括以下步驟：步驟1，取秸稈，曬乾、粉碎，得顆粒；步驟2，將步驟1所得顆粒置於0.5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，得到溼粉；步驟3，以重量份計，將步驟2所得溼粉10份、表面活性劑0.5份、水12份、矽烷偶聯劑0.2份混合，在70℃下反應，得到反應物；步驟4，將步驟3所得反應物濾出，用水清洗，烘乾，得到改性物；步驟5，以重量份計，取玻璃纖維10份、乳化劑2份、碳酸鈉1份混合，置於石英舟中，加熱至700℃保溫4h，放冷後將固體物用水洗滌至恆重，得到刻蝕玻璃纖維；步驟6，以重量份計，取酚醛樹脂膠粘劑1.2份、石蠟乳液0.3份、氯化銨0.2份混合後對步驟4所得改性物40份和步驟5所得刻蝕玻璃纖維10份的混合物施膠，熱壓，得到重組木。其中，步驟1中顆粒大小為0.5-1cm；步驟2中顆粒和氫氧化鈉溶液的質量體積比為10g：30mL；步驟4中烘乾溫度為120℃；步驟6中熱壓條件為2.5-4.5MPa、170-190℃、6-8min；所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、矽烷偶聯劑為KH-550、玻璃纖維的長度在200微米。實施例2一種纖維增強秸稈重組木的製備方法，包括以下步驟：步驟1，取秸稈，曬乾、粉碎，得顆粒；步驟2，將步驟1所得顆粒置於1.5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，得到溼粉；步驟3，以重量份計，將步驟2所得溼粉10份、表面活性劑0.7份、水13份、矽烷偶聯劑0.5份混合，在75℃下反應，得到反應物；步驟4，將步驟3所得反應物濾出，用水清洗，烘乾，得到改性物；步驟5，以重量份計，取玻璃纖維10份、乳化劑4份、碳酸鈉2份混合，置於石英舟中，加熱至750℃保溫3h，放冷後將固體物用水洗滌至恆重，得到刻蝕玻璃纖維；步驟6，以重量份計，取酚醛樹脂膠粘劑1.7份、石蠟乳液0.4份、氯化銨0.5份混合後對步驟4所得改性物50份和步驟5所得刻蝕玻璃纖維12份的混合物施膠，熱壓，得到重組木。其中，步驟1中顆粒大小為0.5-1cm；步驟2中顆粒和氫氧化鈉溶液的質量體積比為10g：40mL；步驟4中烘乾溫度為125℃；步驟6中熱壓條件為2.5-4.5MPa、170-190℃、6-8min；所述表面活性劑為羥基烷基磺酸鈉、矽烷偶聯劑為KH-792、玻璃纖維的長度在300微米。實施例3一種纖維增強秸稈重組木的製備方法，包括以下步驟：步驟1，取秸稈，曬乾、粉碎，得顆粒；步驟2，將步驟1所得顆粒10置於0.5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，得到溼粉；步驟3，以重量份計，將步驟2所得溼粉10份、表面活性劑0.9份、水14份、矽烷偶聯劑0.6份混合，在80℃下反應，得到反應物；步驟4，將步驟3所得反應物濾出，用水清洗，烘乾，得到改性物；步驟5，以重量份計，取玻璃纖維10份、乳化劑5份、碳酸鈉3份混合，置於石英舟中，加熱至700℃保溫4h，放冷後將固體物用水洗滌至恆重，得到刻蝕玻璃纖維；步驟6，以重量份計，取酚醛樹脂膠粘劑2.2份、石蠟乳液0.5份、氯化銨0.6份混合後對步驟4所得改性物60份和步驟5所得刻蝕玻璃纖維14份的混合物施膠，熱壓，得到重組木。其中，步驟1中顆粒大小為0.5-1cm；步驟2中顆粒和氫氧化鈉溶液的質量體積比為10g：40mL；步驟4中烘乾溫度為130℃；步驟6中熱壓條件為2.5-4.5MPa、170-190℃、6-8min；所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、矽烷偶聯劑為KH-550、玻璃纖維的長度在400微米。實施例4一種纖維增強秸稈重組木的製備方法，包括以下步驟：步驟1，取秸稈，曬乾、粉碎，得顆粒；步驟2，將步驟1所得顆粒10置於5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，得到溼粉；步驟3，以重量份計，將步驟2所得溼粉10份、表面活性劑1.2份、水15份、矽烷偶聯劑0.8份混合，在90℃下反應，得到反應物；步驟4，將步驟3所得反應物濾出，用水清洗，烘乾，得到改性物；步驟5，以重量份計，取玻璃纖維10份、乳化劑6份、碳酸鈉4份混合，置於石英舟中，加熱至800℃保溫2h，放冷後將固體物用水洗滌至恆重，得到刻蝕玻璃纖維；步驟6，以重量份計，取酚醛樹脂膠粘劑2.5份、石蠟乳液0.6份、氯化銨0.7份混合後對步驟4所得改性物70份和步驟5所得刻蝕玻璃纖維15份的混合物施膠，熱壓，得到重組木。其中，步驟1中顆粒大小為0.5-1cm；步驟2中顆粒和氫氧化鈉溶液的質量體積比為10g：50mL；步驟4中烘乾溫度為130℃；步驟6中熱壓條件為2.5-4.5MPa、170-190℃、6-8min；所述表面活性劑為二異辛基丁二酸酯磺酸鈉、矽烷偶聯劑為KH-550、玻璃纖維的長度在500微米。實施例5本實施例與實施例2的區別在於：步驟3中未加入矽烷偶聯劑反應。一種纖維增強秸稈重組木的製備方法，包括以下步驟：步驟1，取秸稈，曬乾、粉碎，得顆粒；步驟2，將步驟1所得顆粒置於1.5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，得到溼粉；步驟3，以重量份計，將步驟2所得溼粉10份、表面活性劑0.7份、水13份混合，在75℃下反應，得到反應物；步驟4，將步驟3所得反應物濾出，用水清洗，烘乾，得到改性物；步驟5，以重量份計，取玻璃纖維10份、乳化劑4份、碳酸鈉2份混合，置於石英舟中，加熱至750℃保溫3h，放冷後將固體物用水洗滌至恆重，得到刻蝕玻璃纖維；步驟6，以重量份計，取酚醛樹脂膠粘劑1.7份、石蠟乳液0.4份、氯化銨0.5份混合後對步驟4所得改性物50份和步驟5所得刻蝕玻璃纖維12份的混合物施膠，熱壓，得到重組木。其中，步驟1中顆粒大小為0.5-1cm；步驟2中顆粒和氫氧化鈉溶液的質量體積比為10g：40mL；步驟4中烘乾溫度為125℃；步驟6中熱壓條件為2.5-4.5MPa、170-190℃、6-8min；所述表面活性劑為羥基烷基磺酸鈉、矽烷偶聯劑為KH-792、玻璃纖維的長度在300微米。將實施例1至5所得重組木進行性能測試，結果如下：MOE/GPaMOR/MPaIB/MPaIT/kJm224hTS/%實施例114.72108.930.4598.7214.21實施例215.36115.340.5199.4415.76實施例314.15103.940.4298.5613.98實施例414.52106.750.4498.3514.35實施例511.9493.970.5088.4517.46由以上結果可知，本發明的重組木具有良好的力學性能和防潮性能。在採用表面活性劑對秸稈進行改性的基礎上，進一步添加矽烷偶聯劑，可以提高秸稈的表面膠合性能，從而促進秸稈顆粒和玻璃纖維之間連續膠層的增強。實施例6本實施例與實施例2的區別在於：玻璃纖維的長度依次為100、200、300、400、500、600微米。一種纖維增強秸稈重組木的製備方法，包括以下步驟：步驟1，取秸稈，曬乾、粉碎，得顆粒；步驟2，將步驟1所得顆粒置於1.5wt.%氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，得到溼粉；步驟3，以重量份計，將步驟2所得溼粉10份、表面活性劑0.7份、水13份、矽烷偶聯劑0.5份混合，在75℃下反應，得到反應物；步驟4，將步驟3所得反應物濾出，用水清洗，烘乾，得到改性物；步驟5，以重量份計，取玻璃纖維10份、乳化劑4份、碳酸鈉2份混合，置於石英舟中，加熱至750℃保溫3h，放冷後將固體物用水洗滌至恆重，得到刻蝕玻璃纖維；步驟6，以重量份計，取酚醛樹脂膠粘劑1.7份、石蠟乳液0.4份、氯化銨0.5份混合後對步驟4所得改性物50份和步驟5所得刻蝕玻璃纖維12份的混合物施膠，熱壓，得到重組木。其中，步驟1中顆粒大小為0.5-1cm；步驟2中顆粒和氫氧化鈉溶液的質量體積比為10g：40mL；步驟4中烘乾溫度為125℃；步驟6中熱壓條件為2.5-4.5MPa、170-190℃、6-8min；所述表面活性劑為羥基烷基磺酸鈉、矽烷偶聯劑為KH-792、玻璃纖維的長度為100、200、300、400、500、600微米。將所得重組木進行性能測試，結果如下：玻璃纖維長度MOE/GPaMOR/MPaIB/MPaIT/kJm224hTS/%100微米11.3593.210.4587.3218.95200微米14.72108.930.4598.7214.21300微米15.36115.340.5199.4415.76400微米14.15103.940.4298.5613.98500微米14.52106.750.4498.3514.35600微米10.9492.370.5286.7319.15由上表可知，玻璃纖維的長度，不僅會影響重組木的力學性能，還會使防潮性能下降。當前第1頁1 2 3