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人造板可以不用膠?無膠人造板大揭秘

導讀:
提到人造板,相信大部分人都覺得人造板是跟膠黏劑緊緊聯系在一起的,小編第一次聽說無膠人造板的時候,在有限的知識體系里快速搜索了解的人造板比如刨花板、纖維板等,都是跟膠打交道的,那么無膠人造板到底是怎么一回事呢?

隨著全球森林資源的匱乏,以及木材砍伐量的限制,人造板以其價格低廉、木材利用率高等優點逐漸占據木制品市場。作為綜合、高效利用木材資源的主要途徑, 人造板已成為林業產業的支柱。人造板是以木材或其他植物為主要原料, 經機械分離后施加膠粘劑加工而成的板材, 利用秸稈、稻草等農業剩余物制造的人造板已得到推廣和使用。但人造板中的膠黏劑一直在讓企業困擾的問題,人造板常用甲醛型膠黏劑,這會污染居住環境從而影響消費者的健康。隨著人們環保意識的增強,不含甲醛的膠黏劑正在被研究,以及無膠人造板的出現都為人造板的環保事業貢獻了一份力量。

人造板可以不用膠?無膠人造板大揭秘

一、人造板的定義

“人造板是以木材或其他非木材植物為原料,經一定機械加工分離成各種單元材料后,施加或不施加膠粘劑和其他添加劑膠合而成的板材或模壓制品。”

很多人都容易忽視后面的話,而無膠膠合指的就是不加傳統的脲醛樹脂或酚醛樹脂等樹脂膠黏劑,依靠材料本身含有的化學成分或者添加化學助劑在特定的工藝下實現“自粘結”從而粘合成板的技術。

無膠膠合原理: 通過特殊的處理方法使植物纖維表面發生活化,這種活化包括木素和碳水化合物一系列的反應,如氧化、硝化、水解、縮聚、降解以及自由基引發等…

是不是很復雜,有沒有后悔高中化學沒有好好學,不過沒關系,簡單來說,無膠膠合板不使用傳統膠黏劑,那就要想辦法創造膠黏劑物質達到類似或同樣的效果。

人造板可以不用膠?無膠人造板大揭秘

二、無膠膠合方法

那么不使用傳統膠黏劑就粘合成板,要用什么樣的方法呢?根據剛才列舉的對原材料不同的活化作用以及使用不同的助化劑,無膠膠合方法可分為以下幾種:

1、天然物質轉化法

這個方法顧名思義,就是利用某些天然物質本身所固有的或外加的某些天然成分,在特定工藝下經化學轉化而生成的具有膠黏劑作用的一些新物質,從而在熱壓條件下實現自身膠接。既然是天然物質,除了木質纖維材料以外,一些非木質纖維材料如玉米桿、棉桿、稻殼、花生殼、甘蔗渣等。還有木工加工廠的廢料樹皮都是天然膠黏劑的主要原料,這些天然物質不僅品種豐富還可再生,充分利用,減少焚燒造成的對大氣環境的影響。

2、氧化結合法

氧化結合法即加入氧化劑使原料表面經過氧化處理發生活化,整個表面層被潤張和塑化,三大素經過反應形成了一個具有良好的疏松性、塑性和多種反應官能基的活性層,在加熱加壓條件下即可膠接成板。常用的氧化劑有硝酸、硝酸鹽、次氯酸鹽等。

3、酶活化法

漆酶活化法是酶活化法中最典型的方法。漆酶是一種氧化還原酶,可以催化酚羥基的氧化反應,木質材料中含有酚羥基的木質素經過催化反應,迅速產生具有膠合性能的聚合物,從而使木質材料產生膠合作用。

4、酸催化縮聚法

酸催化縮聚法常用的酸是硫酸,酸對木材有較強的破壞作用,與各個化學組分都可以發生化學反應。酸能降解纖維素和半纖維素,產生醛類物質并在熱壓條件下聚合成類似膠黏劑的聚合物。

另外,木素也能被酸降解從而引起木素的縮合反應。

5、堿溶液活化法

提到酸怎么能漏掉堿呢?有學者研究證實,薄的木板經過3M氫氧化鈉(添加一定比例的甲基化木素),在熱壓條件下制成的板材,其剪切強度和耐水效果與傳統的酚醛樹脂膠黏劑不分上下!常用的堿溶液處理劑有氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉等。

人造板可以不用膠?無膠人造板大揭秘

三、無膠人造板與有膠人造板之間的對比

1、降低成本

由于無膠人造板不需要添加膠黏劑,從而簡化了生產工藝,不會產生膠斑和膠厚預估化層的現象。產品沒有預估化層,這樣無膠工藝就可以用多層壓機來生產,有膠人造板生產過程中的連續式壓機大部分需要進口。因此無膠人造板工藝不僅減少了原料消耗,也減少了設備投資,降低了成本。

2、節能

由于無膠工藝的要求,原料在熱磨前得到充分氧化,因此在同樣蒸汽消耗條件下,無膠工藝減少電量消耗1/3,節約了能源。

3、新材料工藝

無膠工藝使原料在加工過程中自身化學成分發生了變化,經歷了化學水解、降解再重新聚合的過程。而有膠人造板生產過程中,物料僅僅發生形態上的變化,因此無膠人造板工藝是一種新的材料聚合工藝。

四、無膠人造板的特點及應用

1、無毒

大家都知道,家居環境中甲醛大部分來自木制家具的油漆和膠水,有膠(區分于無膠人造板)人造板中的膠黏劑如脲醛膠和酚醛膠是產生甲醛的主要原因。而膠人造板工藝中沒有使用來自石油產品的樹脂膠黏劑,加入的催化劑、活化劑以及天然物質都是無毒的;因此做成的產品也沒有毒性,對環境沒有污染,對人體也沒有損害。可以用來制作室內臥室家具,甚至于用來盛裝食品或者與食品接觸的器具。

2、耐腐

由于耐腐性曾經有學者做個對比試驗,將無膠膠合板和酚醛樹脂膠合板試件分別感染某種木腐菌,結果表明,在耐腐性這方面,無膠膠合板明顯要優于合成樹脂膠合板,所以在防腐和防蟲要求高的環境中,可以考慮使用無膠人造板。

3、隔熱

無膠人造板的導熱系數和導溫系數都要低于相近密度的氣干木材,具有良好的隔熱性能,可以用來制作保溫建筑材料,如地板墊板,內墻裝飾板等。

4、 抗老化

測定無膠人造板存放前和存放12個月以后的剪切強度,發現幾乎沒有變化,因此無膠人造板也非常適合用來制作室外木制品。

無膠人造板在家具上的應用,很大程度上減少了室內甲醛排放量,使室內環境更加適合消費者生活,消費者的健康也得到了保障。無膠人造板是人造板行業綠色環保進程中的一塊里程碑。

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