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(lián)系在一起的,觀察君第一次聽說無(wú)膠人造板的時(shí)候,在有限的知識(shí)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(wú)膠人造板到底是怎么一回事呢?
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(jīng)一定機(jī)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?!?br />
很多人都容易忽視后面的話,而無(wú)膠膠合指的就是不加傳統(tǒng)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(xué)成分或者添加化學(xué)助劑在特定的工藝下實(shí)現(xiàn)“自粘結(jié)”從而粘合成板的技術(shù)。
無(wú)膠膠合原理: 通過特殊的處理方法使植物纖維表面發(fā)生活化,這種活化包括木素和碳水化合物一系列的反應(yīng),如氧化、硝化、水解、縮聚、降解以及自由基引發(fā)等…
是不是很復(fù)雜,有沒有后悔高中化學(xué)沒有好好學(xué),不過沒關(guān)系,簡(jiǎn)單來說,無(wú)膠膠合板不使用傳統(tǒng)膠黏劑,那就要想辦法創(chuàng)造膠黏劑物質(zhì)達(dá)到類似或同樣的效果。
無(wú)膠膠合方法
那么不使用傳統(tǒng)膠黏劑就粘合成板,要用什么樣的方法呢?根據(jù)剛才列舉的對(duì)原材料不同的活化作用以及使用不同的助化劑,無(wú)膠膠合方法可分為以下幾種:
01 天然物質(zhì)轉(zhuǎn)化法
這個(gè)方法顧名思義,就是利用某些天然物質(zhì)本身所固有的或外加的某些天然成分,在特定工藝下經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化而生成的具有膠黏劑作用的一些新物質(zhì),從而在熱壓條件下實(shí)現(xiàn)自身膠接。
既然是天然物質(zhì),除了木質(zhì)纖維材料以外,一些非木質(zhì)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(zhì)不僅品種豐富還可再生,充分利用,減少焚燒造成的對(duì)大氣環(huán)境的影響。
02 氧化結(jié)合法
氧化結(jié)合法即加入氧化劑使原料表面經(jīng)過氧化處理發(fā)生活化,整個(gè)表面層被潤(rùn)張和塑化,三大素經(jīng)過反應(yīng)形成了一個(gè)具有良好的疏松性、塑性和多種反應(yīng)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。
03 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(yīng),木質(zhì)材料中含有酚羥基的木質(zhì)素經(jīng)過催化反應(yīng),迅速產(chǎn)生具有膠合性能的聚合物,從而使木質(zhì)材料產(chǎn)生膠合作用。
04 酸催化縮聚法
酸催化縮聚法常用的酸是硫酸,酸對(duì)木材有較強(qiáng)的破壞作用,與各個(gè)化學(xué)組分都可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。酸能降解纖維素和半纖維素,產(chǎn)生醛類物質(zhì)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(yīng)。
05 堿溶液活化法
提到酸怎么能漏掉堿呢?有學(xué)者研究證實(shí),薄的木板經(jīng)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(qiáng)度和耐水效果與傳統(tǒng)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。
無(wú)膠人造板與有膠人造板之間的對(duì)比
01 降低成本
由于無(wú)膠人造板不需要添加膠黏劑,從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝,不會(huì)產(chǎn)生膠斑和膠厚預(yù)估化層的現(xiàn)象。
產(chǎn)品沒有預(yù)估化層,這樣無(wú)膠工藝就可以用多層壓機(jī)來生產(chǎn),有膠人造板生產(chǎn)過程中的連續(xù)式壓機(jī)大部分需要進(jìn)口。
因此無(wú)膠人造板工藝不僅減少了原料消耗,也減少了設(shè)備投資,降低了成本。
02 節(jié)能
由于無(wú)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(wú)膠工藝減少電量消耗1/3,節(jié)約了能源。
03 新材料工藝
無(wú)膠工藝使原料在加工過程中自身化學(xué)成分發(fā)生了變化,經(jīng)歷了化學(xué)水解、降解再重新聚合的過程。
而有膠人造板生產(chǎn)過程中,物料僅僅發(fā)生形態(tài)上的變化,因此無(wú)膠人造板工藝是一種新的材料聚合工藝。
無(wú)膠人造板的特點(diǎn)及應(yīng)用
01 無(wú)毒
大家都知道,
家居環(huán)境中甲醛大部分來自木制
家具的油漆和膠水,有膠(區(qū)分于無(wú)膠人造板)人造板中的膠黏劑如脲醛膠和酚醛膠是產(chǎn)生甲醛的主要原因。
而無(wú)膠人造板工藝中沒有使用來自石油產(chǎn)品的樹脂膠黏劑,加入的催化劑、活化劑以及天然物質(zhì)都是無(wú)毒的;
因此做成的產(chǎn)品也沒有毒性,對(duì)環(huán)境沒有污染,對(duì)人體也沒有損害??梢杂脕碇谱魇覂?nèi)臥室家具,甚至于用來盛裝食品或者與食品接觸的器具。
02 耐腐
關(guān)于耐腐性曾經(jīng)有學(xué)者做個(gè)對(duì)比試驗(yàn),將無(wú)膠膠合板和酚醛樹脂膠合板試件分別感染某種木腐菌,結(jié)果表明,在耐腐性這方面,無(wú)膠膠合板明顯要優(yōu)于合成樹脂膠合板,所以在防腐和防蟲要求高的環(huán)境中,可以考慮使用無(wú)膠人造板。
03 隔熱
無(wú)膠人造板的導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)溫系數(shù)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(nèi)墻裝飾板等。
04 抗老化
測(cè)定無(wú)膠人造板存放前和存放12個(gè)月以后的剪切強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)幾乎沒有變化,因此無(wú)膠人造板也非常適合用來制作室外木制品。