基于响应面法的室内用防腐胶合板制作工艺优化

以丙三醇和2%质量分数硼酸的复配物为防腐剂,以脲醛树脂胶为胶黏剂,采用响应面分析法对室内用马尾松防腐胶合板的制作工艺进行优化,并用傅立叶变换红外光谱(FTIR)进行表征分析.结果表明,马尾松防腐胶合板的最佳制作工艺为:防腐液中丙三醇的质量分数1.91%,干燥温度75℃,干燥时间4 h.在此条件下制作的马尾松防腐胶合板胶合强度为1.39 MPa,与理论预测值基本一致.FTIR分析表明硼酸与丙三醇混合后反应生成硼酸酯,硼酸酯对木材结构和胶粘剂的固化不会造成不良影响,因此制作的马尾松防腐胶合板胶合强度可以达到国家标准GB/T 9846-2004中Ⅱ类胶合板的要求.

木材防腐的研究进展

从木材防腐性能的研究、防腐剂有效成分的固着率和抗流失性、防腐处理后木材的胶合固化以及力学性能等4个方面重点综述了国内外用环保型防腐剂氨溶烷基胺铜和硼酸盐类化合物处理防腐木材的研究现状,提出今后木材防腐技术开发和研究的方向。

ACQ防腐胶合板胶合性能的研究

用氨(胺)溶性季铵铜(ACQ)作防腐剂,采用浸渍法对单板进行防腐处理,分别以酚醛树脂(PF)和脲醛树脂(UF)为胶黏剂,压制防腐胶合板,研究ACQ对胶合性能的影响。结果表明:用PF将经防腐处理的单板压制成胶合板,单板ACQ吸药量对胶合性能影响不明显。马尾松和杨木单板的ACQ吸药量分别为7.81和15.54 kg.m-3时,最佳胶合强度分别为1.50和1.69 MPa。用UF将经防腐处理的单板压制成胶合板,单板ACQ吸药量对杨木胶合板胶合性能影响不明显,吸药量为8.75 kg.m-3时,胶合强度最佳,为1.60 MPa;但ACQ防腐剂对UF胶马尾松胶合板胶合性能有负面影响,使胶合强度达不到国家标准要求,如果将马尾松单板蒸煮处理后再浸渍ACQ或者浸渍ACQ后在低温下干燥,胶合强度明显提高,最大值分别达到1.32和1.03 MPa,这是由于经过处理去除了马尾松单板内的部分抽出物或阻止了ACQ与抽出物的某些成分反应,从而减小了ACQ对UF胶马尾松胶合板胶合强度的影响。

马尾松防腐胶合板制造工艺的优化

采用硼酸、乙二醛、丙三醇复配作防腐剂,酚醛树脂作胶黏剂,以防腐液中乙二醛的质量浓度、干燥温度、干燥时间为自变量,防腐胶合板胶合强度和硼保持率为响应值,用响应面法优化马尾松防腐胶合板的制造工艺,得出胶合强度和硼保持率的拟合方程。对2个方程联合求解,得出防腐胶合板的最佳工艺参数:防腐液乙二醛的质量浓度2%,干燥温度70℃,干燥时间5 h;在此优化工艺条件下实际测得防腐胶合板平均胶合强度为1.42 MPa,平均硼保持率为45.52%,与预测值相近,说明响应面法优化得到的防腐胶合板制造工艺能为实际生产提供参考依据。

响应面法优化杨木防腐胶合板的制作工艺

为提高胶合板的使用寿命,对其进行防腐处理。用乙二醛/丙三醇与硼砂复配物为防腐剂,采用浸渍法对杨木单板进行防腐处理,以酚醛胶为胶黏剂,压制防腐胶合板,采用响应面法分析与优化防腐胶合板的制作工艺。结果表明,制作杨木防腐胶合板,用质量分数6%的硼砂、质量分数1%的丙三醇与乙二醛复配作防腐剂,最佳工艺条件为:防腐液中乙二醛的质量分数为3.00%,干燥温度70℃,干燥时间5 h;胶合强度预测值1.43 MPa,硼保持率预测值50.63%;按优化的工艺制作杨木防腐胶合板,重复试验测得平均胶合强度实测值1.46 MPa,平均硼保持率实测值49.38%,与模型预测值相近;对最佳工艺条件制作的杨木防腐胶合板进行室内耐腐试验,质量损失率为2.98%<10%,达到强耐腐等级,说明所选取的防腐剂与制作工艺切实可行。