异氰酸酯树脂为非醛系列的树脂,不含有甲醛,是环保类胶黏剂,所以制作的板材不存在甲醛释放问题[3]。 因此MDI是一种应用前景广阔的绿色环保材料。MDI的生产工艺有诸多优点:⑴固化的速度快,生产速度提高了10%,提高生产效率;⑵工艺条件宽松,允许纤维含水率高;⑶板材各项性能指标均达GB/T 11718—1999防潮板的要求,扩大了板材的适用范围;⑷虽然MDI的成本较高,但施胶量低,而且板材表面光滑,饰面油漆量减少了约10%。但其在使用过程中会对人的眼部造成损伤,甚至会对呼吸道造成一定的刺激。
农作物秸杆的组成一般为:纤维素占31%~40% ,半纤维素占35%~48%,木质素占15%~25%(统称木质纤维素),还含有少量淀粉和灰分。碳水化合物的多聚体和木素异质性的混合物组成木质纤维素,而木素则是由芳香族化合物单元组成的一种复杂的多聚物[4]。木质纤维素通常含有55-75%的碳水化合物。木质纤维素是最丰富的可再生有机物资源,农作物秸秆则占木质纤维素总量的一半以上,它的充分利用对人类社会的可持续发展起到及其重要作用。作物秸秆结构的复杂性决定了其被微生物降解转化是一缓慢的过程,其效率和速度都难以进入工业化扩大生产。预处理是纤维素转化的有效方法[5]。据估算,从20万吨经彻底转化的玉米秸杆中得到5万吨乙醇和2。2万吨糠醛或约7万吨的单细胞蛋白。
通过利用改良后的脲醛树脂,解决了农作物秸秆纤维和胶黏剂之间的粘结问题,提高所制纤维板强度。秸秆代替木质材料,不仅降低生产成本,还将未得到充分利用的秸秆发挥其更大的价值,减少资源浪费和环境污染。
1。2 生物预处理方法制造纤维板技术论文网
为实现能源的高效转化,预处理方法很多。物化和生物预处理应用较为广泛,其原理都是借助外力来改良生物质的质地和结构。目前,物理和化学预处理已进行大量研究,但这两种方法不仅会增加费用而且容易造成二次污染。生物预处理是在人为控制下,利用一些细菌,真菌等微生物的分解作用破坏生物质大分子,具有高效清洁的优点,本论文研究主要集中于白腐菌及复合菌剂预处理生物质的效果。酶和微生物对生物质的大分子物质也具有腐解作用,但目前还没有相关研究。
能否通过生物预处理与纤维板制备相关联?通过水热、2%乙酸、2%Na2S03及2%NaHS03预处理秸秆原料,再将原料分离成纤维,发现其对秸秆纤维表面的主要官能团作用效果一般,但乙酸预处理能显著地降低秸秆纤维的pH值,利于脲醛树脂胶黏剂和纤维之间形成良好的胶合界面,从而提高秸秆纤维板的性能[6]。目前,各种改进工艺应用于纤维板生产过程中,对生产过程和纤维板性能都有显著改善和提高,但仍存在一些缺点,比如UF还存在甲醛的释放;MDI生产成本仍偏高,对人体存在伤害;添加胶黏剂,对环境造成的污染是不可避免的。
因此无胶纤维板应运而生,特别是八十年代以后,其研究成果层出不穷,给人造板工业带来新的曙光。纵观无胶纤维板胶合的机理大体分为是三类:木素融合法、化学助剂结合法、糖类转化法。
加拿大籍华人沈国镇博士运用第三类方法,以农作物秸秆、木质材料等为原料,经过特殊的高温处理工序后压制成无胶纤维板,板材的物理力学性能达到加拿大室外级华夫板的标准,在世界许多国家获得专利权[7]。沈国镇发明的无胶制板原理又称纤维木素自身粘合原理。植物纤维主要是由纤维素、半纤维素和木质素这三种成分组成,纤维素和木质素结构较为稳定,在物理或化学条件作用下不易产生降解。而半纤维素结构不稳定,因此,其在高温或适当的化学条件下,容易降解成分子量较小的单糖或多糖。利用纤维素、半纤维素和木质素的特性,经高温高压作用,纤维素、半纤维素均部分发生水解,其水解单糖和游离单糖均发生化学变化,生成糠醛类化合物[8]。