玉米秸秆纤维板的研究现状农作物秸秆的工业化利用在人造纤维板工业史上由来已久 [10]。从1948 年比利时建成世界上第一条亚麻屑碎料板生产线 [11],到现在以玉米秸秆为原料生产人造纤维板,在欧美已形成一种强劲的态势。57847

20世纪70年代开始,我国相继进行了稻壳、麦秸、甘蔗渣、亚麻屑等纤维板的研究工作,并取得了大型的成功经验。通过数十年的研究与探索,人造纤维板的产品种类、生产工艺、产品质量等都得到了不同程度的发展和提高。现在,由于受到胶粘剂的影响,国内以麦秸等原料的纤维板生产污染严重,研究生物处理玉米秸秆制备纤维板已成为当务之急[12-13]。

目前比较完备的农作物秸秆制板的工艺流程可归结为两种,即集成工艺和碎料板工艺[14]。采用碎料板工艺流程的产品可以作为木质板材的替代品用于家具、地板、包装、建筑等行业,其发展前景广阔。

碎料板工艺流程:农作物秸秆→拆捆→粉碎→清除杂质→研磨→与粘结剂混合→铺装→预压及热压→齐边砂光→成品板[15]。

2 玉米秸秆纤维板的优势

(1)满足加工要求

由于农作物秸秆与木材的化学成分相似,所以具备作为人造纤维板原料加工的要求。

(2)采用绿色胶粘剂

生产人造纤维板过程中,胶粘剂是最主要的辅助原料,但生产的板材存在甲醛污染问题。玉米秸秆直接生物处理压制纤维板就能达到不释放甲醛的优点。

(3)保护生态环境

以秸秆板材代替木材,既缓解我国木材资源的短缺,又避开生态环境恶化带来的压力。作为新型绿色建材,它在家具、装修、包装、建筑等行业得到补充[16]。秸秆人造纤维板生命周期结束后,易分解和回收利用。

(4)增加经济效益

发展秸秆人造纤维板可以减少农作物秸秆的无形浪费,间接地增加农民收入,促进农村经济发展。

3 秸秆纤维板存在的问题

(1)生产工艺的选择

目前秸秆纤维板生产工艺有两种:一种是中密度纤维板工艺,纤维制备和热压是关键,优点是采用了传统胶粘剂成本低,缺点是秸秆利用率低。另一种是刨花板生产工艺,其关键是施胶、原料的铺装和热压。与前者相比论文网,减少了纤维制备工序,优点是秸秆利用率高,缺点是需要采用特殊的胶粘剂,该胶粘剂价格昂贵,贮存期短,需特殊保存[17-18]。

(2)胶粘剂的使用

由于材料的表面特性不同,决定了秸秆胶合方式不同于木材,因此需要对秸秆进行特殊处理。玉米秸秆表面成分中含有蜡状物质和二氧化硅,影响胶粘剂的吸附和结合效果[19]。

(3)加工设备

玉米秸秆物料中含有硅化合物,使得秸秆纤维板比木质板材坚硬,难切削,导致锯齿变钝,砂带磨损严重,因此需要对切割秸秆人造板的设备进行改进。

(4)生命周期短

秸秆成分中糖及淀粉含量较高,易腐朽,是强度和性能的影响因素。

4 玉米秸秆纤维板的发展趋势

我国每年的木材消耗量巨大,面对木材供不应求的严峻局面,寻求节木、代木、绿色环保和可再生原料成为发展人造纤维板工业的首要选择。我国秸秆资源非常丰富,生产的中密度纤维板等产品可以用作建筑、家具和包装材料的替代,其工业化利用将成为21世纪的新兴产业[20]。

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