混合原料秸秆板加工特性试验研究

【摘要】：随着世界森林资源的减少，木材用量的与日俱增，对于我国这样一个缺林少木、人口众多的国家，利用玉米秸和豆秸制造秸秆板，是解决我国目前木材原料危机的一种有效途径。 农作物秸秆在世界上被称为第二森林资源，是充满活力的人造板工业替代原料。中国是农业大国，秸秆资源十分丰富，据统计：全国年产各类农作物秸秆近7亿t，占世界秸秆总量的20％～30％。扣除秸秆还田及收集损失，可得秸秆约5.66亿t。若用20％制造刨花板，则可生产1亿m~3的刨花板，接近世界刨花板总产量的2倍。利用玉米秸和豆秸为原料生产人造板，不但消耗了大量闲置秸秆，解决了秸秆焚烧带来的环境污染问题，还缓解了木材供需矛盾，增加农民收入，具有良好的社会效益、经济效益和生态效益。 我国对稻草、麦秸等农业剩余物的特性、制造非木质人造板的工艺条件和经济可行性已经作了大量研究，有些已经投入生产，但对以玉米秸秆为原料制造秸秆板的技术及工艺条件的探索研究进行较少，而且暂无成功生产的应用。本文参考近二十年来国内外学者有关麦秸板及稻草板试验研究，采用玉米秸和豆秸为刨花原料制造秸秆板，对其可行性进行了客观分析，并介绍了试验仪器设备及试验材料的选用与制备，利用ANSYS软件对加热板进行了稳态热分析，提高了试验设备的精确度。 本研究在制造出满足国家标准的秸秆板的前提下，利用玉米秸和豆秸原料特性的互补，将其整秆粉碎，经风选及筛选后混合加以利用。在胶粘剂的选择上，为了满足板材性能和环保要求，本试验采用游离甲醛含量极低，不污染环境的单宁树脂胶。结合刨花板实际加工工艺，通过对预设密度、施胶量、热压温度、热压压力、热压时间、刨花形态、刨花含水率等各个参数对板材的物理力学性能的影响分析，并借鉴其它相关研究经验，确定预设密度、施胶量、热压温度和热压压力为主要因素。按照GB／T4897-92的要求对秸秆板进行性能检测，对试验结果进行分析，得出了豆秸最小用量的最佳配比，优化出最佳工艺参数。 通过单因素试验，确定豆秸与玉米秸的最佳配比为40：60；通过正交试验，优化出本试验的最佳工艺条件为：施胶量为11％；预设密度为0.9g/cm~3：热压温度为135℃：热压压力为2MPa。试验证明影响秸秆板性能的最主要因素是施胶量、板密 【关键词】：玉米秸 豆秸 秸秆板 单因素试验 正交试验
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TS653
【目录】：

• 第一章 绪论9-17
• 1.1 开发利用农作物秸秆板的目的及意义9-14
• 1.1.1 我国木材资源匮乏9-12
• 1.1.2 我国秸秆资源丰富12-13
• 1.1.3 开发利用秸秆有利于环境保护和可持续发展13-14
• 1.2 国内外农作物秸秆板加工业的发展与现状14-16
• 1.3 本研究的目的与特色16-17
• 第二章 以玉米秸和豆秸为原料生产秸秆板的可行性分析17-28
• 2.1 秸秆的理化特性及分析17-19
• 2.1.1 玉米秸秆成分17
• 2.1.2 豆秸成分17-18
• 2.1.3 灰分的影响18
• 2.1.4 苯醇、热水抽提物的影响18
• 2.1.5 1％NaOH溶液抽提物的影响18-19
• 2.1.6 多戊糖、木素、纤维素的影响19
• 2.2 影响秸秆板性能的因素及分析19-28
• 2.2.1 密度19-20
• 2.2.2 施胶20-22
• 2.2.3 热压温度22-23
• 2.2.4 热压压力23-24
• 2.2.5 热压时间24-25
• 2.2.6 刨花形态25-26
• 2.2.7 刨花含水率26-28
• 第三章 试验设计与试验设备仪器的选用28-36
• 3.1 试验安排28-29
• 3.1.1 单因素试验28
• 3.1.2 正交试验28-29
• 3.2 试验设备29-32
• 3.2.1 加热板30
• 3.2.2 自动加热温控装置30-31
• 3.2.3 压力试验设备31
• 3.2.4 其它试验仪器31-32
• 3.3 加热板的ANSYS稳态热分析32-36
• 3.3.1 通用有限元分析软件ANSYS的介绍32-33
• 3.3.2 ANSYS稳态热分析33
• 3.3.3 加热板稳态热分析结果33-36
• 第四章 试验材料的选用与制备36-42
• 4.1 秸秆刨花的制备36-37
• 4.2 施胶前原料含水率的测定W_1(％)37-38
• 4.2.1 测量方法37
• 4.2.2 实际测量结果37-38
• 4.3 施胶后原料含水率的测定W(％)38-39
• 4.4 刨花用量的确定39-40
• 4.5 胶粘剂的选择及用量40-42
• 第五章 秸秆板的性能检测与分析42-50
• 5.1 单因素试验测试结果与分析43
• 5.2 正交试验测试结果与分析43-45
• 5.2.1 正交试验结果与极差分析43-44
• 5.2.2 正交试验方差分析44-45
• 5.3 试验结果讨论45-48
• 5.3.1 施胶量对玉米秸秆板物理力学性能的影响45-46
• 5.3.2 密度对秸秆板物理力学性能的影响46-47
• 5.3.3 热压温度对秸秆板物理力学性能的影响47
• 5.3.4 热压压力对秸秆板物理力学性能的影响47-48
• 5.4 工艺优化验证试验48-50
• 第六章 秸秆板的成本及用途分析50-52
• 6.1.成本比较分析50
• 6.2 秸秆板的应用50-52
• 第七章 结论52-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 作者简介57

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