随着世界性的森林资源短缺,木材的供应日趋紧张,木材人造板的生产已受到一定程度的影响,而人造板的需求正在逐年增长。因此,寻找新的人造板代用原料早已势在必行。通过数十年的研究与探索,非木材植物人造板的产品种类、生产规模、工艺技术、性能质量、检验标准以及应用开拓等,都得到了不同程度的发展与提高。本文就非木材植物人造板的工艺与设备进展等情况作介绍与分析。

　　1　非木材植物人造板的开发品种与概况

　　国外20世纪初已开始利用非木材植物原料制造人造板。我国开发非木材植物人造板始于50年代末。迄今为止,据不xx统计,仅利用蔗渣与棉麻茎秆生产人造板的厂家或车间,已有60余家,年生产能力已达30万m3以上。根据板材的不同结构,可将已研制和开发的非木材植物人造板分为如表1的4大类数十个板种。

　　1.1　非木材植物纤维板

　　根据表1，非木材植物纤维板的开发中，包含了木材纤维板的软质、硬质、中密度3个品种，而以非木材植物软质纤维板开发较早,硬质纤维板开发较为普遍、中密度纤维板开发速度最快。由于原料的特殊性,在木材纤维板的工艺与设备基础上,对非木材植物纤维制浆、浆料处理、成型与热压等工段的工艺与设备均作了较大的改进。如增大进料口和进料螺旋直径及转速,加大磨盘直径和转速,改进磨盘齿形,强化长网脱水措施等。目前国内生产非木材植物纤维板工艺与设备较成熟的原料为棉秆与蔗渣,这两种原料也是较早应用的原料。

　　表1　非木材植物人造板种类

　　1.2　非术材植物碎料板

　　应用于碎料板生产的非木材植物原料很多,包含了几乎所有的植物纤维。碎料板是用非木材植物原料生产人造板中最有潜力的品种。用非木材植物纤维生产碎料板最关键的工序是备料,因为非木材植物碎料的表面状态、形态特征、筛分值等均极大地影响到碎料板的工艺流程和产品性能。非木材植物纤维表层往往存在不易胶合的疏水性物质,芯部常常含有强度弱、吸水性强的软组织,部分原料有难以切断的韧皮。因此,在备料中需采取特殊的工艺措施和相应的特殊设备。在备料之后的施胶、预压、热压等工序中,则与木材碎料板的生产大同小异。

　　1.3　非木材植物胶合板

　　非木材植物胶合板主要以竹材为原料,近年来也出现了以高梁、葵花秆为原料的新型胶合板材。与木材单板相比,非木材植物胶合板的构成单元较小,需将圆筒状或圆柱状的植物茎秆展平或剖分成片状、块状,再将片状、块状材料连结或编织成大幅面基材,因此需采用专用设备。如竹材的展平、干燥、定型等,生产的关键工序在于茎材的制备,相当于木材胶合板的单板制备。其后的涂胶、组坯、热压等工序则与普通木材胶合板相类似。

　　1.4　非木材植物复合板

　　非木材植物复合板较为复杂,有不同材料、不同结构、不同层次、不同空间对应的各种组合。其中纸面稻草(麦秸)板是一种采用侧向挤压成型的特殊板材,有别于大多数板材的平压工艺。此外,用无机胶粘剂如石膏、水泥、菱苦土等作粘结材料的无机复合板,其工艺与设备也与用有机高分子胶粘剂的板材有较大的区别。

　　2　非木材植物人造板的构成、工艺特点与关键设备

　　表2列出了常见的非木材植物人造板的基本构成单元、板材结构、关键工艺及专用设备或处理方法。

　　表2　常见非木材植物人造板的构成、关键工艺与设备

　　2.1　基本构成单元与结构

　　由表2可以看出,非木材植物人造板的基本构成单元有纤维、碎料、秆段、片材和帘席,相当于木材人造板的纤维、刨花、单板等基材。除纤维的制造均采用磨浆外,非木材植物的碎料、秆段、片材与帘席的制造与木材的刨花及单板制造在工艺与设备上均有较大差别。从板材的结构看,非木材植物纤维板与木材纤维板没有差别,一般为均质结构。非木材植物碎料板与木材刨花板相类似,一般为三层结构。非木材植物胶合板或积成材的构成与木材胶合板基本相同,胶合板采用直交组坯,遵循奇数层原则(除竹席胶合板外)。层积材采用同向组坯。但由于构成单元较小,虽经编织或合缝处理,内部缝隙仍然较大。

　　2.2　关键工艺

　　非木材植物纤维人造板的关键工艺与原料的特性和板材的结构等有关。在非木材植物纤维板的生产中,以制浆工艺为关键。在进料、磨浆温度、磨浆压力等方面都与木材制浆有所区别,一般采用低温延时、大磨盘和高速制浆工艺。在非术材植物碎料板生产中,则以原料的表面处理和形态处理为关键。因为非木材植物的表面常含有不易胶合的疏水性物质,如稻麦秆、芦苇、高粱秆、竹材等,表面处理和形态处理不好,则影响到碎料之间的胶合性能。一般采用碾磨、破碎、化学降解、特种胶料等方式进行处理。此外,某些原料的韧皮切断和髓芯分离为工艺中的关键,如棉秆、麻屑的韧皮纤维的处理和蔗渣、葵秆中髓芯的去除。在非木材植物胶合板生产中,则以平面成型为重要,因为合适的平面是普通胶合板成板的重要基础,因此剖分、展平、编织等成为非木材植物胶合板的关键工艺。复合板中的纸面稻草(麦秸)板比较特殊,其关键在板芯的无胶结合,而且要在卧式挤压中完成,因此要掌握好草秆的含水率、挤压温度和时间等。

　　2.3　专用设备或特种处理

　　根据非木材植物人造板的关键工艺,开发了相应的专用设备,或采用了特殊的原料处理方法,或施加不同的添加材料,见表2。

　　3　非木材植物人造板设备的开发

　　由于非木材植物原料来源广泛,材性较杂,在人造板的生产上与木材人造板存在一定差别,因此国内外科研人员在工艺与设备方面进行了大量的研究与实践。表3、表4是国内外80~90年代末开发的非木材植物人造板的专用单机和成套设备。表3、表4中仅列出了主要研制单位,实际上尚有许多其它单位的研究人员为此付出了辛勤的劳动。

　　表3　部分非木材植物人造板成套生产线

　　表4　部分非木材植物人造板专用单机（组）

　　4　结论

　　4.1　非木材植物纤维已成为人造板工业重要的原料来源,已研究和开发出4大类数十个板种的人造板材,在木材的节约和代用方面有着巨大的潜力。

　　4.2　非木材植物原料来源广,材性杂,生产工艺上存在许多难点,采用特定的工艺和专用设备,xx可以克服这些难点,生产出合格的甚至高质量的人造板。

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　　4.3　在已开发出非木材植物人造板成套设备与专用单机的基础上,还有必要继续进行深入和持久的研究与实践,进一步提高设备的质量和生产效率。（《木材加工机械》）