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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 一枝黃花中密度纖維板的制作工藝及性能的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 一枝黃花作為一種典型的外來(lái)有害生物，到目前為止，還沒(méi)有一種有效地生物學(xué)或生態(tài)學(xué)的方法能夠控制其快速蔓延。本項(xiàng)目主要利用一枝黃花稈為實(shí)驗(yàn)原料制作纖維板并對(duì)其性能進(jìn)行研究分析，針對(duì)一枝黃花稈生產(chǎn)纖維板的不足之處，加以改進(jìn)，使生產(chǎn)的纖維板的性能達(dá)到國(guó)家中密度纖維板標(biāo)準(zhǔn)。一枝黃花纖維板的發(fā)明將為國(guó)內(nèi)的家具廠、地板廠提供新的原料方向。而且它生產(chǎn)靈活性高，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 一枝黃花作為一種典型的外來(lái)有害生物，到目前為止，還沒(méi)有一種有效地生物學(xué)或生態(tài)學(xué)的方法能夠控制其快速蔓延，此次研究的目的在于變廢為寶，利用一枝黃花稈生產(chǎn)中密度纖維板，在一定程度上代替木材，從而達(dá)到減少森林砍伐，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。 本項(xiàng)目主要利用一枝黃花稈為實(shí)驗(yàn)原料制作纖維板。研究?jī)?nèi)容主要有板密度、施膠量、防水劑添加量與成品板材性能的關(guān)系；分析一枝黃花稈纖維細(xì)胞的解離和解離后單根纖維的形態(tài)對(duì)成品性能的影響；估算原料得漿率與實(shí)際纖維的得率，減少雜細(xì)胞的影響；利用化學(xué)方法分析一枝黃花稈中的主要化學(xué)成分如灰分、纖維素、半纖維素、木素和主要抽提物等的含量，探討部分成分對(duì)產(chǎn)品性能的影響；針對(duì)一枝黃花稈生產(chǎn)纖維板的不足之處，加以改進(jìn)以削弱其的影響；在通過(guò)改進(jìn)熱壓工藝使其生產(chǎn)的纖維板的性能達(dá)到最高。 我國(guó)纖維板的產(chǎn)量達(dá)2000多萬(wàn)m3/年，每年用于纖維板生產(chǎn)的枝丫材，小徑級(jí)材等約3000萬(wàn)噸，生產(chǎn)原材料木材的嚴(yán)重不足，使原材料的價(jià)格居高不下，企業(yè)生產(chǎn)成本增加，造成企業(yè)的生產(chǎn)能力達(dá)不到要求，嚴(yán)重者停產(chǎn)甚至倒閉。給纖維板行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了一定的影響。加拿大一枝黃花具有極強(qiáng)的繁殖和快速占領(lǐng)空間的能力，上海、浙江、江蘇、江西、安徽、湖南、廣東等地均有生長(zhǎng)。一枝黃花纖維板的發(fā)明將為國(guó)內(nèi)的家具廠、地板廠提供新的原料方向。一枝黃花稈原料生產(chǎn)纖維板，生產(chǎn)靈活性高，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，具有推廣價(jià)值。 一枝黃花莖稈表面具有礦化層，礦化層中具有較高含量的SiO2和其他礦化物，而SiO2具有較好的防水性能，因此利用纖維分離時(shí)的熱作用使一枝黃花表面礦化層熱解，在分離纖維的同時(shí)使礦化物均勻地分散到一枝黃花纖維表面，在不加任何防水劑的條件下研制一枝黃花中密度纖維板，且成板達(dá)到了中密度纖維板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)利用一枝黃花生產(chǎn)中密度纖維板，可以采用脲醛樹(shù)脂膠，其施膠量與木質(zhì)中密度纖維板相同，因此膠粘劑的成本不會(huì)增加，而將一枝黃花表面的礦化層中的SiO2，作為防水劑，因此在生產(chǎn)中不加或少加防水劑，使生產(chǎn)成本降低。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一枝黃花作為一種典型的外來(lái)有害生物，到目前為止，還沒(méi)有一種有效地生物學(xué)或生態(tài)學(xué)的方法能夠控制其快速蔓延，此次研究的目的在于變廢為寶，利用一枝黃花稈生產(chǎn)中密度纖維板，在一定程度上代替木材，從而達(dá)到減少森林砍伐，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。 本項(xiàng)目主要利用一枝黃花稈為實(shí)驗(yàn)原料制作纖維板。并對(duì)各項(xiàng)性能分析，針對(duì)一枝黃花稈生產(chǎn)纖維板的不足之處，加以改進(jìn)以削弱其的影響，使生產(chǎn)的纖維板的性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 選擇有害的一枝黃花，將其作為原料制備纖維板，而目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有這方面的研究。 技術(shù)關(guān)鍵在于對(duì)非木質(zhì)原料制作纖維板在人造板工藝參數(shù)上的選擇；以及對(duì)于一枝黃花稈的纖維形態(tài)和化學(xué)成分進(jìn)行分析后，對(duì)于影響壓制出纖維板的性能的部分進(jìn)行探索，最終確定最佳生產(chǎn)工藝，保證成板達(dá)到國(guó)家纖維板標(biāo)準(zhǔn)。 本項(xiàng)研究的技術(shù)指標(biāo)主要是壓制出的纖維板的物理力學(xué)性能，一枝黃花中密度纖維板按GB/T 17657—1999測(cè)試其靜曲強(qiáng)度、彈性模量、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和吸水厚度膨脹率。按照GB/T 11718—1999《中密度纖維板標(biāo)準(zhǔn)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定室內(nèi)型中密度纖維板公差厚度范圍為9-12mm的物理性能指標(biāo)為：彈性模量為2500MPa；靜曲強(qiáng)度為22MPa；內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度：優(yōu)等品0.60MPa；一等品0.55MPa；合格品0.50MPa；吸水厚度膨脹率為10%。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一枝黃花稈含有豐富的纖維細(xì)胞，人們現(xiàn)在僅僅是通過(guò)焚燒來(lái)處理一枝黃花稈，而且燃燒可以污染環(huán)境。如果將這些植物用來(lái)生產(chǎn)纖維板不但可以大大增加一枝黃花這一入侵物種的利用價(jià)值進(jìn)而減少其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，還可以緩解我國(guó)人造板原材料和能源資源不足的局面。 在制作過(guò)程中，利用纖維分離時(shí)的熱作用使一枝黃花稈表面礦化層熱解，在分離纖維的同時(shí)使SiO2等礦化物均勻地分散到一枝黃花纖維表面起到防水的作用，因此一枝黃花纖維板在生產(chǎn)中可不加石蠟，從而將不利因素轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣臈l件。 一枝黃花稈表面的礦化物均勻分布使一枝黃花纖維的浸潤(rùn)性提高，普通的脲醛樹(shù)脂膠能浸潤(rùn)纖維表面，使一枝黃花纖維之間具有良好膠合，制成的一枝黃花纖維板有好的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)使一枝黃花纖維板的吸水性降低，保證了纖維板的吸水厚度膨脹率和其它物理力學(xué)性能值達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求；改變了禾本植物生產(chǎn)人造板采用異氰酸酯膠的局面，在生產(chǎn)一枝黃花中密度纖維板中采用價(jià)格較低的脲醛樹(shù)脂膠粘劑同樣能使纖維板的各項(xiàng)性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 有科技查新鑒定和人造板檢測(cè)點(diǎn)檢查報(bào)告
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段結(jié)束，即將開(kāi)始生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 工藝參數(shù)：密度：0.75 g/cm3；施膠量：12%；固化劑添加量：0.8%；熱壓時(shí)間：6min；熱壓溫度：180℃；熱壓壓力：4MPa。在此工藝條件下不加防水劑制作的一枝黃花纖維板已經(jīng)能滿足國(guó)家物理力學(xué)性能指標(biāo)。生產(chǎn)成本比一般纖維板有所降低。 一枝黃花纖維板具有良好的物理力學(xué)性能和加工性能，可以代替木質(zhì)纖維板廣泛用于家具制造業(yè)、建筑業(yè)、室內(nèi)裝修業(yè)。 我國(guó)纖維板產(chǎn)業(yè)面臨生產(chǎn)原材料木材嚴(yán)重不足的問(wèn)題，這給纖維板行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了一定的影響。一枝黃花纖維板的發(fā)明將為其提供新的原料方向。而且它生產(chǎn)靈活性高，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。 生產(chǎn)密度為0.75 g/cm3，施膠量為12%的普通中密度纖維板經(jīng)濟(jì)效益估算。一枝黃花原料假設(shè)人工運(yùn)輸費(fèi)用為250元/噸，原料秸稈的利用率為80%，含水率14%，按既定工藝參數(shù)生產(chǎn)，1.21立方米的一枝黃花中密度纖維板帶來(lái)的效益是78449.15元的經(jīng)濟(jì)效益，如果年產(chǎn)量能達(dá)到1萬(wàn)立方米，則能帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益達(dá)到10496239.7元。
同類課題研究水平概述
- 目前，王開(kāi)金等從加拿大一枝黃花的花中提煉出植物精油，李瓊婭等研究空心蓮子草的化學(xué)成分和藥理活性，得出其藥理作用主要是抗菌抗病毒等對(duì)加拿大一枝黃花莖桿組成進(jìn)行分析，浙江理工大學(xué)生物工程研究所徐妙芳、唐志榮、陳集雙發(fā)現(xiàn)其綜纖維素含量達(dá)80.28％，纖維長(zhǎng)度0.98mm，寬度11.38μm，是一種可利用的制漿造紙?jiān)?。但目前?duì)入侵有害植物纖維的利用量還很小，若能將入侵有害植物的生物量加以利用，將可創(chuàng)造巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。對(duì)入侵有害植物的纖維進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化利用，將刺激其它有害植物資源及其性能的研究和利用，帶動(dòng)農(nóng)作物秸稈、中藥藥渣、園林落葉的廢棄物等的綜合利用，形成新的產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提高和可持續(xù)發(fā)展。目前為止尚未有文獻(xiàn)刊登以一枝黃花稈為原料制作纖維板的工藝過(guò)程， 所以到目前為止市場(chǎng)上還沒(méi)有以一枝黃花稈為原料的纖維板。
