基本信息
- 項目名稱：
- 一枝黃花中密度纖維板的制作工藝及性能的研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 一枝黃花作為一種典型的外來有害生物，到目前為止，還沒有一種有效地生物學或生態(tài)學的方法能夠控制其快速蔓延。本項目主要利用一枝黃花稈為實驗原料制作纖維板并對其性能進行研究分析，針對一枝黃花稈生產(chǎn)纖維板的不足之處，加以改進，使生產(chǎn)的纖維板的性能達到國家中密度纖維板標準。一枝黃花纖維板的發(fā)明將為國內(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)。
- 詳細介紹：
- 一枝黃花作為一種典型的外來有害生物，到目前為止，還沒有一種有效地生物學或生態(tài)學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，從而達到減少森林砍伐，保護生態(tài)環(huán)境的目的。 本項目主要利用一枝黃花稈為實驗原料制作纖維板。研究內(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系；分析一枝黃花稈纖維細胞的解離和解離后單根纖維的形態(tài)對成品性能的影響；估算原料得漿率與實際纖維的得率，減少雜細胞的影響；利用化學方法分析一枝黃花稈中的主要化學成分如灰分、纖維素、半纖維素、木素和主要抽提物等的含量，探討部分成分對產(chǎn)品性能的影響；針對一枝黃花稈生產(chǎn)纖維板的不足之處，加以改進以削弱其的影響；在通過改進熱壓工藝使其生產(chǎn)的纖維板的性能達到最高。 我國纖維板的產(chǎn)量達2000多萬m3/年，每年用于纖維板生產(chǎn)的枝丫材，小徑級材等約3000萬噸，生產(chǎn)原材料木材的嚴重不足，使原材料的價格居高不下，企業(yè)生產(chǎn)成本增加，造成企業(yè)的生產(chǎn)能力達不到要求，嚴重者停產(chǎn)甚至倒閉。給纖維板行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展帶來了一定的影響。加拿大一枝黃花具有極強的繁殖和快速占領空間的能力，上海、浙江、江蘇、江西、安徽、湖南、廣東等地均有生長。一枝黃花纖維板的發(fā)明將為國內(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的熱作用使一枝黃花表面礦化層熱解，在分離纖維的同時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，且成板達到了中密度纖維板國家標準。同時利用一枝黃花生產(chǎn)中密度纖維板，可以采用脲醛樹脂膠，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
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 一枝黃花作為一種典型的外來有害生物，到目前為止，還沒有一種有效地生物學或生態(tài)學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，從而達到減少森林砍伐，保護生態(tài)環(huán)境的目的。 本項目主要利用一枝黃花稈為實驗原料制作纖維板。并對各項性能分析，針對一枝黃花稈生產(chǎn)纖維板的不足之處，加以改進以削弱其的影響，使生產(chǎn)的纖維板的性能達到國家標準。 選擇有害的一枝黃花，將其作為原料制備纖維板，而目前國內(nèi)外還沒有這方面的研究。 技術關鍵在于對非木質(zhì)原料制作纖維板在人造板工藝參數(shù)上的選擇；以及對于一枝黃花稈的纖維形態(tài)和化學成分進行分析后，對于影響壓制出纖維板的性能的部分進行探索，最終確定最佳生產(chǎn)工藝，保證成板達到國家纖維板標準。 本項研究的技術指標主要是壓制出的纖維板的物理力學性能，一枝黃花中密度纖維板按GB/T 17657—1999測試其靜曲強度、彈性模量、內(nèi)結(jié)合強度和吸水厚度膨脹率。按照GB/T 11718—1999《中密度纖維板標準》國家標準，國家標準規(guī)定室內(nèi)型中密度纖維板公差厚度范圍為9-12mm的物理性能指標為：彈性模量為2500MPa；靜曲強度為22MPa；內(nèi)結(jié)合強度：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%。
科學性、先進性
- 一枝黃花稈含有豐富的纖維細胞，人們現(xiàn)在僅僅是通過焚燒來處理一枝黃花稈，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值進而減少其對生態(tài)環(huán)境的破壞，還可以緩解我國人造板原材料和能源資源不足的局面。 在制作過程中，利用纖維分離時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性提高，普通的脲醛樹脂膠能浸潤纖維表面，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)合強度，同時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性能值達到國家標準的要求；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格較低的脲醛樹脂膠粘劑同樣能使纖維板的各項性能達到國家標準。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 有科技查新鑒定和人造板檢測點檢查報告
作品所處階段
- 實驗室階段結(jié)束，即將開始生產(chǎn)性實驗階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 技術轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物產(chǎn)品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 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)能滿足國家物理力學性能指標。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)。 我國纖維板產(chǎn)業(yè)面臨生產(chǎn)原材料木材嚴重不足的問題，這給纖維板行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展帶來了一定的影響。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)濟效益估算。一枝黃花原料假設人工運輸費用為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的效益是78449.15元的經(jīng)濟效益，如果年產(chǎn)量能達到1萬立方米，則能帶來的經(jīng)濟利益達到10496239.7元。
同類課題研究水平概述
- 目前，王開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成分和藥理活性，得出其藥理作用主要是抗菌抗病毒等對加拿大一枝黃花莖桿組成進行分析，浙江理工大學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80.28％，纖維長度0.98mm，寬度11.38μm，是一種可利用的制漿造紙原料。但目前對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、經(jīng)濟、生態(tài)效益。對入侵有害植物的纖維進行產(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，推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益提高和可持續(xù)發(fā)展。目前為止尚未有文獻刊登以一枝黃花稈為原料制作纖維板的工藝過程， 所以到目前為止市場上還沒有以一枝黃花稈為原料的纖維板。
