塑面模板熱壓第二階段板柸的變化在熱壓周期:
1、塑面模板板坯中存在著復(fù)雜的物理化學(xué)變化,如板壞溫度升高、水分重新分布、木材被壓縮、膠層固化等?,F(xiàn)分述如下:①板壞溫度變化這個(gè)階段板壞中單板與膠處于緊密接觸狀態(tài),其溫度迅速上升。升溫速度取決于熱壓板溫度、壓力和板壞含水率。壓板溫度高,壓力大,升溫就快;板坯含水率高,所需熱量就多,升溫就慢。整個(gè)板壞各處的升溫速度是不相同的,板壞邊部由于散熱快及水分蒸發(fā)需要熱量,所以升溫速度較慢。這個(gè)邊緣部分寬度與熱壓溫度和壓力有關(guān),當(dāng)壓力為1.8~2.2MPa、溫度130~150℃時(shí),樺木板壞邊緣部分寬度為150mm,松木為125mm。板壞中部由于排氣通路堵塞,水分滯留在中部將形成高溫區(qū)。離熱壓板最遠(yuǎn)的膠層溫度較低,在確定熱壓時(shí)間時(shí)應(yīng)選升溫慢、溫度低的部位來(lái)考慮,即以板壞周邊部位的膠層固化程度為準(zhǔn)。
2、覆塑模板板坯中水分的變化及移動(dòng)板壞中水分來(lái)源于兩個(gè)方面,一是單板中所含水分,二是膠液帶來(lái)的水分。膠壓過(guò)程中,隨溫度、壓力的變化,板壞中水分發(fā)生一系列變化。壓板閉合以后,在溫度的作用下板壞水分開始擴(kuò)散,重新分布。當(dāng)板壞表層溫度達(dá)到100℃時(shí),水分轉(zhuǎn)化為蒸汽開始向低溫的板壞中層移動(dòng),從而提高板壞中部含水率和溫度。而板壞邊緣部分水分強(qiáng)烈蒸發(fā),這時(shí)溫度并不升高,直到含水率很低時(shí)溫度才逐漸提高。板子內(nèi)部形成一定蒸汽壓,根據(jù)資料介紹,在離板壞邊緣75~100mm處,壓力為1.8-2.0MPa、溫度在106~108℃時(shí),板內(nèi)蒸汽壓力達(dá)0.03-0.04MPa。隨木材壓實(shí)蒸汽更不易排出,溫度上升到113~115℃,蒸汽壓力相應(yīng)提高到0.07~0.08MPa。板壞周邊部分木材逐漸被壓實(shí),排氣通路堵塞,板壞中部形成的蒸汽壓力各處是相等的。壓力大小是由熱壓溫度所決定的,多層膠合板還熱壓終了時(shí),溫度為120℃時(shí)蒸汽壓力為0.15~0.17MPa,150℃時(shí)蒸汽壓力為0.35~0.40MPa。
3、木材的壓縮木材在加熱加壓的情況下能產(chǎn)生塑性變形。熱壓時(shí),木材逐漸被壓縮。板坯在壓力作用下產(chǎn)生的壓縮稱為總的壓縮,由彈性壓縮和塑性壓縮所組成。卸壓以后板壞一部分壓縮可以恢復(fù),這部分壓縮稱為彈性壓縮,不能恢復(fù)的那部分壓縮稱為塑性壓縮。熱壓后塑性壓縮量與板壞厚度之比的百分?jǐn)?shù)稱為壓縮率。板壞壓縮率與熱壓溫度、壓力、時(shí)間、樹種、板坯含水率、單板厚度等因素有關(guān)。板壞壓縮情況如圖3-15所示(實(shí)驗(yàn)條件:?jiǎn)伟搴?%~8%,板壞含水率22%~26%,單位壓力2MPa,板坯厚度16mm,加熱溫度110~115℃)。木材壓縮率(%)時(shí)間(min)1.機(jī)內(nèi)壓縮率2.平均壓縮率3.表板壓縮率
4、中層板壓縮率隨著板壞溫度的提高、壓力的加大和時(shí)間的延長(zhǎng),板壞壓縮率相應(yīng)加大。軟材或含水率高的木材比硬材或含水率低的木材壓縮率要大些。薄單板制成的膠合板比厚單板的壓縮率要大一些。同一間隔的板壞外層比中層壓得要實(shí)一些,板壞越厚這個(gè)差別就越大。如果長(zhǎng)時(shí)間受高溫作用,這個(gè)差別反而會(huì)減少。這是因?yàn)樵跓釅鹤饔孟?,在整個(gè)厚度方向上塑性趨于一致。
5、單張和多張加壓工藝 壓制塑面模板價(jià)格時(shí),可采用單張加壓和多張加壓兩種形式,即熱壓機(jī)每個(gè)間隔放一張或多張膠合板坯進(jìn)行加壓。早期生產(chǎn)膠合板的熱壓機(jī)多在15層以下,采用手工裝卸板壞。為提高壓機(jī)生產(chǎn)率,采用多張加壓工藝,如壓制3mm厚的膠合板時(shí),每個(gè)間隔要裝3~5張板坯。這種制板方法的主要缺點(diǎn)是熱壓工藝不對(duì)稱。膠合板含水率和強(qiáng)度不易得到保證,板面易出現(xiàn)壓痕與產(chǎn)生黏板,膠合板容易翹曲,裝卸板也很困難,不易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)。隨著膠合板制造技術(shù)的進(jìn)步、設(shè)備的改進(jìn),多數(shù)大型膠合板廠已采用單張加壓工藝。單張加壓可在一定程度上克服多張加壓板壞溫度不對(duì)稱、應(yīng)力不均衡、產(chǎn)品易變形等缺點(diǎn),熱壓周期縮短,質(zhì)量大為提高。采用這種工藝,要求壓機(jī)層數(shù)多、輔助時(shí)間短。單張加壓生產(chǎn)的膠合板,板面平整、光滑,膠合強(qiáng)度均勻一致,產(chǎn)品質(zhì)量較好。
6、酚醛樹脂膠酚醛樹脂膠聚合度較低,形成膠層能力較差。因此,早期生產(chǎn)的酚醛膠膠合板,芯板涂膠后要進(jìn)行干燥,在干燥過(guò)程中,樹脂進(jìn)一步聚合,并蒸發(fā)膠中的部分水分,形成膠膜,然后再組坯熱壓。這時(shí)膠層溫度在55~60℃時(shí)開始軟化,80℃時(shí)融熔,在溫度和壓力作用下木材產(chǎn)生塑性變形,膠合表面緊密接觸,膠黏劑流動(dòng),濕潤(rùn)膠合表面,樹脂開始從第一階段向第二和第三階段反應(yīng),最后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)改性的酚醒樹脂膠成膜性能有所改善,芯板施膠后可不干燥,但板壞陳化時(shí)間要長(zhǎng)一些,以防止膠液滲入木材過(guò)多,影響膠合強(qiáng)度和產(chǎn)生透膠現(xiàn)象。在熱壓過(guò)程中,樹脂固化率達(dá)65%~70%時(shí),干狀膠合強(qiáng)度已達(dá)最高值;達(dá)80%~85%時(shí),濕狀膠合強(qiáng)度可達(dá)最大值。所以膠合工藝上規(guī)定,當(dāng)樹脂固化率達(dá)65%~70%時(shí)即可降壓,卸板后把膠合板密堆起來(lái),靠膠合板潛熱使樹脂固化率提高到85%以上,這樣可以提高熱壓機(jī)生產(chǎn)能力。
7、針葉材單板的膠合特點(diǎn)針葉材單板的膠合特點(diǎn)是由下列原因造成的:針葉樹材的排氣能力比闊葉樹材差;針葉樹材心材和邊材的排氣能力和含水率不一樣;年輪中春材和夏材的結(jié)構(gòu)不同。針葉樹材的構(gòu)造特點(diǎn)使旋出的單板比較粗糙,因此耗膠量比樺木單板大10%左右,板壞的含水率也相應(yīng)增加。針葉樹材單板的規(guī)定含水率不應(yīng)大手5%所用的膠黏劑應(yīng)該具有較大的濃度和黏度。針葉材的特點(diǎn)決定了針葉樹材板壞的膠合溫度不應(yīng)高于120℃。溫度超過(guò)120℃時(shí),由于板壞中水分氣化加劇和排氣性能差,會(huì)增加開膠和鼓泡的數(shù)量。針葉樹材單板的壓縮率較大,因此膠合的壓力應(yīng)限在1.5~1.7MPa范圍內(nèi)。針葉樹材單板的排氣性能差,也使得降壓第二階段的時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)(分段降壓)。
8、膠合厚板的膠壓特點(diǎn)膠合厚板的壓制特點(diǎn)之一是,膠合壓力要加大到1.9-2.2MPa。由于壓力大,板壞的壓縮率也大,因此板壞的厚度也必須大于膠合壓力為1.8-2MPa時(shí)所用的板壞。樺木單板的壓縮率和干縮率為板壞厚度的19%根據(jù)膠合厚板厚度的不同,有兩種不同的膠合條件:在熱壓機(jī)中冷卻和不在熱壓機(jī)中冷卻。在熱壓機(jī)中冷卻的方法適用于厚度大于20mm的情形。冷卻的方法是:板厚20~25mm,宜空氣冷卻;板厚25mm以上,宜水冷卻。對(duì)于不冷卻的熱壓機(jī),裝板坯和升壓的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)90s,第二階段卸壓的時(shí)間應(yīng)增加到5~10min采用空氣冷卻的方法時(shí),在熱壓結(jié)束前5~10min停止給汽,并通過(guò)熱壓板向周圍環(huán)境散發(fā)熱量而降低溫度??諝饫鋮s使熱壓時(shí)間增加了3~7min。降壓過(guò)程與普通膠合板的膠合工藝相似。采用水冷的方法時(shí),在熱壓結(jié)束時(shí)同時(shí)向所有熱壓板送冷水。用水冷卻的時(shí)間,從熱壓板溫度降到80℃時(shí)算起,應(yīng)為:板厚25~30mm不少于10min;板厚30-40mm不少于13min;板厚40mm以上不少于15min。制造厚度大于20mm的厚板時(shí),宜用第二種膠合工藝,即分段降壓或平衡降壓的工藝。膠合好的成品厚板堆成密垛,放置24h,使板內(nèi)含水率達(dá)到均勻,內(nèi)應(yīng)力得到消除。