麦秸人造板

化学物质

麦秸的主要成分为纤维素、半纤维和木素,但其结构疏松,纤维细胞含量(60% )低于木材(75%～98% ),溶液抽提物含量较高,灰分大,异氰酸酯胶用于制造麦秸板,对麦秸板性能的提高起到了决定性的作用,促进了麦秸板研究和生产的发展。麦秸的粉碎、胶粘剂的施加及板坯铺装是关键所在。

产品简介

实践表明，用麦秸或稻草生产的人造板质轻、强度高、保温、隔热，可锯、钻、刨、钉，机械加工性能好，产品质量能达到美国ANSI标准（ A208．1－93）中的M－3级工业用板的要求，完全可与木质人造板媲美。

在我国，以麦秸等农作物秸秆为原料生产人造板，资源十分丰富，产品能适应市场需求，具有较强的竞争力。据不完全统计，我国每年各种农作物秸秆产量高达6亿多吨，若能利用其中的1%～2%，即可生产约600万立方米～1200万立方米的人造板，如按1立方米人造板替代2.5立方米原木计算，可替代1500万立方米～3000万立方米原木。

大力发展秸秆人造板生产，既能使农民的秸秆变废为宝，也能节约木材、保护森林、保护生态环境，经济效益和社会效益明显，于国于民非常有利。

麦秸板的生产

麦秸板已进入到大规模生产阶段,配套设备大量涌现。我国以稻秸人造板为主。从全球角度看,麦秸板的生产中心在北美洲,主要是在加拿大和美国。热压机为多层有垫板式。

原料的运输与贮存

秸原料质轻,堆积密度小,所占用场地较大,给运输效率和贮存质量都带来不利影响。国外普遍采用打包形式贮存,将麦秸打成1 220mm×1 220mm×2 440mm的方包(约1t重),便于运输和存放。原料可以一次性收购,但要有足够的场地且注意防腐防火。也可以分批收购,分地贮存,采用定期运送到工厂的方法,减轻集中管理的压力。建厂应首选麦产区,麦秸原料收购的半径小于50 km为宜。

产品成本

制造麦秸板均采用异氰酸酯胶粘剂,其价格较高。虽然麦秸原料比木材便宜,施胶量小,生产动力消耗也少,可以节约一些生产成本,但如何控制和降低胶的生产成本仍是最需要解决的问题之一。另外,还有降低脱模剂的成本问题,改善板坯初强度的问题.麦秸哄抢导致价格偏高、农户自由度大难收集和质轻蓬松不易运输。

预处理

麦秸纤维原料中三组分(纤维素、半纤维和木素)之间的缠绕与包裹作用,阻碍了转化利用的进行,因而必须对其进行预处理,为此人们开发了微粉碎处理、化学处理、蒸爆处理等多种预处理方法。蒸爆处理干法制天然纤维板工艺与传统纤维板制造工艺比较,可大大缩短工艺过程,降低生产成本。生物酶处理后，苯醇抽提物含量下降,这也间接地说明,酶处理麦秸,可以降低其表面的蜡状物;用经过酶处理后的麦秸作原料,可以压制出性能较好的脲醛树脂胶合的麦秸板。

碱溶液对麦秸表面进行处理 ,以改善 UF 胶在麦秸表面的扩散-渗透能力, 在降低材料生产成本的前提下 , 提高板材的胶合强度。碱处理改善了麦秸表面的胶合能力 ,使胶接强度增大 ,抑制麦秸刨花板的回弹 , 从而使板材的尺

寸稳定性增加。

吸声性能

轻质麦秸板相对传统建筑材料具有良好的吸声性能,吸声系数约为混凝土或粘土砖的10倍左右,优于加气混凝土等轻质建筑材料,接近于传统吸声材料—半穿孔软质纤维。

麦秸板的表面处理

麦秸杆表面的自由能约为25mJ/mZ,内表面约为30mJ/mZ[’01],比木材低很多,表面活性较低,胶合性能不强,所以用胶量相对较大。可以通过化学接枝方法,对麦秸杆纤维进行表面改性,提高麦秸杆纤维表面的反应活性,从而增加胶接过程中的化学键胶接和氢键结合,降低异氰酸酯胶的用量与羟基、水的反应起到了主要的作用,与氨基、羧基的反应起到了辅助的作用。

麦秸人造板用胶

麦秸或稻草人造板采用异氰酸酯树脂（MDI）为胶粘剂，该树脂固化后无游离有害气体释放，因此，被称之为“绿色环保型”人造板材。它的问世，对以脲醛树脂等含甲醛的胶粘剂所生产的人造板是一种挑战。麦秸表面含有大量蜡质及硅类物质,其与普通脲醛树脂胶和酚醛树脂胶的粘合性较差、板强度低异氰酸酯胶(MDI)则克服了上述困难,该胶中含有强活性基团异氰酸根(-NCO),与麦秸纤维中的羟基反应,产生强度高,对酸、碱及水有较好稳定性的接合键。此外,异氰酸根还可以与麦秸中的水反应生成聚脲,从而形成牢固的结合,使麦秸板具有很好的物理力学性能。

用脲醛树脂胶、酚醛树脂胶及异氰酸酯胶,对麦秸等农业剩余物制造的刨花板性能进行了深入研究,结果表明:用这些剩余物若按木材刨花板的方法制造板材,其强度偏低,这主要是由于它们表面的蜡质及硅质层影响胶粘剂的胶合性能,因此应对表面进行预处理及改进制造工艺,同时,还要注意刨花形态的选择,以此来提高内结合强度。

脲醛胶麦秸刨花板比脲醛胶木材刨花板的强度要低很多;但麦秸中密度板的性能较好,可以与木材相比。日本京都大学木质科学研究所用脲醛树脂胶添加硅烷偶联剂的方法来制造麦秸板,提高板的内结合强度,也取得了较好的效果。

虽然对麦秸原料进行碱预处理,可以使用常规脲醛胶粘剂来制造麦秸板,但工艺不易实施,成本较高,不利于普遍采用和推广;使用聚异氰酸酯胶(PMDI)时,麦秸板的性能较好,施加内脱模剂可以解决粘板问题,且工艺上容易实施;同时,研究也表明,若100%用麦秸作为原料制造人造板,施胶量比用木材要大些,一般为3%～5%,而木材为2. 5%～3%,这使胶的成本有所增加;另外,在所用麦秸中小麦麦秸的强度为最好。

施胶脱模方法

胶粘剂使用环保型异氰酸酯胶,用施加外脱膜剂的方法来脱膜。

内脱模剂加到异氰酸酯中。

用连续式热压机,使用聚异氰酸酯胶,脱膜方式是采用上下板坯上各铺一层牛皮纸的方法,热压后的板材经砂光,砂掉表层的牛皮纸。

板坯撒细小灰尘脱模法。

分层施胶法。上下用脲醛树脂，中间用异氰酸酯胶合。

用胶量及密度影响

胶粘剂MDI用量的增加,麦秸板的最大膨胀率减小,尺寸稳定性提高.在一定范围内,增加麦秸板的密度,使麦秸之间接触紧密,MDI和UF胶粘剂充分发挥作用,可减少麦秸亲水性基团的数量,有助于麦秸板的尺寸稳定性

板坯运输

异氰酸酯初胶黏性差，预铺板坯不具备初始强度，严重影响运输性能。可使用单层压机、增加预压工序和保证运输稳定消除散坯现象。

麦塑复合板

麦秸为增强材料,将其与塑料复合来制造复合板的生产工艺。从研究结果来看,随着聚丙烯中麦秸的加入(30%～50% ),其复合材料的拉伸强度及柔韧性比纯聚丙烯材料均有显著提高,且使成本降低。这些说明利用麦秸与其它材料复合来生产人造板是完全可行的

水泥/麦秸刨花板

在加入适当助剂的情况下,可以生产出较高质量的水泥/麦秸板,它具有很好的防水性、阻燃性及尺寸稳定性,可以用作建筑墙体材料。