热磨法分离纤维

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1、热磨法分离纤维崛起的中密度纤维板   1948年，在原西德小城Braunschwein附近，全世界第一条刨花板生产线投产，当时的日产量仅l6m3，到l996年该公司日产量达1500m3。在德国生产技术带动下。二十世纪九十年代后期，全世界刨花板产量7000多万m3，首次超过胶合板而雄居首位。   二十世纪七十年代中密度纤维板在美国问世后，发展速度首屈一指，并给刨花板带来很大冲击。到世纪末，全世界中密度纤维板年产量2700万m3，成为增长最快的板种，与胶合板、刨花板形成鼎立之势。   进入二十一世纪，全世界中密度纤维板增长势头不减。据英国Intermark

2、公司在《关于1999年中密度纤维板最新动态》一文中指出，二十一世纪前15年，全世界中密度纤维板需求量将继续增长，20l5年总需求将达3700万m3—4800万m3，欲满足这一预期需求，需新增生产能力lO0O万m3—2l00万m3。   中密度纤维板之所以持续发展，主要得益于其优异的性能，加工工艺性好、功能增加、使用范围不断扩大、性能逐渐完善，因此为市场广泛接受而具有不可取代的地位。不断创新也是中密度纤维发展的推动力，如低孔隙度、均质板、防潮、弯曲加工、纤维着色、超轻质、复合门窗、预成型、异形型材、零甲醛、结构材、表面起绒和板坯芯层预热等新技术。   我

3、国中密度纤维板发展速度为世界之最，在l997年中密度纤维板产量106万m3已位居世界第2，至2000年产量329.8万m3已逼近美国。   我国中密度纤维板高速发展重要原因之一是国产化程度不断提高。2000年国产化生产线已有l90多条；生产规模也逐步扩大，目前已能提供年产5万m3的成套生产线，国产10万m3的生产线也已提上议事日程。   国产中密度纤维板生产线生产规模的扩大，主要得益于热磨机技术的成熟和大型化。目前l070mm热磨机已有多家生产，1120mm热磨机即将投放市场。2热磨法分离纤维   分离纤维是中密度纤维板区别于其他板种最突出的特点。纤维

4、质量是板材性能优异的关键所在。分离纤维是在高温、高速和高度密封的系统中进行的。它既是中密度纤维板生产中重要的工序，又是最复杂的环节之一。   2．1热磨法分离纤维的优点   自1931年瑞典人Asplund博士发明热磨法(TMP)以来，目前已成为纤维板生产最主要的纤维分离方法。热磨法之所以被广泛利用主要在于它有下列优点：适用于多种原料制浆、能获得大量柔韧性和交织性好的完整纤维、得率高达95％、生产能力大、占地面积小、噪声小、运行平稳、自动化连续作业、大幅度提高劳动生产率等。   2．2热磨法分离纤维机理   木材是一种复合材料，也是十分复杂的生物机体，

5、除去导管和薄壁组织以外的全部狭长木质细胞统称纤维。纤维长度多在2—5mm之间，极短者约1mm，极长者7.438mm。纤维弦向直径平均O.02一0.04mm。极小者0.01mm，极大者0.08mm。   纤维形态对中密度纤维板影响甚大，纤维完整、细长比大、柔韧和交织性好，板材质量就高。热磨法分离纤维是在加热弱化纤维牢固的结合作用后，通过机械方法而获得纤维。   分离纤维是一个十分复杂的物理力学和化学转化过程，由于其理论十分复杂，加之又难于观察和模拟，分离纤维机理的研究，还很难量化，目前大多处于定性阶段。   蒸煮   纤维原料蒸煮的目的是用最低的能耗获得

6、最优质的纤维。用高温加热(160—180℃)纤维原料，以降低木材细胞壁间力学性能，软化将纤维牢固的胞间层。温度达到150℃时，纤维胞间层明显软化，温度高于160℃时，胞间层处于熔溶状态而失去结合力，此时分离纤维，纤维形态好。能耗也仅为常温下的1／4—1／5。但蒸煮温度并非越高越好，实验表明，超过180℃后，分离纤维的能耗不再降低，反而使纤维PH值下降，出现纤维颜色变深，脆化和得率低等弊端。   加压搓揉。   经蒸煮后的纤维原料，被强制送入高温、高湿和高压的磨室内两磨片间，受磨片压力和转动的作用。使纤维胞间层承受剪切力。沿磨片径向排列的纤维，由于两端距

7、磨片中心距离不一而存在的速差，使纤维在力偶作用下绕自身轴线产生扭转。如果取纤维横截面作为自由体来观察，自由体边部受剪应力，与剪应力呈45°的平面内产生与剪应力大小相等的压应力，与压应力垂直的平面内，产生一个大小与压应力相等的拉应力。剪应力的大小是力偶和纤维截面尺寸的函数，当平行于纤维轴线的剪应力或拉应力超过纤维间的结合力时，纤维则松散分离。   也有不少纤维轴线定向于磨片的切向，当磨齿前沿沿纤维轴线通过时，纤维受压力和沿轴线的剪力作用而使纤维分离，即所谓“纵向”磨浆。正是这种纵向磨浆才得到较高质量的纤维。然而大量纤维在磨片间既非纯径向分布，也非纯切向分

8、布，而是呈不同角度的随机分布，且分布状态变动不定也无规律可循，还由于纤维间相互磨擦而出现于扰，