纤维质量与纤维板性能的关系

   纤维板制造对纤维质量的要求，一般是根据产品类别、生产工艺及设备状况而定。就纤维质量综合而言，要求被分离的纤维具备一定的比表面积和良好交织性，要求有一定长宽比、筛分值和纤维滤水性、透气性、化学组分和纤维聚合度等性能均有严格的要求。如湿法生产，在板坯成型和热压过程中，均要求纤维板坯具有迅速而易脱水的功能。而干法生产，则要求纤维不仅有较理想交织性，还要求板坯具备良好的透气性。不然，两种生产方式的成型板坯在运输及热压过程中，会破坏板坯结构而影响产品的内在质量。但是当生产低密度或软质纤维板时，纤维形成板坯后可不进行预压或轻微加压使其干燥成板，这就要求纤维不仅要有一定的长宽比，而且要求纤维要有足够的帚化程度，来增加纤维自身间的交织性和接触面积。

     (1) 纤维的形态特性和产品质量的关系

     就纤维固有形态而言，不同原料有较大差异。如针叶材纤维管胞的平均长度在2～3mm，长宽比为63～110；阔叶材的纤维管胞和韧型木纤维的平均长度为0.8～1.3mm，长宽比在35～58；而禾本科植物纤维类原料，纤维管胞的平均长度则只有0.8～2.2mm，长宽比为30~130，其中非纤维细胞含量较高。

     从纤维的长度和长宽比来看，似乎针叶材纤维所压制的纤维板为好。但事实证明，全部采用针叶材为原料压制的纤维板其性能不一定为佳，这是由于针叶材的纤维管胞壁厚呈管状，细胞壁的厚度相对的比纤维宽度要大，纤维间的总接触面积就变小。相反，阔叶材的纤维管胞、韧型木纤维、导管等则是薄壁结构而呈带状，这样纤维间的接触面积就大，结合交织性好，在热压过程中就容易压成密度和强度均高的纤维板产品。

     纤维本身的固有强度，对纤维板产品的强度也有一定影响。曾有人用染色法把硬质纤维板经过抗弯和拉伸破坏试验，在显微镜下观察，看到其中有60％～70％的单纤维受到破坏。从试验结论认为，单体纤维自身固有强度，对密度在0.25～0.4g/cm3的软质纤维板的强度几乎投有多大影响。对密度在0.4～0.8g/cm3中密度纤维板的强度，则有较明显影响。而对密度大于0.9g/cm3的高密度纤维板的强度会有更大的影响。这是由于单纤维自身固有强度与纤维素链的平均长度(即聚合度)有关，一个单纤维的裂断长可达40000Pm。当纤维铺装成型板坯后，由于排列不规则呈散乱不整齐状态，再消除其他因素影响，假定单纤维的裂断长平均为20 000Pm，再按40％的保守数计算，则单纤维的裂断长可达8 000Pm。由此可见，纤维自身固有强度与纤维板产品的强度之间的关系。

     (2) 纤维分离度与纤维板质量的关系

     纤维分离度指解纤后纤维分离的程度，它是间接反映纤维质量性质的一个方面。纤维分离得越细，纤维的比表面积就越大，纤维的滤水性和透气性就越差。反之，纤维的滤水性和透气性越好，但此时的纤维往往比较粗而且纤维比表面积相应也小。纤维分离后纤维比表面积与滤水性呈反比，比表面积越大细小纤维居多，纤维滤水性越差。纤维分离度差纤维粗(28~48目)对空气阻抗小，而纤维分离度高纤维细小比表面积大(100~200目)，纤维的透气性差板坯填充性好，但空气阻抗大。纤维的比表面积越大，纤维的容积越小，反之则相反。由此可推出:纤维的滤水性、透气性以及容积均与纤维的分离程度有一定关系。故可以说纤维分离度是显示纤维浆料质量的重要指标，它直接影响纤维生产工艺和产品质量。实践也证明，在一定范围内，纤维分离度越高，即纤维越细，板坯纤维之间的交织就好，纤维板的强度、耐水性及产品密度也随之提高。

     另外，从实践经验得出，应根据不同类型产品和工艺特点，在稳定产品质量的基础上来控制纤维分离度在一定范围内。

     (3) 纤维筛分值与纤维板质量的关系

     不同类型的纤维原料其纤维形态、纤维长短、纤维粗细的比例等，均会给纤维板质量带来不同程度影响。而检验纤维质量的方法，通常是采用纤维分离度(纤维滤水度DS和纤维叩解度°SR)。由于纤维本身差异性很大，往往单凭测定纤维的分离度还很难反映纤维质量的实质。有时两种纤维其滤水度值基本相近，但纤维的长短、粗细比例大小不同。因此，再通过测试纤维筛分值予以补充分析被分离的纤维质量状况。

     纤维筛分值在实际生产中意义很大，调整好纤维浆料筛分值，可改善纤维形态和浆料性质，从而提高纤维板产品质量。有关纤维筛分值对纤维板质量影响的研究早已被重视，并取得了规律性的技术依据。影响纤维形态主要有材种和所采取纤维分离的方法，针叶材比阔叶材纤维要好，化学机械法分离纤维要比加热机械法(即热磨法)好，而单纯机械法磨浆效果较差。

     a.纤维筛分值对纤维板性能的影响

     纤维筛分值的不同影响纤维板的强度，细小纤维会计师多少对硬质纤维板强度影响较明显，浆料中通过200目筛网的细小纤维的相对含量在20%左右为宜。而中密度纤维板的生产实践则表明，纤维筛分值中的粗纤维(留在14目网上的纤维)含量不宜超过20%，中长纤维(留于28~100目的纤维)含量56%~60%，而细小纤维(留在和通过200)的含量不宜超过30%。

     b.纤维形态对纤维板产品质量的影响

     如果将不同筛分值和不同长度的纤维分别压制纤维板，可以看出对产品质量影响很大。当纤维浆料筛分值为30~60目/25.4mm时，纤维板的强度高而且吸水率也低。这与纤维形态有关，在此筛分值范围的纤维，长宽比大，纤维之间交织性好。就一般情况而言，纤维越长其交织性就越好，但如果超过一定范围，则会造成纤维之间过度凝聚成团，给纤维铺装成型带来困难而影响产品的质量。

     由于纤维形态不一，也影响其化学成分含量各有差异。如粗大纤维(大于20目)中约有95%纤维束组成，所以其各组成分化学含量几乎和原材料相近。而其他筛分值的纤维，其各组化学成分含量则有变化，20~200目的各级纤维，随着纤维形态变小，其木质素和五碳糖的含量则有增加趋势。

     由此可见，由于纤维大小与其化学成分的含量不一，均会给纤维板的产品质量带来不同程度的影响。一般来说，阔叶材的五碳糖含量比针叶材高，所以用阔叶材纤维压制纤维板时，也可以得到强度较好的产品。