1.1纤维施胶与施蜡
1.1.1纤维施胶处理
由于MDF的制造是以空气作为纤维输送与板坯成型的介质，成型后的板坯含水率较低（5~10），并且干状热压，这种板坯由于含水率比较低，纤维塑性差，单凭热压过程的压力和温度的作用是不够的。在纤维与纤维之间很难形成足够多的自身结合点，故需要在纤维中加入少量的树脂胶，借助胶粘剂的作用而压制成板。所以MDF生成板的原理应该是：1）靠树脂的缩聚与固化作用，将处于中间的纤维粘接起来；2）一部分没有参加树脂缩聚反应的游离羟甲基（—CH2OH），可与木材各组分中游离羟基形成化学结合；3）木材各组分中的游离羟基之间形成化学结合；4）木素在高温下塑化熔融，产生胶接力；5）纤维之间交织的机械力。以上5种力虽然同时存在，但其中靠树脂胶的缩聚作用，将相邻纤维粘接起来是纤维之间的最主要的结合力。因此，在MDF生产中均加入一定量的树脂胶。 1.1.1.1施胶方法
通常在MDF生产中施胶方法大致有两种：1）是纤维干燥后采用搅拌机进行施胶（简称先干后施法）；2）纤维在干燥前，采用管道进行喷胶，然后进行干燥（简称先施后干法）。后一种方法在国内外MDF生产中被广泛的使用着。而前一种方法国内只有福建人造板厂MDF 生产线使用。 （1）、先干后施法
这种方法的缺点是：1）要求纤维干燥至含水率为2~4%。含水率如此低的纤维对生产不利，很容易产生火警。2）由于纤维细软、蓬松、粘附力强、胶料与纤维很难搅拌均匀而造成纤维结团。3）在产品表面易产生胶斑缺陷。因此，在目前MDF生产中这种施胶方法很少用。
（2）先施后干法
近年来国内已投产的和在建的MDF生产线几乎全部采用“先施后干”法，即将热磨出来的纤维进行管道喷胶而后再干燥的工艺路线，这种方法被视为目前较为先进的施胶工艺。
其优点：1）施胶均匀，板面不会出现胶斑。
2）干燥后纤维含水率高：5~10%，出现火警机会少。
3）工艺容易控制，工艺流程简化。
4）省略了搅拌机设备，降低了成本。
5）操作维修方便。
6）节省能耗。
其缺点是在干燥过程中少量胶液蒸发，故胶耗量略高于先干后施法，大约多施胶1%。
1.1.1.2胶种与施胶量
1）、胶种
在MDF生产中，采用那种胶粘剂，要依据MDF产品的用途而定。通常用于室内的MDF 产品，多采用UF树脂胶；而用于室外及卫生间、厨房的MDF产品多采用防水的胶种，如PF 树脂胶或三聚氰胺甲醛树脂胶。这些胶粘剂可单独使用也可混合使用，在选择胶种时，应注意各种胶粘剂的固化温度、胶料来源及成本。
2）、施胶量
（1）、一般MDF厂采用UF树脂胶，其施胶量（以胶的固体含量对绝干纤维之比）大致为8~12%。
（2）、施加PF胶，其用量约为6~8%之间，产品可用于建筑结构，耐水性好，湿强度
大，但成本高。
（3）、混合胶种：为兼顾产品的物理力学性能、成本和减少板坯预固化程度，采用UF 胶与PF胶分层施胶法。按上下表层纤维占总量的40%计，加入4~6%的PF胶，芯层纤维占60%计，加入8~10%的UF胶。采用混和胶种，虽然使施胶工艺复杂化，但对产品性能的提高，经济效益的提高，扩大MDF产品的应用范围，都是最合理的工艺。
在施加UF胶，同时，还应加入固化剂，通常采用氯化铵，其用量为所用UF胶固体含量的1%。为解决胶粘剂因高温干燥容易产生预固化问题，最好采用复合固化剂效果更好。
3）、MDF生产对胶粘剂的要求
（1）、粘度必须低，以提高胶液的渗透性；
（2）、pH值对树脂的固化速度有较大影响，因此树脂的pH值应随纤维的pH值而定，约在7.0~7.8之间；
（3）、对先施后干的生产工艺，要求树脂胶在纤维干燥温度下不产生提前固化；
（4）、胶液在受热时，不产生挥发性易燃气体；
（5）、适于在热压条件下固化，泽宜浅。
1.1.2纤维施蜡处理
纤维施蜡处理的实质是对纤维进行防水处理，石蜡是最常用，而且效果较好的一种防水剂。
MDF具有吸湿性与吸水性。水分可以引起板子尺寸变化、板面翘曲、强度降低、腐蚀性增大以及传热导电能力增强等，从而影响MDF产品的使用范围与使用寿命，所以，对产品的吸湿、吸水性能应予足够的重视。
1、MDF吸湿、吸水的原因
（1）、吸湿原因
①、游离羟基的存在
在纤维细胞壁内拥有巨大的自由表面，而自由表面上具有大量的游离羟基，可吸附空气中水蒸汽。
②、纤维表面带负电
纤维表面带有负电荷，对极性水分子具有吸引力，从而增加了纤维表面的吸附能力。
③、微毛细管的凝结作用
无定形区的纤维表面被吸附水饱和之后，半径小于5×10-7cm的微毛细管，便开始从空气中凝结水蒸汽，纤维材料继续吸着水分。
（2）、吸水原因
①、毛吸管作用
每根中空的纤维都能产生毛细管作用。由毛细管作用，吸入的水分量虽大，但不影响纤维的体积膨胀，当吸入水量大时，可提高产品的含水率，使板发潮、易发生霉变与腐朽。
②、渗透作用
钕铁硼磁性材料将MDF浸入水中之后，会出现渗透现象，细胞壁上的纹孔膜，相当于半透膜，木材中的一些水溶性物质能形成细胞壁内外的浓度差。这个浓度差所形成的渗透压力是纤维发生渗透现象而吸水的原因。
2、防水办法
MDF生产中添加适量的防水剂以提高MDF的耐水性，常用的防水剂是石蜡。由于是直接加到纤维表面，故不必加沉淀剂。而防水剂的施加方式有两种：石蜡乳液和熔化石蜡。
（1）直接施蜡法
将固体石蜡先熔化成液体石蜡，然后直接流淋入热磨机的进料螺旋处，随木片一同进入磨室体，使石蜡在纤维分离过程中，利用高速旋转的磨盘，将蜡液分散成极小的液滴，此时
与分离好的纤维均匀混合，并附着在纤维表面上。
直接施蜡法的优点：①方法简单易行，不需繁杂的石蜡乳化过程；②可节省石蜡乳化设备，简化工序，降低成本；③不会增加纤维的含水率，能提高干燥工序的效率。其缺点是：①这种方法施蜡不易均匀，易出现蜡渍；②通过高温干燥过程，石蜡中的低沸点组分易挥发，并被废气带走，所以耗蜡量较大。
（2）乳液施蜡法
这种施蜡方法其优点是：①蜡滴高度分散，有巨大的比表面积，所以能均匀的分散与附着在纤维表面上；②MDF产品表面没有蜡渍缺陷，质量好。
3、施蜡量
施蜡量是指施加的固体石蜡与绝干纤维的重量比。通常MDF生产中施蜡量为1.0~2.5%。施蜡量不是越多防水性能越好，如果施蜡量超过 2.5%时，其防水效果无明显提高反而增加了成本，还会降低纤维之间的结合强度。
1.2纤维干燥
热磨机排出的纤维含水率大致为50%左右，加上施胶带入系统的水份，使纤维含水率可高达60%以上，而后续工序要求纤维的含水率为5~10%，所以纤维必须进行干燥才能输送和成型。根据纤维的特点而采用纤维气流干燥。 1.2.1纤维气流干燥的原理与特点
1、纤维气流干燥分液罐
光触媒滤网所谓纤维气流干燥就是把湿纤维与干燥热介质混合（按15~20m3空气/1kg绝干纤维比例），使纤维呈悬浮状态在管道内输送，其湿纤维的水份因吸热气化而被干燥介质带走，达到纤维干燥的目的。
2、纤维气流干燥的原理
纤维气流干燥是应用固态流化原理，是连续式常压干燥的一种形式。木片分离成纤维，其表面积成万倍增加，属热敏性物质，具有分散性好，容易在管道里风送等特点，采用高温气流干燥，纤维含水率迅速降低，达到工艺要求。
3、纤维气流干燥的特点
（1）、纤维颗粒小，体积蓬松，比表面积大、易分散悬浮，易风送。
（2）、适用于闪急式干燥，在几秒内完成，由于高速气流撞击作用，纤维被分散成悬浮状，纤维表面全部暴露在干热气流介质中，而干介质不断高速更新，提高了湿纤维与干燥介质的换热系数，强化了纤维干燥的传热过程，可在极短的几秒钟内完成。
（3）、湿纤维与干燥介质并列运动（二者在干燥管道内同一方向运动），二者接触后，纤维中的水分汽化大量吸热，而纤维本身温度并不显著提高。纤维表面的温度等于干燥介质的湿球温度，纤维中心的温度低于表面温度。所以不会造成纤维过热降解而降低纤维本身强度，也不会使胶层过热而失效。
1.2.2纤维气流干燥方法
1、纤维气流干燥管道的型式
纤维气流干燥管道的形式，按结构可分为直管型、脉冲型和套管型三种。
（1）直管型气流干燥管道这是最简单的一种型式，其主要干燥管道为一直管，管径一般在1m以上，管道长度一般为90m以上。
其特点是设备结构简单，容易加工，投资少，因此采用较多。但是，管道即长又高，纤维干燥的质量不够均匀，热效率较低。
（2）脉冲型气流干燥管道这种型式管道的管径是缩小与扩大相结合的，其特点是纤维干燥的质量较均匀，但是设备结构较复杂，工艺难控制以及管道内部易粘挂纤维。
（3）套管型气流干燥管道这种形式的管道是用不同的管径导管套装在一起，形成一个
同心的干燥系统。其特点是设备结构紧凑，热效率较高，但是动力消耗较大，亦存在纤维粘挂管壁现象。
2、纤维气流干燥方法
mrxj经过施胶、施蜡后的纤维含水率高达60%以上，为使纤维达到干燥的目的，又不致使树脂胶提前固化，所以必须采用高温快捷的干燥方法。
MDF生产线的纤维干燥，均采用闪急式管道干燥系统，整个系统由燃烧炉、空气预热器、干燥管道、风送系统、旋风分离器、监测控制系统与防火安全设施等部分构成。
闪急式纤维气流干燥的管道系统的工作原理是纤维从热磨机的喷放管直接排入干燥管道内，被高速流
动的热介质（热空气或烟气）包容，并随其加速流动与翻滚，纤维表面的水分很快吸热汽化而达到纤维干燥的目的。
闪急式纤维干燥方法分为二种：①单级纤维气流干燥系统，②两级纤维气流干燥系统。
（1）单级纤维气流干燥法
单级纤维气流干燥系统是由一台风机输送纤维，干燥管道虽不分级，但管道的前段和后段的功能却有差别，通常分为两个阶段。前段叫加速段，在此段从热磨机放出已施胶的湿纤维，靠自身的惯性流动与翻滚，此段纤维干燥依靠湿纤维与热介质的速度差来完成的，由于此段热介质流速高（23~30m/s），湿纤维与热介质有较大的速度差，纤维水份迅速汽化，含水率急剧下降。干燥管道的后段，也称干燥段，热介质流速减小，与湿纤维的相对速度差较小，甚至同步，由于纤维的水份减少，造成管道内湿度增加，温度下降。此阶段纤维干燥主要依靠县委与热介质之间的温度梯来完成的，因此适当延长纤维在热介质中的滞留时间可以获得较好的干燥效果。特别是对较粗的纤维干燥尤为重要。可见，干燥段除了使纤维最终达到含水率的工艺要求外，还有改变粗细纤维在加速段造成的含水率不一致的功能，使整个纤维的含水率趋于均匀。干燥段的关键是纤维滞留的时间应略长为宜，解决的办法是通过扩大管径即相当于加速段管径的1.2~1.3倍，以适当降低热介质流速来实现的。
（2）两级纤维气流干燥法机器人吸盘
1.2.3纤维干燥工艺参数的合理控制
纤维干燥的质量直接影响着成品的各项物理力学性能，对纤维干燥的基本要求是：干燥后的含水率符合工艺要求，并且均匀一致。为达此目的，对影响干燥的诸工艺参数必须进行合理控制。
（1）干纤维含水率纤维干燥的终点含水率，对中密度纤维板性能的影响是十分重要的。由试验和生产证明，在一定含水率范围内，随着纤维含水率的增加，产品质量有明显提高，但是不能过高，含水率过高，不仅延长热压时间降低生产效率，而且由于板内积累水蒸气压，热压卸压时易发生分层、鼓泡。纤维含水率一般要求为8%~14%，实际控制在8%~10%最佳。
（2）纤维形态纤维形态是指纤维的形状、颗粒度和表面积的大小等，这些因素都直接影响着干燥的质量和效率。为保证纤维干燥质量，首先要求纤维质量必须符合中密度纤维板的工艺规范。
（3）纤维初含水率在热磨和施胶正常工艺操作下，施胶后的湿纤维含水率一般为50%~60~。初含水率过低，热磨时初始含水率低预热程度不够，纤维不易疏解，而且粉碎性细颗粒多，此时干燥后纤维含水率也低，还易引起着火。含水率过高就不易干燥，在多数情况下，是热磨机主轴密封磨损，高压密封水漏入磨室而造成，应检修热磨机。
（4）干燥介质温度这也是干燥最重要的工艺参数之一。介质温度以干燥管道进口温度为控制基准，
要求温度适当，并且保持稳定，才能得到含水率均匀一致的干纤维。生产中对干燥介质温度的控制范围是：管道施胶采用一级干燥的介质温度为110~170℃，搅拌机施胶或采用两级干燥中的第一级干燥，介质温度可提高到300℃左右。
（5）气流速度气流速度必须大于纤维的悬浮速度，才能保证纤维在气流输送过程中进
行干燥。干燥机中气流速度越大，纤维表面水分的汽化越快，则纤维干燥时间越短。生产中实际采用的气流速度应为22~32mm/s，纤维在干燥管道内的停留时间3~5s。
（6）送料浓度送料浓度通常指输送1kg绝干纤维所需标准状态下的空气量（m3）。干燥机的管道直径、长度和风机都是固定的。在保证达到一定的纤维含水率的条件下，选定合适的干燥温度，送料浓度就直接影响干燥机的热效率和产量，同时也影响着纤维的质量。一般一级干燥采用热介质与纤维的混合比在12~20m3/kg(绝干纤维)。
（7）干燥出口温度指干燥管道末端旋风分离器的气流进口处的温度。在干燥系统稳定工作的情况下，干燥出口温度的高低，可以间接代表纤维终含水率的高低。在实际生产中，常以干燥出口温度作为干燥调节的依据。所以在干燥自动控制中，通过进口温度、风门开度、旁路风门开度等参数的调节，达到设定的干燥出口温度的稳定，即纤维最终含水率稳定的目的。此出口温度一般为70~90℃。
1.2.4干燥设备的操作和维护
1、干燥设备的操作由于施胶和干燥紧密联结在一起，因而在工艺操作上应注意以下几点：
首先是防止纤维在干燥管道中粘结。其次是防止干燥着火。实际上这两个问题是紧密相联的，纤维不在管道上粘结，避免了管道的堵塞，也减少了着火的可能性，反之管道内经常粘结纤维，即使用较低的温度干燥也会经常发生火灾，因此，对这个问题必须特别引起操作者充分注意。其主要措施：
1）、全部干燥管道系统在开车投料前必须充分预热（一般在15min以上），管壁温度达到100℃以上（纤维喷放区），防止胶雾和输送纤维的蒸汽在管壁上冷凝而粘结纤维。手机包装
2）、必须保持系统的连续运转，避免频繁开车停车，正常情况下最好是每周停车一次，并进行检查清理。这不仅是操作者应遵守的规则，更重要的是管理者在开车前必须备有充足的原料，以保证热磨、施胶、干燥系统的不间断连续运转，这是防止管道粘结纤维的重要措施。
3）、严格遵守操作规程，正确控制胶与纤维的配比，绝对不允许由于操作不当将过多的胶喷入干燥管道。干燥机停车前要维持一定的空车运转时间，绝对避免突然停车以3管道堵塞。
4）、保持干燥管道光洁。干燥管道一般每周清扫一次，清扫必须将管壁粘结的纤维，尤其在拐弯半径小的弯头处，因风速低易粘结纤维，必须彻底清扫干净。生产中发现气流阻力增大，产量减少，即管道粘结纤维气流通路减小所致，甚者很快堵塞，遇到这种情况必须立即停车清理。
2、干燥设备的维护和保养干燥设备的维护和保养除了按规程操作及日常维护外，还要特别注意以下问题：
1）、定期检查清理干燥管道及旋风分离器，保证管道内壁清洁、光滑、无粘胶和挂纤维。
2）、定期检查空气过滤器，必要时进行清理或更换。
3）、定期检查清理加热器的积灰。
4）、定期检查灭火装置，并进行试验，保证其灵敏、有效。
热风炉干燥机在中密度纤维板生产中的应用与研究
