一、壓力蒸煮處理的目的

    不論采用哪種分離纖維的方法，原料在機(jī)械研磨前，均應(yīng)程度不同地進(jìn)行軟化處理，又叫預(yù)處理，目的是提高纖維原料的塑性，減少動力的消耗，縮短解纖的時(shí)間，提高分離纖維的質(zhì)量。

    據(jù)統(tǒng)計(jì)，1cm3針葉材約含60-80萬個(gè)纖維，闊葉材約含200萬個(gè)纖維。這些植物纖維以化學(xué)鍵、氫鍵、范德華引力及表面交織力等結(jié)合成一統(tǒng)一體。在機(jī)械分離前，進(jìn)行蒸煮處理，可使纖維中某些成分受到一定程度的破壞或溶解，使纖維間的結(jié)合力受到削弱，并可以提高纖維原料的塑性，從而可使纖維易于分離。

    二、壓力蒸煮的處理方法

    國內(nèi)中密度纖維板生產(chǎn)現(xiàn)基本上采用的是加壓蒸煮的處理方法（一）水熱處理對原料纖維的作用

    原料在壓力蒸煮處理過程中，除抽提物和各組分受到一定作用外，還產(chǎn)生兩種綜合性作用，一為塑化，二為水解作用。

    1. 塑化作用 水熱處理可使木素和半纖維素的軟化點(diǎn)降低。木素的軟化點(diǎn)從1900C降低到70-1160C，分離出的半纖維素的軟化點(diǎn)也明顯降低。固體聚合物當(dāng)溫度升高后，吸收熱能，其分子鏈發(fā)生較強(qiáng)的活動·在一個(gè)較窄的溫度范圍內(nèi)，分子間的聯(lián)接破裂，分子間相互位移加劇，聚合物特性有所變化．無定型聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗芑瘧B(tài)。植物纖維是3種高聚物的復(fù)合體，濕熱狀態(tài)下具有上述性質(zhì)，所以水熱處理可以使木材軟化。

    2.水解作用在水熱作用下，半纖維素分離出有機(jī)酸，有機(jī)酸進(jìn)一步促使纖維素水解，所以水熱處理是一種緩慢的水解過程。

    水解作用可促使平行的、后繼的，甚至交叉的化學(xué)作用的發(fā)生，并可促使高聚糖降解為低聚糖，甚而為單糖、聚木糖等。水解導(dǎo)致糠醛產(chǎn)生，在此過程中，上述水解產(chǎn)物還可能發(fā)生縮合或縮聚（樹脂化）。因此，原料在加壓蒸煮過程中，會產(chǎn)生錯(cuò)綜復(fù)雜的物理化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)。

    （二）加壓蒸煮工藝

    蒸煮溫度的高低和時(shí)間的長短，直接影響纖維的質(zhì)量、纖維分離的動力消耗和纖維的得率。

    1.蒸煮溫度蒸煮溫度越高，木片塑性越好（表2-2).

   

    由表2-2可看出：當(dāng)蒸煮溫度從135℃升高到1750C時(shí)，木片塑性提高約50％。

    蒸煮溫度與板性能之間的關(guān)系可參見表2-3.

   

    從表2-3可見，當(dāng)蒸煮溫度由1450C增加到1650C時(shí)，板強(qiáng)度從19. 3MPa提高到27. 6MPa;但當(dāng)溫度升到1750C時(shí)，板的強(qiáng)度反而下降至25. 2Mpa。上述現(xiàn)象表明：在一定范圍內(nèi)，隨著蒸煮溫度的提高，纖維之間的聯(lián)接被削弱，解纖時(shí)纖維所受的機(jī)械損傷減少，纖維形態(tài)較好，利于纖維之間的結(jié)合，故板強(qiáng)度提高。但當(dāng)溫度過高時(shí)，纖維本身將受到嚴(yán)重破壞，機(jī)械強(qiáng)度降低，故產(chǎn)品強(qiáng)度也隨之受到影響。

    1972年開始用于工業(yè)生產(chǎn)的熱機(jī)械法制漿與一般熱磨法制漿不同，前者為低溫(1300C以下)低壓(0. 3MPa)制漿，后者為高溫160-1800C）高壓(1. 0-1. 2MPa)制漿。高溫高壓的熱磨法制漿時(shí)，木素幾乎全部融化，胞間層破裂，纖維被分離。與此同時(shí)，分離后的纖維立即被融化的木素所覆蓋，隨著溫度的下降，木素變硬，纖維表面形成玻璃化現(xiàn)象，有礙于纖維進(jìn)一步帚化。相反，低溫低壓制漿時(shí)，木片預(yù)熱蒸煮和纖維分離溫度略低于木素軟化點(diǎn)，纖維分離主要發(fā)生在次生壁的外、中層上，次生壁表面破裂，有利于進(jìn)一步細(xì)化纖維。

    2.蒸煮溫度、時(shí)間與纖維得率蒸煮溫度不變時(shí)，適當(dāng)延長蒸煮時(shí)間，板強(qiáng)度得到提高。但蒸煮時(shí)間過長，板強(qiáng)度反而下降，這是纖維原料本身在長時(shí)間的高溫作用下遭受破壞，強(qiáng)度被削弱的結(jié)果。現(xiàn)國產(chǎn)熱磨機(jī)一般采用飽和蒸汽壓0. 8- 1. 2MPa，蒸煮預(yù)熱時(shí)間lmin左右，軟化不夠，纖維分離困難，纖維粗且粉塵多；若預(yù)熱時(shí)間加長，又會引起纖維原料pH值下降、顏色變深、纖維脆化、柔韌性差且得率降低。

    前已述及，溫度高、時(shí)間長，纖維原料的軟化程度好，但得率較低，因而使產(chǎn)品成本增加。例如，將云杉在1830C條件下，蒸煮5min,重量損失8％；蒸煮35min,損失25％；當(dāng)溫度為223 0C時(shí)，僅蒸煮3min ,重量損失高達(dá)32％。實(shí)際上，所損失的，除木材可溶單糖必然溶解外，其他可溶碳水化合物都是一些不必要的損失。圖2-7為蒸煮壓力與纖維熱水抽出物含量變化關(guān)系；圖2-8為預(yù)熱蒸煮時(shí)間與纖維得率的關(guān)系曲線。

    由此可看出：改變蒸煮條件，原料損失是可以控制