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人造板無膠膠合技術的研究始于20世紀40年化合物的氧化、硝化、水解、縮聚、脫水降解及其自由基引發(fā)等)產生類似于膠粘劑的物質而使被膠合材料在熱壓條件下膠粘成板。目前，國內外研究無膠人造板主要是采用化學藥劑處理植物纖維原料，以提高其表面活性，實現無膠膠合。根據所用的化學藥劑及其對表面的活化作用不同，可分為以下幾種方法：(1)氧化結合法：原料表面經化學藥劑(如硝酸、高碘酸鹽等)氧化處理，然后進行熱壓成板。為了提高板材物理力學強度和耐水性能，通常還要加入適量的增強劑和防水劑(如馬來酸酐等)；(2)自由基引發(fā)法：主要采用過氧化物和含有鐵離子的鹽類等化學試劑原料，使其表面活化產生自由基，然后在溫度和壓力的作用下，促使自由基聚合而膠合成板：(3)酸催化縮聚法：利用酸(常用硫酸)的作用，使原料表面木素或碳水化合物部分降解，然后使降解產物縮聚形成界面結合而膠結成板；(4)堿溶液活化法：利用堿溶液處理(如氫氧化納、氫氧化鉀等)原料，使之活化，改善了原料界面特性，促進了膠合。采用化學藥劑處理可顯著提高無膠膠合產品的物理力學性能，但卻不可避免地帶來了化學藥劑的殘留問題，使無膠膠合材料的環(huán)保性能打了折扣。
本試驗擬采用冷等離子體處理棉稈纖維，引發(fā)其表面自由基，制成無膠膠合纖維板，研究處理工藝對產品性能的影響，探索采用物理處理方法制備干法無膠纖維板的可行性。
1材料與方法
棉稈取自于江蘇蘇北地區(qū)，當年生，自然干燥(含水率為10％一16％)，經去皮、去髓和截斷后待用。棉稈去皮去髓后，用粉碎機破碎成長度為2～3cm的單元，經蒸煮、熱磨制成棉稈纖維。纖維篩分分布如圖1。
將纖維在103oC烘箱中烘至絕干后放于HD-1B型冷等離子體改性設備中處理一定時間(處理條件：改性源為氧氣，真空度l0Pa，起輝電壓為200W)。處理后的纖維經調濕處理，使其含水率達到20％左右，再經鋪裝、熱壓制成板材(厚度4mm)。板材物理力學性
本文研究了棉稈纖維分別經冷等離子體處理1，2，…10min(每次間隔1rain)，對纖維表面自由基濃度以及板材性能的影響。棉稈無膠纖維板的制備工藝流程見圖2。
2結果與分析
2．1冷等離子體處理時間對棉稈纖維表面自由基數量的影響
棉稈纖維經冷等離子體處理后表面相對自由基數量隨時間的變化如圖3所示。從圖中可以得知，棉稈纖維經冷等離子體處理后表面相對自由基數量顯著提高，且隨著處理時間的延長而有所增加。處理7min后，纖維表面相對自由基數量比未處理纖維增加了50％左右。但是如果處理時間超過7min后，纖維表面相對自由基數量的增加已不明顯。
對于冷等離子體對高分子材料表面改性的作用機理，一般認為冷等離子體中含有大量電子、離子，激發(fā)態(tài)的分子和原子、自由基及紫外光等活性粒子，這些活性粒子和高分子材料相互作用使材料表面發(fā)生氧化、還原、裂解、交聯(lián)和聚合等各種物理和化學反應，從而優(yōu)化材料表面性能，增加材料表面的吸濕性(或疏水性)、可染性、粘接性、抗靜電性及生物相容性等。杜官本等在用等離子體處理木材表面的研究中認為，等離子體富含大量促進化學反應的極活潑物種，它們可使木材表面分子的共價鍵發(fā)生斷裂而產生自由基，并探討了等離子體引發(fā)木材表面自由基的機理。本文研究結果與之一致。
