人造板吸水厚度膨脹率測定方法與影響因素研究

談立山

（浙江省安吉縣質量技術監督檢測中心，浙江 安吉 313300）

吸水厚度膨脹率是人造板重要的質量指標，它直觀地反映了人造板產品的耐水性能和尺寸穩定性。浸漬紙層壓木質地板由于其具有耐用、環保等性能而被廣大消費者所接受。但由于人造板的吸水特性，在日常的工作中也經常遇到浸漬紙層壓木質地板受潮膨脹的問題。因而，如何準確地測試浸漬紙層壓木質地板的吸水厚度膨脹率，是評價其產品質量的重要內容。

GB/T18102-2007《浸漬紙層壓木質地板》的吸水厚度膨脹率測試，采用150 mm×50 mm的試件，在（20±1）℃的水中浸24 h±15 min，且在30 min內完成對試件邊緣3個點的測量；GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》則應用50 mm×50 mm的試件，在pH為7±1、溫度為（20±2）℃的水槽中浸泡規定時間，并在30 min內完成對試件中心點的測量。對于人造板的吸水厚度膨脹率，孫學東等[1]曾采用中密度纖維板為試材，就溫度的影響進行了研究；呂慧梅等[2～3]就GB/T18102-2000與GB/T18102-2007新舊標準方法進行了比對研究；劉曉輝[4]等研究了試件預處理對測試結果的影響。但對于浸漬水溫度、pH值、試件尺寸與時間，對浸漬紙層壓木質地板吸水膨脹率測定結果的影響等尚未見報道。本文采用浸漬紙層壓木質地板為試材，對影響吸水厚度膨脹率測試的各種因素進行了分析，以提高吸水厚度膨脹率測試的準確性。

1 材料與方法

1.1 試驗設備

DC-2010低溫恒溫槽（控溫精度0.1℃，南京舜瑪儀器設備有限公司）；數顯外徑千分尺（量程0～25mm，精度0.001 mm，成都成量工具有限公司）

1.2 試驗材料

采用2010－2011年委托送檢的浸漬紙木質層壓地板檢測余樣為試材，抽取其中8個樣品：優等品和合格品各4個。生產廠商浙江南潯4家，浙江杭州2家，浙江安吉和江蘇各1家。試樣厚度規格分別為：試樣1、2、5、6為8 mm，試樣3、4、7、8為12 mm。

1.3 試驗方法

1.3.1 水溫、pH值對吸水厚度膨脹率的影響 在每個產品中選擇試樣1個，按GB/T18102-2007中6.3.4款，沿試樣長度和寬度方向各取150 mm×50 mm，在15、18、19、20、21、22、25℃分別浸24 h，測量邊緣3點計算吸水厚度膨脹率；并在20℃條件下，以0.1 mol/L NaOH或0.1 mol/L HCl調節pH值至5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，按相同方法測定吸水厚度膨脹率，試驗水溫、pH值對吸水厚度膨脹率的影響。

1.3.2 浸泡時間對吸水厚度膨脹率的影響 在每個產品中選擇試樣1個，按GB/T18102-2007中6.3.4款規定，沿板的長度和寬度方向，取 150 mm×50 mm試件；按 GB/T18102-2000中 4.5條取 25 mm×25 mm，按GB/T17657-1999中4.5條取50 mm×50 mm，在20℃，pH7.0條件下，分別浸泡22、23、24、25、26h，測定試樣吸水厚度膨脹率，試驗浸泡時間對吸水厚度膨脹率的影響。

1.3.3 試件尺寸對吸水厚度膨脹率的影響 在每個產品中選擇試樣1個，按GB/T 17657-1999中4.5條，分別制作20 mm×20 mm、30 mm×30 mm、40 mm×40 mm、50 mm×50 mm、75 mm×75 mm試件，在20℃，pH7.0條件下浸24 h，測量試件中心點，試驗試件尺寸對吸水厚度膨脹率的影響。

2 結果與討論

2.1 不同測試方法對吸水厚度膨脹率的影響

應用GB/T17657-1999、GB/T18102-2007與GB/T18102-2007，分別測試試樣1 - 8的吸水厚度膨脹率，結果見表1。

表1 不同測試方法吸水厚度對膨脹率的影響Table 1 TSR by different testing methods

從表1可見，不同方法對同一樣品吸水厚度膨脹率的測定結果存在較大差異，其中GB/T18102-2007是測定試件邊緣的膨脹情況，因而結果較GB/T 18102-2000或GB/T17657-1999測定中心點的膨脹大。并且，對于測定試件中心點的膨脹，試件尺寸較大（GB/T17657-1999）的測試結果明顯大于試件尺寸小（GB/T18102-2000）的。比較應用不同方法測定同一試件的吸水厚度膨脹率，發現測試結果存在正相關，與王紅強等[3]報道的結果一致。

2.2 水溫對吸水厚度膨脹率的影響

試驗水溫對吸水厚度膨率脹率測定結果的影響見圖 1。從圖 1可見，水溫對 GB/T17657-1999或是 GB/T 18102-2007方法，都存在較大影響。這一結論與孫學東[1,4]等應用中密度纖維板為試材的研究結果一致。溫度對GB/T 18102-2007的影響明顯較GB/T17657-1999要大，如水溫為25、15與20℃時，GB/T17657-1999的吸水厚度膨脹率分別為2.7%、0.5%，而GB/T18102-2007的則為3.6%、1.0%。顯然，溫度對試件邊緣膨脹率的影響要大于試件中心點的膨脹率。而事實上，標準GB/T18102-2007與GB/T17657-1999對溫度的精度要求也是不一致的，分別為GB/T18102-2007為（20±1）℃，而GB/T 17657-1999為（20±2）℃，前者對溫度的精度要求高于后者。

2.3 pH值對吸水厚度膨脹率的影響

標準GB/T 17657-1999中4.5條要求用于吸水厚度膨脹率的水的pH值應控制在（7±1）。pH對吸水厚度膨脹率測定結果的影響見圖2。

從圖2可見，當pH值在5 ～ 7時，pH值對吸水厚度膨脹率影響較大，而當pH＞7時則相對較小，這是否與與基材本身pH有關尚有待進一步研究。

圖1 水溫對吸水厚度膨脹率的影響Figure 1 Effect of water temperature on TSR

圖2 pH值對吸水厚度膨脹率的影響Figure 1 Effect of pH value on TSR

2.4 試件尺寸對吸水厚度膨脹率的影響

從圖3可見，試件尺寸對測量試件中心點膨脹存在一定影響，試件越大，測定的結果越小。由于水的滲透是漸進的，尺寸較小的試件，水的滲透相對較試件尺寸大的能更快到達試件中心，因而膨脹較大，反之則較小。但如對于測定試件邊緣水膨脹，如GB/T 18102-2007，試件尺寸對結果的影響可能就不甚明顯了。

2.5 浸漬時間對吸水厚度膨脹率的影響

由圖4可見，浸漬時間與吸水厚度膨脹率的測定結果存在正相關。但不同方法，浸漬時間對結果的影響是不一樣的。GB/T 17657-1999相對于GB/T 18102-2007、GB/T 18102-2000的影響相對較小。同一種測定方法，浸漬時間對吸水厚度膨脹率的影響程度以GB/T18102-2007為最大。

圖3 試件尺寸對吸水厚度膨脹率的影響Figure 3 Effect of specimen size on TSR

圖4 浸漬時間對吸水厚度膨脹率的影響Figure 4 Immersion time on TSR

3 結論

從上可見，溫度、pH值、試件尺寸與時間是影響人造板吸水厚度膨脹率測定結果的重要因素。但這些因素，對不同方法的影響程度又有所不同，其中，溫度、時間因素對于 GB/T18102-2007的影響程度要高于 GB/T 17657-1999，但試件尺寸對GB/T17657-1999的影響則較大。因此，在日常檢測中，要嚴格控制可能影響吸水厚度膨脹率測試結果的影響因素，以提高測試的精確性。在試件制作中提高試件制作精度，使用如緩沖溶液減少浸漬體系的pH值變化，使用低溫恒溫槽控制溫度等。

[1]孫學東，李旸，胡生輝，等. 水溫變化對中密度纖維板吸水厚度膨脹率的影響程度[J]. 中國人造板，2008，15（1）：27－28.

[2]呂慧梅，孫學東，楊孟剛. 新舊標準中吸水厚度膨脹率實驗方法比對研究[J]. 中國人造板，2009，16（9）：23－26.

[3]王紅強，謝力生，海凌超. 新版國標強化木地板吸水厚度膨脹率的檢測解析[J]. 木材工業，2009，23（5）：34－36.

[4]劉曉輝. 檢測條件對人造板吸水厚度膨脹率測定結果的影響[J]. 木材工業，2005，19（3）：31－33.