全 文 ：Vol. 34 No. 5
May 2014
第 34 卷 第 5期
2014年 5月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
白千层 Melaleuca alternifolia，又叫茶树油、
玉树，属桃金娘科Myrtaceae，原产地在澳大利亚
和马来西亚、印度、越南等地。目前在我国东南
省份也有大量种植。
张燕君等 [1]研究了互叶白千层精油的组分；
肖凯军等 [2]对白千层油进行萃取分析，在医药上
具有重要的研究价值；意大利 Garozzo等 [3]发现
茶树油可以抑制 H1N1病毒的复制；国外还有一
些关于茶树油作为药物的治疗应用 [4-6]。可见，目
前对于白千层的研究主要集中在其精油的提取和
利用方面，研究成果丰富，而将其作为原料用于
人造板生产尚无人研究。
在中密度纤维板（MDF）的生产中，欧洲的
四大中密度纤维板厂所使用的原料均为松木 [7]。国
内，特别是近十几年来，开始用不同的树种制备
MDF，山东省的汶上中密度板厂对杨木生产MDF
工艺进行过研究探讨；福建福州人造板厂在MDF
制造工艺中引入杉木，与松木按比例混合作为原
料，制备出超轻质中密度纤维板 [8]；在亚热带地
区广泛种植的橡胶木也是MDF的原料之一 [9]。可
见，寻求新的树种生产MDF也是一个新的发展趋
势 [10-12]。减少对某一树种的依赖，是工厂摆脱原
料束缚的一种方式。
目前，混合原料生产MDF的工厂仍采用单一
树种生产MDF的工艺，其生产成本、产品质量均
达不到理想预期。本文中主要研究白千层木片和
白千层与尾巨桉木片混合压制MDF 工艺研究
曹馨蕾，李凯夫，陈文军
（华南农业大学 林学院，广东 广州 510642）
摘 要： 采用正交试验设计方法，用不同工艺参数压制白千层 -尾巨桉中密度纤维板（MDF），并对其力学性
能进行测试。结果显示：木片的蒸煮压力对白千层 -尾巨桉MDF静曲强度和吸水厚度膨胀率影响较大，而白千
层木片与尾巨桉木片的混合比例则对内结合强度影响较大；对4.4 mm厚MDF试验成品的各项性能进行极差分析，
得出在白千层与尾巨桉混合比例为 1∶ 1、蒸煮时间为 13 min、蒸煮压力 0.95 MPa的条件下MDF的质量为最好，
符合 GB/T 11718-2009 中对普通型中密度纤维板的性能要求。
关键词：白千层；尾巨桉；中密度纤维板；正交试验
中图分类号：S781.29；TS653 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2014)05-0079-04
Technology research of composite manufacturing MDF with
Melaleuca alternifolia and Eucalyptus grandis×E.urophylla wood chips
CAO Xin-lei , LI Kai-fu, CHEN Wen-jun
(College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong, China)
Abstract: The orthogonal test was used to explore the physical property of MDF with different process parameters. The results show
that the steaming pressure had great impact in the static bending intensity and thickness swelling of the tested chips; the mixing ratio of
Melaleuca alternifolia chips and Eucalyptus grandis×E.urophylla chips had great effect to the internal bond strength. By analyzing the
4.4 mm MDF products with range analysis method,the conclusions were as follows: with the conditions of the mixing ratio 1︰ 1 of
Melaleuca alternifolia and Eucalyptus grandis×E.urophylla, steaming time 13 mins, and the steaming pressure 0.95 MPa, the products
quality MDF of is the best. In this way, the quality of MDF not only would reach the standard of GB/T11718-2009, but also has the best
performance..
Key words: Melaleuca alternifolia; Eucalyptus grandis×E.urophylla; medium density fi berboard (MDF); orthogonal test
收稿日期：2013-11-10
基金项目：广东省林业科技创新专项基金项目（2011KJCX015-01）
作者简介：曹馨蕾（1989-），女，广东梅州人，硕士研究生，研究方向：木质复合材料研究；E-mail：xinleicao@126.com
通讯作者：李凯夫（1955-），男，辽宁新民人，教授，博士，主要从事木质复合材料制造工艺与应用技术研究；
E-mail：kfl i@scau.edu.cn
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2014.05.007
曹馨蕾，等：白千层与尾巨桉木片混合压制MDF工艺研究80 第 5期
尾巨桉木片的混合比例、蒸煮时间、蒸煮压力 3
个因素对MDF质量的影响。通过检测产品静曲强
度、内结合强度和吸水厚度膨胀率，评判产品质量，
旨在改进白千层 -尾巨桉MDF生产工艺，不但能
帮企业解燃眉之急，还能带动行业的转型发展，
缓解原料供应紧张问题，同时拓展白千层树种的
开发利用领域。
1 材料与方法
1.1 试验材料
白千层木片：由广东广新柏高科技有限公司
提供，平均尺寸为 35.60 mm（长）×15.89 mm（宽）
×6.24 mm（厚），密度为 0.639 kg/m3，pH值为
5.21。
尾巨桉木片：由广东广新柏高科技有限公司
提供，4.5年生，径级 10～ 20 cm。
石蜡：工业用石蜡。
脲醛树脂胶（UF）：自制；粘度，15.6 s；pH值，
6.5；水混合性，1.6倍；固化时间，45.6 s；固体
含量 53.35%；游离甲醛 0.11%。
1.2 试验设备
设备包括：中密度纤维板连续平压生产线、
万能力学性能试验机（1N）、推台锯、游标卡尺
（0.02 mm）、水槽、加热炉、石棉网、镊子、
玻璃棒。
1.3 试验方法
1.3.1 正交试验设计方法
选用正交表 L16（44）设计试验方案。影响因
素有 3个，即白千层木片混合比例、蒸煮时间、
蒸煮压力，另外包含一个空白列。
因素A为白千层木片与尾巨桉木片混合比例，
4水平，分别为 5∶ 3、4∶ 3、3∶ 3、2∶ 3；
因素 B为木片蒸煮时间，4水平，分别为 4、7、
10、13 min；因素 C为木片蒸煮压力，4水平，分
别为 0.85、0.90、0.95、0.80 MPa。
1.3.2 力学性能检测方法
试验一共 16组，每组抽取 4.4 mm厚压光板
样品一张进行检测。抽样方案按照 GB/T 11718-
2009中对MDF力学性能抽样检验的要求进行。
试件静曲强度、内结合强度、12 h吸水厚度
膨胀率的检测按照 GB-T17657-1999中规定的试验
方法进行操作。
2 结果与分析
2.1 正交试验数据统计
各组试验数据求取平均值后，按照正交试验
表格的形式，将各组试验数据进行整理，得出数
据结果统计（见表 1） 。GB/T 11718-2009对 3.6
mm至 6 mm厚MDF的性能要求见表 2。
统计数据显示，16组试验MDF成品中，除了
第十三组内结合强度未达到规定值外，其余MDF
表 1 正交试验数据记录表
Table 1 The record of orthogonal test
组别 因素 A 因素 B 因素 C 空列 静曲强度 /MPa 内结合强度 /MPa 12 h吸水厚度膨胀率 /%
第一组 1 1 1 1 47.612 1.218 19.25
第二组 1 2 2 2 57.107 1.022 18.70
第三组 1 3 3 3 57.107 1.022 18.70
第四组 1 4 4 4 47.245 1.187 20.07
第五组 2 1 2 3 57.700 0.664 17.96
第六组 2 2 1 4 50.192 1.810 15.18
第七组 2 3 4 1 44.985 0.832 19.74
第八组 2 4 3 2 61.175 1.940 16.50
第九组 3 1 3 4 59.700 2.070 14.79
第十组 3 2 4 3 38.960 1.160 19.36
第十一组 3 3 1 2 62.100 1.660 15.10
第十二组 3 4 2 1 56.910 1.798 17.61
第十三组 4 1 4 2 42.120 0.467 22.88
第十四组 4 2 3 1 43.220 0.613 15.39
第十五组 4 3 2 4 47.730 0.912 16.31
第十六组 4 4 1 3 40.930 1.180 16.60
81第 34卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
的质量性能均能达到规定的性能要求。但各组的
MDF性能表现参差不齐，组间差距较大，难以稳
定在一个较好的水平上。
产生原因可能是在实际生产中会出现产品有
裂纹、表面发毛、凹凸痕、水渍等缺陷，因此所
得性能数据表现参差不齐。
2.2 极差分析
（1）静曲强度极差分析
在静曲强度下，因素 A、因素 B、因素 C的
极差分别为 43.670、22.443、47.892，比较可知，
因素的主次顺序为 CAB。确定优方案为 C3A3B3，
即白千层与尾巨桉混合比例为 3∶ 3，木片蒸煮时
间为 10 min，木片蒸煮压力为 0.95 MPa（见表 3）。
结果显示，蒸煮压力对静曲强度影响最大，由于
木片软化较充分，纤维分散均匀，因此压制以后
板材力学强度较高。
表 3 静曲强度极差分析†
Table 3 Range analysis of static bending intensity
力学参数 指标 因素 A 因素 B 因素 C 空列
静曲强度
/MPa
K1 209.071 207.132 200.834 192.727
K2 214.052 189.479 219.447 222.502
K3 217.670 211.922 221.202 194.697
K4 174.000 206.260 173.310 204.867
k1 52.267 51.783 50.208 48.181
k2 53.513 47.369 54.861 55.625
k3 54.417 52.980 55.300 48.674
k4 43.500 51.565 43.327 51.216
极差 43.670 22.443 47.892 29.775
因素主次 CAB
优方案 C3A3B3
† Ki，任一列上水平号为i时所对应的试验结果之和；ki，=Ki /s，其中
s为任一列上各水平出现的次数；R，极差，在任一列上R=max{K1,
K2, K3}-min {K1, K2, K3}。
（2）内结合强度极差分析
在内结合强度下，空白列的极差最大，为
4.026，但是空白列的极差大小不影响其它因素的
比较。比较剩下的 3组因素 A、B、C的极差，因
素的主次顺序为 ABC，确定优方案为 A3B4C1（见
表 4）。即白千层与尾巨桉混合比例为 3∶ 3，蒸
煮时间为 13 min，蒸煮压力为 0.85 MPa。结果显示，
木片混合比例对内结合强度影响最大，随着白千
层混入量的增加，原料中木片的质量变得参差不
齐，不同树种之间密度和纤维长度等各种状态参
数差异较大。说明白千层混入量不宜过多。
表 4 内结合强度极差分析
Table 4 Range analysis of internal bond strength
力学参数 　指标 因素 A 因素 B 因素 C 空列
内结合强度
/MPa
K1 4.449 4.419 5.868 4.461
K2 5.246 4.605 4.396 5.089
K3 6.688 4.426 5.645 4.026
K4 3.172 6.105 5.534 5.979
k1 1.112 1.104 1.467 1.487
k2 1.311 1.151 1.099 1.272
k3 1.672 1.106 1.411 1.006
k4 0.793 1.526 1.383 1.494
极差 3.516 1.686 1.249 4.026
因素主次 ABC
优方案 A3B4C1
（3）12 h吸水厚度膨胀率极差分析
在 12 h吸水厚度膨胀率下，比较 3因素的极
差值，由于 12 h吸水厚度膨胀率极差数值越小，
表示MDF性能越好，故因素的主次顺序为CAB（见
表 5）。确定优方案为 C3A3B1，即蒸煮压力为 0.95
MPa，白千层与尾巨桉混合比例为 3∶ 3，蒸煮时
间为 4 min。结果显示，木片蒸煮压力对吸水厚度
膨胀率影响最大，蒸煮时间选取 4 min，因为蒸煮
时间越短，吸水量越小，吸水厚度膨胀率越低，
产品质量即性能越好。
表 5 12 h吸水厚度膨胀率极差分析
Table 5 Range analysis of thickness swelling
力学参数 指标 因素 A 因素 B 因素 C 空列
12 h吸水厚
度膨胀率 /%
K1 76.72 67.39 66.13 71.99
K2 69.38 76.12 77.15 73.18
K3 66.86 70.14 65.38 72.62
K4 71.18 70.49 82.05 66.35
k1 19.180 16.847 16.532 17.997
k2 17.345 19.030 19.287 18.295
k3 16.715 17.535 16.345 18.155
k4 17.795 17.622 20.512 16.587
极差 9.86 8.73 16.67 6.83
因素主次 CAB
优方案 C3A3B1
从表 3、表 4和表 5得出的优化方案组合分别
为：C3A3B3、A3B4C1、C3A3B1。
对于因素 A：3个指标都以 A3为最佳，所以
表 2 普通型中密度纤维板（MDF-GP REG）性能要求
Table 2 Performance requirements of MDF-GP REG
MDF公称厚度范围 / mm 1.5～ 3.5 3.6～ 6.0 6.0～ 9.0
静曲强度 / MPa 27.0 26.0 25.0
内结合强度 / MPa 0.60 0.60 0.60
吸水厚度膨胀率 /% 45.0 35.0 20.0
曹馨蕾，等：白千层与尾巨桉木片混合压制MDF工艺研究82 第 5期
应取 A3水平，即取混合比例为 3∶ 3；
对于因素 B：木片蒸煮的时间在静曲强度中
以第 3水平为最佳，在内结合强度中以第 4水平
为最佳，在吸水厚度膨胀率则以第 1水平为最佳。
可见因素 B的波动均会影响产品的各项性能。但
是这个影响在静曲强度和吸水厚度膨胀率中为非
主要因素，而对内结合强度影响较大，此时因素
B为第 4个水平，故应取 B4水平，即取蒸煮时间
为 13 min；
对于因素 C：在静曲强度和吸水厚度膨胀率中
均为主要因素，且均为第 3水平。因此应取 C3水
平，即蒸煮压力为 0.95 MPa。0.95 MPa为热磨设
备可调节的最大压力值，在这个范围内，MDF的
质量随着压力的增加而提高。从 4.4 mm MDF成
品外观观察中能发现许多白千层纤维的存在，即
表明木材纤维还未被充分磨匀。随着压力的升高，
白千层纤维被磨得更加充分，故其产品性能表现
较佳。
综合所得，优化方案为 A3B4C3，即白千层片
与尾巨桉片混合比例为 3∶ 3,热磨阶段蒸煮时间
为 13 min,蒸煮压力为 0.95 MPa。
3 结 论
（1）由白千层与尾巨桉混合设计 16组正交
试验结果可知，白千层木片与尾巨桉木片混合生
产MDF总体质量较好，符合 GB/T 11718-2009 中
的使用要求；
（2）木片的蒸煮压力对白千层 -尾巨桉MDF
静曲强度和吸水厚度膨胀率影响较大，而白千层
与尾巨桉的混合比例则对内结合强度影响较大；
（3）正交试验最终确定的优方案为：白千层
片与尾巨桉片混合比例为 3∶ 3，热磨阶段蒸煮时
间为 13 min，蒸煮压力为 0.95 MPa。MDF性能测
试的结果值远远超过国标中的规定值。
参考文献：
[1] 张燕君 ,古佛政 . 互叶白千层精油的组分及抗菌作用 [J].广
东林业科技 ,1998,(2):31-34.
[2] 肖凯军 ,银玉容 ,郭祀远 ,等 . 白千层油及其在医药上的应用
[J].中国现代应用药学杂志 ,2001,18(6):423-425.
[3] Garozzo A, Tinpanaro R , Bisignano B, et al. In vitro antiviral
activity of Melaleuca alternifolia essential oil[J]. LETTERS IN
APPLIED MICRO-BIOLOGY , 2009, 49(6): 806-808.
[4] Ferrante A, Thong Y H. A rapid one-step procedure for purifi cation
of monomuclear and polymorphonuclear leukocytes from human
blood using a modification of the Hypaque-Ficoll technique[J].
Journal of immunological Methods,1978,24:389-393.
[5] Pippin M A, Pabst K M, Pabst M J, et al. Superoxide release by
neutrophils is inhibited by tea tree oil[J]. J. Dent. Res., 1994, 73: 259.
[6] Santos, Flavia A. Mast cell involvement in the rat paw oedema
response to1, 8-cineole, the main constituent of eucalyptus and
rosemary oils[J]. Eur. J. Pharmacology, 1997, 331:253-258.
[7] 朱益民 .欧洲中密度纤维板生产简介 [J].木材加工 , 2003, (1):
50-52.
[8] 李阜东 .我国中密度纤维板生产现状和发展趋势 [J].人造板
通讯 ,2003,(5):31-33.
[9] 吴树栋 .世界人造板工业现状和发展趋势 [J].人造板通讯 ,
2001, (1):3-5.
[10] 杜安磊 ,谢力生 ,唐忠荣 .无胶人造板的研究进展与展望 [J].
中南林业科技大学学报 , 2012, 32(1):130-133.
[11] 张新荔 ,吴义强 ,胡云楚 ,等 .人造板用反应型硅酸钠胶黏剂
制备与性能研究 [J].中南林业科技大学学报 ,2012,32(1):83-87.
[12] 陈国宁 ,孙正军 ,陈桂华 ,等 .组坯方式对竹木复合层积材胶合
性能的影响 [J].中南林业科技大学学报 , 2013,33(12):166-169.
[本文编校：谢荣秀 ]