基于响应曲面优化法的木材高强微波预处理工艺

以速生人工林 I－69杨为研究对象，利用自主研制的木材高强度微波改性预处理设备，采用响应曲面优化法研究木材初始含水率、微波辐射功率和辐射时间对木材渗透性的影响规律，获得优化的杨木微波预处理条件，并揭示高强微波预处理对杨木微观构造的影响。结果表明：1)高强微波预处理能显著提高杨木横向渗透性；2)随着木材初始含水率增加，杨木渗透性呈先增加后减小的趋势，随着微波辐射功率和辐射时间的增加，杨木渗透性整体呈现增加趋势；3)通过高强微波预处理，可使杨木的24 h常压吸水增重量增加约50%，较优的木材初始含水率、微波辐射功率和辐射时间控制区间分别为25%～65%，10～20 kW，60～90 s；4)优化的杨木高强微波预处理条件为：初含水率56%、辐射功率19 kW、辐射时间89 s；5)高强微波预处理可以破坏木材纹孔膜、木射线薄壁细胞等结构，形成新的流体通道，为后期功能体材料的导入和高附加值功能型木质复合材料的制备创造条件。     

温致变色杨木单板浸渍工艺

以杨木单板为基体,以热敏染料、显色剂、十四醇、增感剂为木材温致变色剂,利用超声波浸渍注入木材的方法制备可逆温致变色杨木单板,研究可逆温致变色杨木单板的浸渍工艺。结果表明:影响试件变色色差(ΔE*)的主要试验因子为超声波功率,方差分析其在0.01水平下对试件ΔE*影响显著;其次为浸渍时间和浸渍温度,方差分析二者在0.01水平下对试件ΔE*影响不显著。最佳浸渍工艺为浸渍温度75.0℃、浸渍时间4.0h、超声波功率120.0W。研制成可逆温致变色杨木单板新产品,杨木单板起始变色温度为26℃,终止变色温度为32℃;温度由26℃升至32℃时,试件由蓝色变成木材本色;温度由32℃降至26℃时,试件由木材本色变成蓝色,达到室温可逆变色的效果。     

BL-环保型阻燃剂对杨木单板吸湿性和尺寸稳定性的影响

该研究采用BL-阻燃剂溶液浸渍处理杨木单板,比较分析BL-阻燃杨木与未阻燃杨木的吸湿性和尺寸稳定性的影响。结果表明:①在不同的湿度条件下,阻燃处理后试件的吸潮率递增值明显高于未处理材。②BL-阻燃剂浓度越高的试件吸潮率也越高,相同浓度的试件在不同湿度中,湿度越高,其吸潮率也越高。③阻燃后杨木单板的尺寸变化率明显高于未处理材的,BL-阻燃剂具有较高的吸湿性,其对杨木单板尺寸稳定性的影响规律为:厚度弦向径向。     

低分子量PF型杨木单板层积材静曲强度影响因子

采用低分子量酚醛树脂制备杨木单板层积材,对该产品的静曲强度影响因子进行分析。结果表明:PF树脂的浓度和单板的压缩率对低分子量PF型杨木单板层积材的静曲强度影响显著;酚醛树脂浸渍杨木单板后提升了单板本身的MOR,这对增强杨木单板层积材的MOR起到了促进作用;MOR平均值随着压缩率的增加而提高,25%和35%两个压缩率水平对MOR平均值的影响差别很大,而15%和25%两个压缩率水平对MOR平均值的影响差别较小。     

压缩空气微爆破处理对杨木渗透性的影响

杨木是我国人工林培育的主要树种之一。为了加强对杨树木材的高效利用,改善杨木的渗透性,探究了常温下压缩空气微爆破处理中杨木试材初含水率、爆破压力和爆破次数对杨木渗透性的影响。结果表明,杨木木材试件经微爆破处理后,渗透性明显提高,初含水率和微爆破压力对杨木渗透性影响显著,微爆破处理的次数对杨木渗透性影响不显著。压缩空气微爆破处理对杨木力学性能影响不显著。     

PF树脂对二种单板浸渍改性的比较研究

为提高混凝土模板用胶合板的表面耐磨性,采用浸渍方法,在常温、常压下用PF树脂胶液对杨木和马尾松单板进行了改性处理,对胶液种类、浸渍时间与单板增重率、表面磨耗值之间的关系进行了研究,探讨了提高单板表面耐磨性的合适工艺。研究结果表明,单板经浸渍处理后,胶黏剂主要分布在单板表层,随浸渍时间延长,二种单板的增重率呈上升趋势,表面磨耗值呈下降趋势。当浸渍时间相同时,加入耐磨剂的PF树脂胶液,可显著提高单板的表面耐磨性,碳化硅的耐磨性比二氧化硅更明显,杨木单板的表面耐磨性优于马尾松单板。验证试验表明,PF树脂中加入0.4%的碳化硅、0.1%的海藻酸钠和3.5%的微晶纤维素,杨木单板浸渍3 h,马尾松单板浸渍5 h,二者的表面耐磨性可显著提高。     

碳酸钙原位合成改性杨木单板及胶合板性能研究

木材易燃的特性是限制其应用的重要原因,通过绿色环保的改性处理提升木材阻燃特性对其发展具有重要意义.通过将杨木单板先后真空浸渍于氯化钙和碳酸氢钠两种溶液中,在杨木单板内原位合成碳酸钙,探讨了0.5,1.0,1.5和2.0 mol/L浸渍液对杨木单板浸渍效果及性能的影响,选取最佳浸渍液浓度制备碳酸钙改性杨木胶合板并研究其性...     

微波预处理对杨木活性染料染色效果的影响

以杨木为研究对象,采用单一因素法研究了杨木初含水率,微波辐射时间及微波辐射功率对杨木活性染料染色效果的影响规律,获得较优的杨木微波预处理工艺。结果表明:(1)微波预处理可以破坏木材内部微观结构,改善木材渗透性;(2)随着杨木初含水率的升高,上染率逐渐下降。当初含水率为25%时,其上染率和固色率分别为39.44%和38.31%;(3)随着微波辐射时间的延长,上染率和固色率均呈上升趋势,当辐射时间为90 s时,与未处理木材相比上染率可提高21.15%,固色率可提高21.44%;(4)随着微波辐射功率的增大,染色效果也更佳;当辐射功率为18 k W时,与未处理木材相比上染率可提高21.38%,固色率可提高21.59%。     

杨木单板表面化学镀镀前活化工艺

化学铰铰前的活化工艺至关重要，它对化学铰铰层的性能影响很大。对杨木单板化学铰铰前的活化液种类、活化时间及活化温度对铰后杨木单板电磁蔽效果影响的研究结果表明，活化杨木单板比较理想的活化液为活化液NO．3，适宜的活化时间为6min，活化温度为室温(24℃)。最佳工艺条件下，铰后杨木单板的电磁蔽效果达到50～60dB。     

PF预聚物合成工艺对杨木理化性能的影响

采用3种摩尔配比工艺条件下的低分子量酚醛树脂浸渍杨木,对处理后产品的理化性能指标进行比较,结果表明:处理液浸渍过的杨木素材抗弯强度明显提升,幅度在30.3%～33.7%之间;处理液浸渍过的杨木体积膨胀率明显下降;经过处理杨木的氧指数达到30。     

浸渍薄木与杨木单板复合制备地板表板工艺研究

浸渍薄木与杨木单板复合制备地板的表板,与基材及背板胶合热压成复合地板。通过正交试验分析,以表面抗裂性、表面硬度和表面耐磨度为依据,得到浸渍薄木与杨木单板复合地板表板的最优工艺为浸渍薄木浸胶量为90%,杨木单板涂胶量为150 g/m~2,热压时间为6 min,热压温度为130℃。复合地板性能指标为:表面耐磨0.060 8 g/100 r,硬度为2.87 kN,没有出现表面龟裂,浸渍剥离合格。     

低分子量脲醛树脂浸渍杨木强化材的饰面性能研究

本文以速生杨木脲醛树脂强化材为研究对象,研究改性后强化材的饰面特性。测试3种不同极性液体在试件表面的接触角,并计算表面自由能;对不同增重率的杨木进行表面胶合质量检测,研究脲醛树脂浸渍处理杨木对其表面胶合质量的影响;利用傅里叶红外光谱分析杨木浸渍后表面官能团的变化。结果表明:经过浸渍后,杨木润湿性增强。3种液体在强化材表面的接触角均小于未处理材与液体的接触角,随着杨木强化材增重率的增加,表面自由能呈增加的趋势。杨木强化材表面胶合强度随着增重率的增加先增大后减小,在增重率为20%时表面胶合强度最大。红外图谱显示,在波数3 340、2 917、1 738、1 643~1 240 cm-1等处,经过脲醛树脂浸渍后强化材的波峰不同程度的强于未处理材。综上所述,脲醛树脂强化材的饰面性能与增重率相关,随着增重率的增加饰面性能先增加后下降。     

玻璃纤维增强结构用单板层积材热压工艺研究

通过玻璃纤维增强速生杨木制备杨木单板层积材(LVL),可提高杨木的强度等级,使其达到结构集成材层板的使用要求。采用正交实验方法,研究温度、时间、压力、偶联剂浓度、涂胶量对杨木单板层积材弹性模量、静曲强度、剪切强度的影响,其中主要研究热压工艺对力学强度的影响,得出的最优工艺参数为:热压温度130℃、时间100s/mm、压力1.2MPa。     

浸渍塑化杨木单板顺纹弯曲性能研究

本研究以酚醛树脂为浸渍液,杨木单板为木材试样,对经浸渍塑化处理的杨木单板进行三点弯曲试验,探索了木/竹复合层合板的组分材料--塑化杨木单板受不同压力时的顺纹弯曲弹性性能,并分析了其与塑化压力间的关系.结果表明,塑化杨木单板的静曲模量和静曲强度与塑化压力呈非线性关系.通过对杨木单板试验研究,为木材/竹材复合材料制造过程中的结构设计和生产工艺提供一定的理论依据和基本思路,并对产品的设计、组织现场生产和产品质量评估提供一定的参考.     

高强度微波辐射对落叶松木材渗透性的影响

采用高强度微波辐射落叶松木材,将微波处理的木材试件与未处理试件在相同的条件下进行加压注水试验,测定吸水增重率(WAR),用于评价木材的渗透性.研究了试材初含水率、处理材心层温度、微波辐射功率、微波辐射时间等处理工艺条件与落叶松木材渗透性的关系.结果表明:适当控制上述处理条件,高强度微波辐射处理可以改善落叶松木材的渗透性.落叶松木材适宜的初含水率范围是25%～60%;适宜的微波辐射功率与落叶松木材的初含水率有关,本文条件下辐射功率可选择9～24 kW;适宜的辐射时间取决于木材的初含水率和选择的辐射功率,当落叶松木材的含水率为30%左右,9.23 kW 微波功率下辐射55 s或20～24 kW微波功率下辐射25 s时,经微波处理木材的吸水增重率是未处理材的200%以上,木材的渗透性得到显著改善. 对微波处理改善落叶松木材渗透性的机理进行讨论,认为微波能够迅速使木材内部的水汽化,在木材内部产生较大的蒸汽压,冲破木材细胞壁薄弱组织,形成细微裂隙,疏通水汽传导的途径.随着微波功率的升高有利于微细裂隙的形成,所需辐射时间缩短,但是过高的辐射功率或过长的辐射时间易造成木材开裂.     

平压浸注填充PF树脂工艺对杨木增重率的影响研究

为探讨浸注工艺对木材增重率的影响,以PF树脂为浸注材料,以树脂浓度、压缩次数、保压时间、浸渍时间和压缩率为试验因素,采用单因素试验方法在平压浸注装置上对杨木试件进行了浸注填充。结果显示:2次压缩较1次压缩,杨木木材增重率增加了20. 2%;保压时间从0 min延长至10 min,杨木木材增重率增加了11. 5%;浸渍时间从1 h延长至2 h,杨木木材增重率提高了8. 8%;再增加压缩次数、延长保压时间和浸渍时间,杨木木材增重率均变化不大;而杨木木材增重率随PF树脂浓度和杨木木材压缩率增加呈线性增加,PF树脂浓度与压缩率对杨木木材增重率具有显著影响。因此选择压缩次数为2次,保压时间为10 min,浸渍时间为1 h,PF树脂浓度与杨木木材压缩率由改性木材的用途决定。     

胶液含量对单板条层积材柱构件性能的影响

为促进利用速生杨木单板生产单板条层积材(parallel strand lumber,PSL)以制备木结构建筑中的柱构件,将杨木单板条浸渍不同质量分数(10%,20%和30%)的酚醛树脂胶,采用热压工艺压制单板条层积材,并测定试件热压过程中的温度传递和轴心抗压力学性能。结果表明,PSL热压升温曲线可分为快速升温阶段和缓慢升温阶段,在快速升温阶段,随着单板条浸渍胶液质量分数的增加,板坯传热速度逐渐增加。PSL柱轴心抗压力学性能随着单板条浸渍胶液质量分数的增加而提高,浸胶胶液质量分数为10%的PSL试件轴心抗压性能最低,浸渍20%和30%质量分数胶黏剂的PSL柱试件的初始弹性模量比浸渍10%质量分数胶黏剂的PSL柱试件分别提高841%和1577%,临界应力也分别提高3103%和3698%。单板条浸渍不同胶液质量分数的PSL柱试件轴心抗压破坏形式不同,主要包括顺纹贯穿的开裂破坏和柱端部压溃破坏。综合考虑,采用20%质量分数胶液浸渍单板条压制的PSL物理力学性能最为合适。     

异氰酸酯浓度对杨木强化材TVOC释放影响研究

本文利用丙酮将异氰酸酯树脂分别稀释至质量浓度为25%、33%、40%、50%和67%,经真空-加压浸渍处理方法将其浸注到杨木素板中,80℃热固化8 h后得到具有不同增重率的杨木处理材。利用小舱体采集试件释放的挥发性有机化合物(VOC),并使用气相色谱质谱联用仪对样本气体进行定性和定量分析,进而探讨异氰酸酯处理杨木增重材TVOC的释放特性。结果显示:树脂质量浓度显著地影响杨木处理材TVOC的释放,且随着树脂质量浓度的增大,处理材在第1天、第7天和第28天的TVOC都呈现了先上升而后下降的趋势;最佳的异氰酸酯质量浓度应该在质量浓度低于50%范围内寻找。     

PF树脂浸渍ACQ防腐杨木的基本特性

采用低分子量酚醛树脂对ACQ防腐后的速生杨木进行浸渍处理、干燥定型后制得改性材.试验表明,ACQ防腐处理对酚醛树脂的浸渍没有影响,PF树脂对杨木具有较好的浸注性,但不同杨木试件的浸注性差异较大.通过分析杨木自身材性及试件不同尺寸与增重率的关系,发现不同的杨木树株和木材纹理对杨木浸注性有显著的影响.     

低分子量脲醛树脂浸渍速生杨木工艺初步研究

采用木材真空加压浸渍处理专用设备,较系统地研究了浸渍压力和浸渍时间对杨木增重率的影响规律。结果表明:浸渍压力和时间对杨木增重率有很大影响;在本研究范围内,随着浸渍压力的提高和浸渍时间的延长,增重率呈现先快速增长后趋于平缓的趋势,增重率最高可达到36.6%;从节约时间和能源成本方面综合考虑,选定本试验的优化浸渍工艺为浸渍压力1.0 MPa、浸渍时间2 h。