两种工艺制备竹展平板的性能对比

以刻痕和无刻痕两种工艺制备的竹展平板为研究对象,重点分析两种竹展平板的尺寸、物理力学性能及微观结构特征。结果表明:两种竹展平板的翘曲度均与板材厚度呈正相关关系,无刻痕竹展平板的密度和抗弯强度、顺纹剪切强度和抗弯弹性模量均高于刻痕竹展平板;无刻痕竹展平板在制备过程中仅有部分细胞压缩而无损伤,从而保留了竹材原有的结构,具有良好物理力学性能。     

竹展平板拉伸剪切胶合性能

竹展平板是竹筒最大化利用的一种方式,以竹展平板为单元制备竹质人造板可减少胶黏剂使用量,还有利于加工,具有良好的应用前景。然而,竹材是一种天然梯度复合材料,纤维含量在竹壁径向呈现梯度变异,不同纤维含量的胶合面对竹展平板的胶合性能有重要影响。以无刻痕竹展平板为研究对象,参照拉伸剪切强度测试方法,探讨不同纤维含量的竹展平板胶合面在湿态和干态条件下的拉伸剪切强度和破坏方式;同时,分别研究热压压力和施胶量对不同组坯方式下竹展平板胶合性能的影响。结果表明:热压胶合的竹展平板胶合性能主要由基材性能决定,纤维含量较高的竹青?竹青组坯时的拉伸剪切强度高于其他两种组坯方式。基于不同纤维含量基材的干缩湿胀不一致,纤维含量较高的竹青面与纤维含量较低的竹黄面胶合时的湿态拉伸剪切强度保留率最低。竹黄?竹黄组坯时拉伸剪切强度随热压压力的增大而逐渐增加,而竹青?竹青和竹青?竹黄组坯时则先增大后减小。此外,竹黄?竹黄组坯时的干态剪切强度随施胶量的增大而增加。     

我国竹展平技术研究现状与展望

竹展平板是圆竹筒的板材化利用的一种形式,竹展平技术则是将竹筒经软化、展开、定型等多个工序变成板状材料的关键技术。依据我国近几十年内的竹展平技术专利,文中综述了我国第1代无损竹展平、第2代损伤竹展平和第3代无刻痕竹展平技术的发展历程;对比分析了3代竹展平的关键技术、设备特点、产品特性及应用领域;鉴于竹展平板生产线的不连续性和竹展板产品单一的现状,提出了产品多样化、加工精准化、生产自动化和规模化的竹展平技术发展方向。     

展平竹砧板生产工艺

展平竹砧板采用整竹展开工艺,即将竹筒软化后展平成整块无缝竹板,与食品接触的一面或两面以竹展平板为主要材料加工制作而成。其生产过程主要由竹筒加工预处理、展平处理,竹展平板定厚处理、干燥定型处理、施胶、组坯、热压,以及竹砧板产品后期处理等工序组成。以竹展平板为面板,竹集成材为芯层制得20～30 mm厚展平竹砧板,产品外观无漏刨、裂纹、毛刺、波纹、拼接离缝,施胶量降低了30%,解决了传统竹砧板胶接面与食材直接接触的技术难题,且外观更能体现竹材天然纹理,深受消费者喜爱。     

纵向无刻痕一体化竹展平技术解析

基于现有“刻痕”和“扎眼”等有损伤竹展平技术,通过对圆竹定段、壁厚分级、锯切剖分、分段软化、定弧定厚微整形、一体化展平和多段干燥等工序的技术创新,实现了竹材纵向无刻痕一体化展平,制得的竹展平板表观质量好,力学性能优良,板材出材率高。结合该技术在工厂的实际应用情况,缩短软化和展平时间,实现高温条件下快速展平及提高各生产工序之间的连续化水平,进一步提升板材质量和降低生产成本,将成为今后的研究重点。     

高温饱和蒸汽软化工艺对竹展平板物理力学性能的影响

以毛竹竹筒为研究对象,探索不同高温饱和蒸汽软化工艺(软化温度为140、150、160、170、180℃;软化时间为4、6、8 min)对展平竹板材物理力学性能的影响。结果表明:竹材经软化后平衡含水率下降,展平后平衡含水率进一步降低;竹材的径向干缩率随软化温度上升和时间延长呈下降趋势;竹材的弦向干缩率在竹材软化后随软化温度上升和时间延长呈下降趋势,而展平后的竹材在140~150℃温度范围内弦向气干干缩率下降,在150~180℃范围内上升;竹材的静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)在140~170℃范围内上升,170~180℃范围内下降,且软化后未展平竹材的MOR和MOE均高于展平后的竹材。可得到结论,在170℃软化工艺下,竹展平板的尺寸稳定性和力学性能较好。     

弧形竹片干燥过程中半径变化规律的研究

该文研究了毛竹弧形竹片半径随干燥温度、含水率及干缩率的变化规律,分析了弧形竹片含水率、干缩率及半径的相互关系。结果表明:干燥温度越高,干缩率越大,变形也增大,半径增大;由于弦向竹青侧干缩大于竹黄侧,使得干燥过程中弧形竹片的半径增大,初始半径为50 mm的弧形竹片经干燥特性试验后,半径变为58~62 mm;随着含水率下降,干缩率增大,半径增大,当含水率降至5%以下时,干缩率与半径趋于稳定。     

结构用开孔重组竹的干缩与湿胀性能

采用迭代最佳阈值法将气干至全干、饱水状态过程中的开孔重组竹扫描图像处理为二值图,使用Image Pro Plus、Photoshop软件测量分析了开孔重组竹径向和弦向的干缩/湿胀率、孔洞面积干缩/湿胀率、孔洞干缩/湿胀垂直于顺纹方向的竖轴与平行于顺纹方向的横轴尺寸之比k,研究了开孔重组竹含水率与径向和弦向干缩/湿胀率、孔洞面积、k值的相关性,为开孔重组竹在建筑工程中的设计应用提供依据。研究结果表明：开孔重组竹径向和弦向的干缩率分别为1.14%和1.56%、湿胀率分别为1.49%和3.38%,弦面和径面孔洞面积干缩率分别为1.18%和1.24%、湿胀率分别为-1.14%和2.42%,弦面和径面孔洞干缩k值分别为97.09%和94.86%、湿胀k值分别为98.60%和97.89%;孔洞直径的变化对开孔重组竹的干缩湿胀性能影响不显著,对孔洞自身形状变化的影响显著;随着含水率的递增,开孔重组竹的干缩/湿胀率、孔洞面积呈线性增长趋势,孔洞k值呈指数增长趋势。基于尺寸稳定性角度,气干至全干、饱水状态过程中重组竹径向和弦向的干缩/湿胀差异显著,对重组竹开孔可改善其尺寸稳定性,孔洞自身因含水率变化而产...     

展平竹刨切单板的生产工艺

竹展平板的问世丰富了竹产品种类,推动竹装饰材料的发展。采用竹展平板为单元制备展平竹层积材、展平竹方材,再刨切制得展平竹刨切单板,可与无纺布(纸)粘贴,制成大幅面展平竹刨切单板产品。工业化生产实践表明:展平竹刨切单板的工业化生产切实可行,开辟竹材资源精、深加工的新途径。     

初含水率对白橡锯材热压干燥特性的影响

以白橡锯材为研究对象,采用平板热压机对其进行干燥处理,系统研究了初含水率对木材温变特性、干燥速率、干缩特性、干燥缺陷和微观构造的影响规律,探明白橡锯材的热压干燥特性。结果表明:热压干燥是一种高效快速的干燥方法,将初含水率为14%~75%的木材在温度为140℃、压力为0.1MPa的条件下干燥到2%以下终了含水率仅需120~210 min,木材干燥速率随着初含水率的增加而增加;初含水率较高的木材在热压后会产生严重内裂和皱缩缺陷,当木材初含水率降至15%以下时,热压后无内裂缺陷产生,截面变形也明显减小;随着初含水率的增加,木材厚度干缩系数呈增加趋势,而宽度干缩系数则呈下降趋势。通过观察木材的横切面微观结构发现,高初含水率试件的内裂沿木射线生成,其早材大管孔部位可观察到明显压缩。     

油麦吊云杉木材解剖性质与材性分析

以油麦吊云杉(Picea brachytyla (Franch.) Pritz. var. complanata (Mast.) Cheng ex Rehd.)解析木圆盘为研究对象,通过木材解剖测定其年轮宽度、管胞长度与宽度、管胞腔径/双壁厚度形态特征和木材含水率、干缩性质与密度等材性性状的径向变异规律。结果表明,油麦吊云杉为较速生树种,平均年轮宽度为5.17 mm,在1～17年间均保持较为旺盛的次生生长。管胞长度、宽度、双壁厚和腔径从髓心向外均呈逐渐增加的趋势,分别为1 363.98～3 498.38 mm、28.41～43.50 mm、4.22～6.55μm和13.74～37.20μm。木材气干含水率呈逐渐增加的趋势,而生材含水率先缓慢增加,后下降趋于平缓。木材干缩率和密度没有明显的变异规律,整体上趋于稳定状态。综合分析,油麦吊云杉较速生,培育人工林可在17～20年间进行采伐,可获得相对较高的木材收益。     

导热油加热的连续热压干燥机干燥速生杨单板的应用研究

导热油作载热体,在速生杨木单板连续式热压干燥中应用后,效果良好。美洲黑杨生材单板(名义厚度1．7mm)可在2min内于至8％以下的含水率。干单板基本平整、光滑,终含水率均匀,无撕裂。单板厚度干缩率平均5．3％,横纹干缩率4.9％。胶合强度平均0．812MPa,略高于网带对流干燥单板胶合强度0．779MPa。研究结果表明,此法干燥速生杨木单板是可行的。     

不同因素对竹/杨复合规格材性能影响

基于目前以规格竹条为单元制备竹集成材,存在单元尺寸小、出材率较低、劳动力成本高等问题,研究以无刻痕竹展平板为单元制备新型竹集成材,以有效改善生产效率,降低成本。以尺寸规格化的无刻痕竹展平板和杨木单板为原材料,制备展平竹-杨木-展平竹三层组坯结构的竹/杨复合规格材,运用单因素试验方法,探讨胶合界面方式、胶黏剂和杨木单板厚度三个因素对竹/杨复合规格材抗弯性能、胶合强度以及尺寸稳定性的影响。结果表明:以竹黄面-杨木-竹黄面胶合界面复合方式,采用脲醛树脂胶黏剂与2 mm厚杨木单板制备的竹/杨复合规格材整体性能较优。研究结论为今后新型竹集成材的制备奠定基础。     

毛竹材弧形竹片干燥特性研究

对毛竹材弧形竹片的干燥特性进行了研究,结果表明:干燥温度越高,干缩率越大,弦向平均干缩率大于径向平均干缩率;弦向竹青侧干缩率高于竹黄侧干缩率;当含水率降至5%以下时,干缩率趋于稳定;随着干燥温度的升高,弧形竹片依次产生翘曲、皱缩及开裂等现象。     

枫香单板热压干燥新工艺研究

采用热压干燥新工艺可使枫香干单板平整、光滑、柔软、减少开裂60%,一、二等单板率可达到70%左右;单板的宽度干缩率可以降低8.5%;体积干缩率可降低5%,合板压缩率可减少3%;1—1.5毫米厚的单板,其含水率从100%降低到7%的干燥时间不超过90秒。试验中探索出的 GL—18型排汽垫板具有成本低、效果好,来源广等优点。     

基于控制容积干缩模型的X射线法测算木材含水率分布

【目的】构建木材控制容积干缩模型，采用X射线法测量木材剖面密度，计算含水率分布，为科研和生产测定木材含水率及其分布提供技术支撑。【方法】将绝干前木材沿厚度方向划分控制容积，引入木材全干干缩率参数并依据木材干缩原理计算绝干后木材控制容积厚度，利用木材剖面密度确定控制容积密度，完整构建求解绝干前木材控制容积含水率计算模型。模型中绝干前木材控制容积含水率、绝干后木材控制容积厚度和密度等变量高度耦合，通过开发迭代算法并在Matlab软件中编制计算程序求解以上变量，该算法以绝干后木材实际厚度为约束条件不断修正木材全干干缩率，有效避免因全干干缩率引入值与真实值偏差带来的计算误差。同时，开展毛白杨木材对流干燥试验，利用本研究方法测算不同干燥阶段木材含水率分布，并与木材实际平均含水率（称重法）以及假设木材厚度方向均匀干缩法测算的含水率分布进行对比分析。【结果】本研究方法测算的木材平均含水率与称重法测量的木材平均含水率非常接近，二者相关系数的平方（R2）在0.999 2以上。本研究方法与均匀干缩法相比，在FSP（纤维饱和点）以上时2种方法测算的木材含水率分布一致；在FSP以下时本研究方法测算的木材含水率...     

不同竹龄毛竹材物理性质的差异分析

以我国传统竹种——毛竹(Phyllostachy pubescens)为研究对象,在5个竹龄(0.5、1、2、4、6年生)和3个纵向高度水平对其壁厚、基本密度及干缩性(径向干缩率、弦向干缩率和体积干缩率)等主要物理指标进行对比研究。结果表明,毛竹材壁厚6.698-7.875mm,基本密度0.494-0.728g·cm-3,全干、气干体积干缩率分别为10.204%-17.412%、7.881%-14.914%,全干时弦、径向干缩率分别为5.131%-6.119%、4.919%-5.826%,气干时弦、径向干缩率分别为3.953%-5.264%、3.663%-4.612%。壁厚和基本密度随竹龄增加呈增加趋势,干缩率呈减小趋势,2a后干缩率保持在稳定水平。沿纵向高度从基部到梢部,壁厚逐渐减小,基本密度、全干和气干径向干缩率呈增加趋势。双因素方差分析表明:毛竹壁厚、基本密度、体积干缩率和径向线干缩率随竹龄变化在0.001水平显著;竹壁厚度和基本密度随竹秆纵向高度变化在0.001水平显著。     

毛竹与慈竹室内气干特性的研究与比较

在相对湿度34%～81%、温度25～38℃的条件下,对毛竹与慈竹在室内的气干特性进行了研究与比较。研究表明干燥前期慈竹的干燥速度远大于毛竹,在后续干燥过程中慈竹的干燥速度十分缓慢,而毛竹的干燥速度远大于慈竹,慈竹的脱水集中而剧烈,毛竹则比较均匀。达到平衡含水率时,慈竹的平均重量损失率为60%,毛竹为75%。慈竹直径的变化呈多分散性,毛竹直径的变化比较均匀,二者直径的变化主要发生在干燥前期,慈竹的平均直径减小率为2.4%,毛竹为2.9%。慈竹竹壁厚度变化差异很大,毛竹的变化相对较小且比较均匀,在后续干燥过程中,慈竹的竹壁厚度基本不再发生变化,而毛竹的竹壁厚度仍然发生缓慢变化,慈竹平均厚度损失率为13%,毛竹为9%。     

杉木生材含水率分布及其对气干的影响

以人工林杉木为研究对象,研究生材状态下不同厚度锯材含水率的差异,比较含髓心、钝棱与其他类型等3类锯材的含水率差异,建立生长轮宽度与锯材含水率的关系,分析生材状态含水率对锯材气干周期的影响。研究结果显示,25mm和40 mm的锯材含水率差异极显著;含髓心锯材含水率最低,其次是其他类的,最大是含钝棱锯材;随着生长轮宽度减少,锯材含水率增大;生长轮宽度为4 mm时,是生材含水率分界线,即当生长轮平均宽度小于和不小于4.0 mm时,锯材含水率差异极显著;25 mm和40 mm厚不同含水率锯材各2组气干至含水率25%,低含水率锯材较高含水率的气干周期分别缩短57%和66%。     

家具用重组竹干缩与湿胀性能研究

重组竹是一种新型的可替代硬阔叶材的结构材.对重组竹用于家具制造的干缩与湿胀性进行了研究,结果表明:重组竹的干缩湿胀率均表现出很强的方向性,表现为宽度最大,厚度次之,纵向最小.重组竹出厂时应标明热压时的压制方向,以利用于家具用材加工时进行各方向上加工余量的确定.重组竹干缩系数与柚木相近.在相同近密度下,比几种常见家具木材麻栎等的干缩系数要小,这表明重组竹适于用作家具制造用材.