ACQ防腐处理对马尾松木材胶合强度的影响研究

采用铜氨(胺)季铵盐(ACQ-D)防腐剂处理马尾松木材,以水性高分子异氰酸酯(API)、聚氨酯(PUR)和间苯二酚-苯酚-甲醛树脂(RPF)为胶黏剂制备防腐材胶合试样,研究胶黏剂种类和防腐剂处理浓度对马尾松胶合强度的影响。结果表明:API、PUR、RPF适用于ACQ处理马尾松的胶合,平均剪切强度和木破率均达到GB/T 26899—2011《结构用集成材》要求。胶黏剂种类对防腐材胶合强度有显著影响,表现为PUR和RPF的剪切强度优于API。与未处理材相比,ACQ处理对API胶合有负面影响,对PUR胶合有增强效应,对RPF胶合没有显著影响。在ACQ浓度为0.1%～1.0%范围内,胶合强度没有显著变化。     

不同胶黏剂对南方松CLT胶合性能的影响

为探索不同胶黏剂用于正交胶合木(CLT)生产的可能性,研究采用来自不同厂家的5种胶黏剂制备南方松CLT,以浸渍剥离率、剪切强度和木破率评价南方松CLT的胶合性能。结果表明:仅A-API和B-PUR1胶黏剂制造的南方松CLT胶层耐久性达到标准要求,木破率均未达到标准要求;5种胶黏剂对南方松CLT的浸渍剥离率、剪切强度和木破率有显著影响(P<0.005);从胶层耐久性、剪切性能和生产成本考虑,宜用A-PUR和A-API制造南方松CLT。     

不同胶黏剂不同树种结构用集成材胶合性能的研究

分别采用LX1-1、KR-134、S309和RF-C05 4种胶黏剂依次胶合欧洲云杉、欧洲赤松、兴安落叶松木材层板,制备成对应的结构用集成材。再依照GB/T26899—2011《结构用集成材》和GB/T 50005—2003《木结构设计规范》国家标准对制得的试样进行检测。实验结果表明,4种胶黏剂的胶合性能存在较大的差异:1)剥离率:4种胶黏剂在胶合欧洲云杉、赤松2种集成材时,浸渍剥离率均满足国标要求,但KR-134和RF-C05在第二次煮沸剥离率均未能满足国标。在胶合落叶松集成材时,LX1-1、KR-134在浸渍时剥离能满足国标要求,煮沸剥离未能满足国标要求,S309和RF-C05 2种剥离率均不满足国标。2)剪切强度和木破率:除S309落叶松集成材的湿剪强度和木破率均未能达到标准要求外,LX1-1、KR-134和RFC05胶合欧洲云杉、欧洲赤松和落叶松结构用集成材试样的湿剪强度均在3.9MPa以上,干剪强度均在5.9MPa以上,且木破率均大于75%,满足国标相关要求。3)LX1-1型异氰酸酯胶黏剂在胶合性能上优于其他3种胶黏剂,且兴安落叶松相比较其他2种木材,更加难以被胶粘。     

不同胶黏剂对俄罗斯落叶松木材胶合性能的影响研究

为验证进口俄罗斯落叶松木材胶合性能,选用4种具代表性的结构用室温固化胶黏剂,根据GB/T 26899—2011《结构用集成材》进行胶合性能试验,对俄罗斯落叶松及胶黏剂的胶合性能进行分析研究。结果表明:对于俄罗斯落叶松,单组份聚氨酯、双组份聚氨酯和水性高分子异氰酸酯3种胶黏剂的胶层剪切强度和胶层剥离率均满足标准要求,其中双组份聚氨酯和水性高分子异氰酸酯胶黏剂胶合性能优异,单组份聚氨酯胶黏剂胶合性能良好;间苯二酚-甲醛树脂胶黏剂的胶合性能虽能达到标准要求,但不推荐作为结构用胶黏剂。     

粉状改性脲醛胶的胶合工艺及性能研究

粉状改性脲醛胶黏剂游离甲醛少、储存期长且胶合性能优良,近年来获得广泛应用。采用粉状改性脲醛胶黏剂,对柳杉木材进行层积胶合,以剪切强度、木破率、浸渍剥离率为检测指标,研究其实木胶合工艺及性能。试验结果表明:粉状改性脲醛胶黏剂具有较好的胶合性能,满足非结构集成材标准要求;综合生产成本和效率等因素,确定较优胶合工艺参数为单位压力0.7MPa、热压时间31min、涂胶量180g/m~2、胶合面纹理组合为"弦切面-弦切面"。     

FRP增强结构用集成材木梁胶合性能研究

FRP增强结构用集成材木梁可有效地提升梁体的抗弯强度,FRP与结构用集成材的复合首先要解决的是FRP与木材的胶合问题。本试验对比等离子体处理及羟甲基间苯二酚HMR改性处理工艺对FRP木材界面胶合性能的影响,并用胶层剥离率、剪切强度对胶合性能加以表征。试验结果表明,FRP增强结构用集成材木梁的胶合界面优化处理工艺为：FRP表面不处理,木材表面预先以2.5 m/min的送料速度进行射频功率为400 W的等离子体处理5次,然后以150 g/m2的涂胶量涂布HMR。试材的浸渍剥离率、煮沸剥离率、干剪强度、湿剪强度及木破率均满足结构用集成材国家标准GB/T 26899-2011中关于使用环境3的要求。     

高温热处理木材胶合性能的研究

笔者研究了桦木、落叶松和樟子松高温热处理材的胶合性能,并与常规干燥材进行了对比。测试结果表明木材的胶合剪切强度与所用的胶黏剂有关,聚氨酯胶合的三个树种木材的剪切强度普遍大于白乳胶胶合的木材。无论是室内用的白乳胶或室外木结构用的聚氨酯胶都能与三个树种的高温热处理材很好地胶合,胶合试件的浸渍剥离率或煮沸剥离率皆为零。木材经高温热处理后,其剪切强度均有不同程度的降低,阔叶材桦木下降幅度最大,针叶材落叶松下降幅度最小。     

节子对落叶松胶合木胶合性能的影响

采用水性高分子-异氰酸酯(API)胶黏剂对含有木节的兴安落叶松(Larix gmelinii)层板按照工程胶合木的胶合工艺进行常温加压胶合,探讨木节及其大小对兴安落叶松工程胶合木胶合性能的影响。通过对试件进行胶缝剪切强度试验和浸渍剥离与煮沸剥离试验,发现节子对胶缝常态剪切强度、木破率、浸渍剥离率和煮沸剥离率均有显著的影响,随着木节直径的增大其胶缝剪切强度和木破率可下降40%和67%以上,浸渍二次总剥离率和煮沸二次总剥离率可增大至16%和37%以上。研究表明:两胶合面中仅一面有小木节(占板宽1/7~1/6),只能用于室内结构用集成材,不能用于室外结构用集成材;只有尺寸小于木板宽度1/10的木节与无节面胶合才能满足室外用工程胶合木的要求。     

马尾松胶合木顺纹植筋抗拔性能研究

笔者选择国产马尾松胶合木为研究对象,并以双组份环氧树脂为胶黏剂,开展胶合植筋连接性能研究。采用拉-拉荷载模式,研究了植筋杆直径和植入深度对胶合木植筋抗拔强度和破坏模式的影响。研究结果表明:长径比是影响植筋连接破坏载荷的重要因子。破坏载荷随长径比的增大而增大,木材与胶黏剂粘接界面名义剪切强度随长径比λ的增大而减小。试验中主要产生木材开裂、植筋杆拔出和植筋杆屈服3种破坏模式。     

GFRP增强竹木复合结构用集成材木梁胶合性能研究

通过对比等离子体处理及羟甲基间苯二酚(HMR)改性等胶合界面处理工艺对GFRP/竹、竹/木界面胶合性能的影响,并用胶层剥离率、剪切强度对界面胶合性能加以表征,以期得出胶合界面的优化改性处理工艺。试验结果表明,GFRP增强竹木复合结构用集成材木梁的胶合界面优化处理工艺为:GFRP表面不作处理;木材与竹材表面分别预先以2.5、1.25m/min的送料速度进行5次射频功率为400W的等离子体处理,随即以150g/m~2的涂布量涂布HMR。试材的浸渍剥离率、煮沸剥离率、干剪强度、湿剪强度及木破率均满足结构用集成材国家标准GB/T 2689%—2011中关于使用环境3的要求。     

云南松正交胶合木胶合工艺探索

为探索云南松用于正交胶合木(CLT)制造的技术可行性,以剪切强度、木破率和剥离率研究了不同胶黏剂、施胶量和压力对云南松CLT胶合性能的影响。结果表明:云南松的物理力学性能和胶合性能达到北美ANSI/APA PRG 320-2019标准要求,云南松可用于CLT制造。不同胶黏剂、施胶量和压力对云南松CLT胶合性能影响显著(P0.05)。随着施胶量增加,云南松CLT胶层剪切性能提高;随着压力增加,云南松CLT胶层剪切性能降低。从胶合性能和生产成本综合考虑,制造云南松CLT的较优工艺为:采用国产EPI(水性高分子异氰酸酯)胶黏剂,施胶量为220 g/m2,压力为0.8 MPa。     

人工林混合树种木材胶合的研究

研究杉木、杨树和巨桉等6种人工林木材两两混合胶合的剪切强度、木破率和剪切强度效率(剪切强度与密度的比值)等性能的差异.结果表明:人工林木材混合胶合是可行的,不同组合间胶合性能差异显著;"中与中"密度组合的胶合性能较好,"低与中"密度和"中与高"密度组合的次之,"低与高"密度组合的最差.     

市售木结构用胶黏剂抗剪性能比较

目前,市面上出现了几种室温固化木结构用胶黏剂,为了验证其性能,选用4种具有代表性的胶黏剂,根据国家标准GB/T 50708-2012《胶合木结构技术规范》之附录A进行胶缝顺纹拉伸剪切试验,测试胶缝的剪切强度,并与热固性酚醛树脂胶黏剂进行对比。结果表明:单组份聚氨酯、间苯二酚-甲醛树脂和聚醋酸乙烯酯-异氰酸酯3种市售木结构用胶黏剂的胶缝常态剪切强度和湿态剪切强度的平均值均达到国家标准要求,与热固性酚醛树脂胶黏剂基本相当,其中间苯二酚-甲醛树脂胶黏剂的剪切强度值最高;市售木结构用双组份聚氨酯胶黏剂,其胶缝常态剪切强度达到国家标准要求,但其湿态剪切强度达不到国家标准要求;胶缝剪切强度与胶缝剪切木破率具有较为明显的正相关性,即木破率越高其胶缝剪切强度值越高。     

速生杨木改性材力学及胶合性能的研究

采用氨溶季胺铜防腐剂(ACQ-D)和自制低分子酚醛树脂预聚体(PF),通过满细胞真空浸渍的方法对速生杨木进行了防腐和增强化学改性处理.对改性前后材料的基本力学强度性能,以及素材、增强改性材、防腐改性材和防腐增强改性材任两种材料的胶合强度进行了测试和分析.结果表明,试验范围内,防腐处理对材料的力学性能影响不大;PF增强改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度分别提高了97.11、83.36、125.53%、37.01%,防腐后增强改性材对应指标值分别提高了101.34、75.05、111.83%、32.60%,符合日本JAS标准中E类指标结构用材要求.PF增强改性材与其它材料进行胶合,压缩剪切胶合强度均大于11 MPa,木破率大于90%,能够满足日本集成材JAS标准的规定.     

两种常温固化木材胶粘剂胶接强度分析

对两种木材用常温固化胶粘剂--单宁-甲醛胶粘剂和聚氨酯胶粘剂胶接的速生杨木的静态剪切强度进行了测试与分析.研究结果表明,以速生杨I-72为被胶接对象,自制的双组分型单宁胶压缩剪切强度范围为8.08～8.92MPa,但木破率较低,要满足日本集成材JAS标准中用胶规定,需进一步研究改进.相比较而言,聚氨酯胶粘剂的胶接强度较高,其压缩剪切强度值均在9.8MPa以上,木破率在75%以上,能够满足日本集成材JAS标准中用胶的规定.     

樟子松木材苯醇抽提物含量对其胶合性能的影响

测定樟子松木材中的苯醇抽提物含量,分析其与密度的相关性,测试不同苯醇抽提物含量的樟子松试材组坯胶合板材的胶合强度。结果表明:樟子松木材的苯醇抽提物含量与密度具有高度相关性,苯醇抽提物含量对胶合板材的剪切强度及木破率均有显著影响。建议生产中尽量避免苯醇抽提物含量高的板材相互组坯胶合。     

柳杉实木胶合工艺及性能研究

为开发柳杉非结构用集成材,以剪切强度、木破率、浸渍剥离率为考核指标,进行柳杉实木胶合工艺及性能的研究。结果表明:柳杉木材可用于非结构集成材的制备,较优的胶合工艺为:压力1.0 MPa、加压时间30min、涂胶量180g/m2,胶合时按"弦切面-弦切面"纹理组合,其性能指标可达到日本标准JAS SE-8的要求。     

单板层积材的加速老化性能研究

本文对高频胶合的马尾松LVL和杨木LVL的老化性能进行了讨论,并比较了乳液酚醛树脂胶和酸固化酚醛树脂胶在BDB28和A1080加速老化后的胶合剪切强度的损失率。得出的结论如下:1)乳液酚醛树脂肢胶合的马尾松LVL,胶合剪切强度随老化时间的延长逐渐趋于稳定,最后稳定在老化前强度的70％左右;2)乳液酚醛树脂胶的老化性能比酸固化酚醛树脂胶好;3)对于乳液酚醛树脂胶马尾松LVL和酸固化酚醛树脂胶杨木LVL,可以用BDB28处理方法代替A1080加速老化方法快速测定其胶合剪切强度的损失率。     

热熔胶胶层温度对单板/MDF胶合强度的影响

以EVA和APAO热熔胶为胶黏剂粘接木材单板和中密度纤维板(MDF),探讨胶层温度对单板/MDF胶合强度的影响。结果表明:单板/MDF的胶合强度随胶层温度的升高显著降低;APAO胶合试样的耐温性能优于EVA胶;当EVA和APAO胶胶层温度分别低于41和47℃时,粘接的材料均有足够的胶合强度,可进行后续工序加工。为框架集成材在线异形拼接加工及封边自动化生产,提供重要依据。     

结构用高含水率木材的胶合研究概况

湿材胶合,即高含水率木材的胶合,在20世纪80年代初就已实现商业化。笔者介绍了国内外热固性胶黏剂、常温固化胶黏剂在高含水率木材胶合中的应用,以及单组分聚氨酯胶黏剂在结构用胶合材方面应用的研究概况,为我国结构材的研究和制造提供参考。