刨花板垂直平面压缩流变性能研究Ⅰ

就基材而言,刨花板的贴面过程可看作是一压缩流变过程。本文采用压缩流变方法,研究刨花板垂直平面压缩时的行为,为控制贴面刨花板的厚度偏差提供理论依据。由于各流变参数在不同应力阶段有着不同的表现形式,在压缩应力范围内(1—12N/mm~2),会出现四种不同的蠕变-回复曲线。统计分析表明:瞬间弹性变形的偏差较小,且较稳定,而瞬间塑性变形的偏差较大,并随压力的增高而增大;依赖于时间的塑性变形的偏差随压缩应力增加而增加,并和推迟弹性变形偏差一样,随蠕变时间的延长而增加;由瞬间塑性变形和依赖于时间的塑性变形所决定的厚度损失,其偏差的变化规律和它们各自的变化规律一致。由于刨花板在制造过程中,木材刨花中的细胞腔和其它空隙多少已被压缩或压实,故各压缩流变参数值均小于对应的木材压缩流变参数值。     

木材横纹压缩流变参数的测定

为了解木材横纹压缩的流变性能,例如在刨花板生产过程中热压时的行为,首先需要找出一种测定流变参数的方法。木材横纹压缩的流变性能相当复杂。在流变范围内,瞬间变形主要包含弹性变形和塑性变形;蠕变往往是由粘弹性函数和依赖于时间的塑性变形函数叠加而成。然而叠加的各流变参数可以用一种简单的方法将其——分离。由于各种流变参数和函数的叠加,在广泛的压缩应力范围内存在着五种不同形式的蠕变-回复曲线。     

柞木横纹压缩流变性能

对于柞木(Quercus mongolica),用参数分离法测定其横纹压缩流变参数后表明:弹性变形与恒压应力在很大的范围内成直线关系,瞬间塑性变形与恒压应力成为几个阶段的直线关系;推迟弹性及依赖于时间的塑性都遵循以对数为主体的函数,由弹性及推迟弹性合成的粘弹性具有很好的线性特征。以上研究结果与白杨试验所得结果几乎一致。因此,柞木与白杨之间的横纹压缩流变性能并无质的不同,仅仅表现出量的差别。白杨与柞木之比:弹性柔量为2.4～3.4:1;推迟弹性柔量为1.8～2.7:1;临界应力为1:2。     

刨花在压缩力下变形状态的研究——Ⅰ.大片刨花压缩流变性能的研究

白杨、落叶松、柞木三种树种制成的大片刨花,受压缩力的流变性能可以用参数分离法区分出弹性变形、瞬间塑性变形、叠离率、推迟弹性变形以及依赖于时间的塑性变形,分别加以分析研究。蠕变量、推迟弹性变形量以及依赖于时间的塑性变形量都与恒压应力维持时间的对数成函数关系。在广泛的恒压应力范围内应力——应变的关系表明,不同木材树种刨花的弹性变形量及推迟弹性变形量的差别不大。不同软硬程度的刨花所表现出的不同可压缩性,主要表现于具有明显差别的瞬间塑性变形量之中。     

白杨木材横纹压缩流变性能Ⅰ.粘弹性

当白杨木材受横纹压缩时,各种性质的变形彼此重叠交织而难以分辨。然而用参数分离法研究白杨木材横纹压缩流变性能看来是有效的。本研究用上述方法考察各种变形在试样分别处于不同温度和含水率,以及有蒸汽通过时的流变表现,其目的在于了解刨花板热压过程和板的物理性能之间的关系。其粘弹性所反映出的特征很像三维网状结构高聚物分子的力学特性。当试样为绝干时,随着温度的升高(20—105℃),弹性柔量及推迟弹性柔量只有很少量的增加。当试样含水率提高时,随着温度的升高,则其弹性柔量及推迟弹性柔量增加很多。当试件处于室温时,只提高其含水率,则其弹性柔量及推迟弹性柔量虽有较明显的增加,但幅度并不大。当有蒸汽通过试样时,弹性柔量有大幅度提高。     

白杨刨片横纹压缩流变性能

用参数分离法对手工刨切的厚为0.8、0.5、0.35、0.25、0.15mm的白杨刨片进行了横纹压缩流变试验。结果表明,用上述几种厚度的刨片所分别叠成的厚约10mm的试件,其柔量大于厚度为10mm木块试件的柔量;刨片越薄,柔量越大。弹性变形及瞬间塑性变形的增长,意味着实木经过刨切,因反复受力而使木材高聚物分子及细胞壁组织都受到影响,并有一定程度的破坏。实木经过刨切成为薄片后再层叠起来所组成的试样,在横纹压缩流变性能方面所体现的变化,一定程度上与木块受压所发生的变化,在趋势上是一致的。然而,由于前者试样系由薄刨片层叠而成,因而在影响其流变性能的诸多因素中,尚有刨片厚度及刨片层叠方向二者明显的影响作用。     

漆饰贴面刨花板VOCs及气味释放

【目的】探索漆饰贴面刨花板VOCs及气味释放特性,分析环境因素对板材VOCs和气味平衡状态释放组分的影响,为人造板气味研究提供基础性数据。【方法】以硝基涂料贴面刨花板和水性丙烯酸涂料贴面刨花板为研究对象,建立单因素试验方案,使用气相色谱-质谱/嗅觉测量技术对板材在不同环境条件下释放VOCs和气味情况进行分析,确定2种漆饰贴面刨花板特征气味物质和可能性来源的同时探索环境因素的影响,并对2种板材的VOCs和气味释放情况进行综合评价。【结果】相比硝基涂料贴面刨花板,水性丙烯酸涂料贴面刨花板释放TVOC浓度低、气味化合物数量少且总气味强度低,2种板材均以芳香族化合物和酯类化合物超标最为严重。硝基涂料贴面刨花板主要气味来源为芳香族化合物、酯类和醇类物质,水性丙烯酸涂料贴面刨花板主要气味来源为芳香族化合物和醇类物质。不同气味特征化合物的气味强度与其质量浓度没有直接相关性,但同一种气味特征化合物的质量浓度在一定程度上影响其气味强度大小。随着空气交换律与负载因子比增加,硝基涂料和水性丙烯酸涂料贴面刨花板TVOC释放量和总气味强度降低。随着温度升高,硝基涂料和水性丙烯酸涂料贴面刨花板TVOC释放量和总气味强度增大。随着湿度增加,硝基涂料贴面刨花板TVOC释放量和总气味强度增大,而水性丙烯酸涂料贴面刨花板TVOC释放量和总气味强度减小。硝基涂料贴面刨花板气味物质浓度占TVOC浓度的比例随温度和相对湿度升高而增加,水性丙烯酸涂料贴面刨花板气味物质浓度占TVOC浓度的比例随温度和相对湿度升高而减小,空气交换律与负载因子比对气味物质浓度占TVOC浓度的比例影响不大。【结论】气相色谱-质谱/嗅觉测量技术可作为人造板及家具材料气味研究的手段。相比硝基涂料贴面刨花板,水性丙烯酸涂料贴面刨花板更适宜作为室内装饰材料使用。2种漆饰贴面刨花板的总气味强度和气味评级可通过高斯函数初步建立拟合关系。     

竹材的拉伸短期蠕变行为及模拟

基于勃格(Burger)四元件流变模型,运用Origin8.5自定义函数拟合毛竹在15%～60%应力水平下5.5 h内拉伸短期蠕变实验数据。结果表明:随应力水平的增大,竹材的拉伸弹性应变及占蠕变总量比例增大,黏弹性应变范围为0.15%～0.31%,其占蠕变总量比例趋于减小;黏性应变范围为0.14%～0.81%,其占蠕变总量比例亦趋于减小。随着应力保持时间的延长,弹性应变无显著变化,但其占蠕变总量比例则减小;黏弹性应变趋于增大,而其占蠕变总量比例则趋于减小,黏性应变及占蠕变总量比例增大。在竹材拉伸应力15%～60%范围内,勃格模型可用来模拟竹材拉伸的短期蠕变行为。     

刨花在压缩力下变形状态的研究——(Ⅱ)杨木刨花压缩力学行为对刨花板质量影响的分析研究

对杂交白杨、毛白杨、美洲黑杨刨花进行压缩力学表现的测试结果表明,它们之间的流变表现有某种重要的差异。杂交白杨以厚为0.35mm刨花所制成的刨花板,当板的密度以压缩比由1.2到1.5的范围升高时,MOR迅速增长而IB则无明显提高,而同时导致了在高密度范围内,板的尺寸稳定性下降。这可归因于杂交白杨薄刨花缺乏足够的回弹力。当杂交白杨的刨花厚度增至1.2mm时,由于其回弹力加强,随着板密度增高,MOR和IB二者同步地明显提高,但尺寸稳定性及弹性模量则有所下降。由另二个杨木树种,以厚为0.35 mm刨花所制成的刨花板,在广泛的压缩比范围内,MOR,IB都随密度增加而有显著提高,这二种杨木在流变性能方面,弹性表现及叠离率均优于杂交白杨。     

水杉木束板的制备与性能研究

以水杉木材为原料制备水杉木束板,研究了密度对板材性能的影响,结果表明：除2h吸水厚度膨胀率随板材密度增加而减小外,其余板材的各项性能均随板材密度的增加而增大。只有当板材的密度为0．91g·cm^-3时,除吸水厚度膨胀率以外,其余各项性能均可满足国家刨花板标准对干燥状态下使用的普通用板要求。     

板式家具用薄木贴面刨花板VOCs释放特性的研究

以板式家具用薄木贴面刨花板为研究对象,研究水曲柳薄木贴面的工艺条件:施胶配比、涂胶量、热压温度对薄木贴面刨花板挥发性有机化合物(VOCs)释放特性的影响。结果表明,薄木贴面能减少刨花板VOCs的释放,热压温度升高、施胶量增大都会使薄木刨花板的总有机挥发物(TVOC)释放量增大,初始释放浓度上升,施胶配比增加,TVOC释放量呈现先减小后增大的趋势;通过对试件VOCs成分进行分析表明,施胶量越高,萜和脂肪族类物质含量越低,饱和烃类和苯系物化合物挥发量越高;热压温度越高,苯系物化合物相对含量越大,而饱和烃类物质和萜类物质的相对含量越小。     

样品尺寸对竹材顺纹压缩力学性能的影响研究

以毛竹为研究对象,通过对不同尺寸的样品进行顺纹压缩测试,分析样品尺寸对竹材顺纹压缩模量和顺纹抗压强度的影响。结果显示：竹材的顺纹压缩模量与竹壁厚度、样品高度、弧度呈正相关关系,顺纹抗压强度与竹壁厚度、样品高度、弧度呈负相关关系。在弹性变形阶段,样品尺寸的增加会提高维管束的组织比量而增大竹材顺纹压缩模量的计算值,在塑性变形阶段,样品尺寸和弧度会导致提前失稳而降低竹材的顺纹抗压强度。     

圆棒榫与刨花板接合抗拉强度的研究

本报告探讨了圆棒榫与不同物理力学性能的A类刨花板,通过分别采用PVAC、UF和混合胶胶粘剂接合,对抗拉强度的影响。结果表明：圆棒榫接合抗拉强度,随刨花板密度及静曲强度的增大而增大,影响程度,UF胶＞混合胶＞PVAC胶;随刨花板吸水厚度膨胀的增大而减少,影响程度,混合胶＞UF胶＞PVAC胶。     

红松薄板高温干燥的研究

通过红松薄板材干燥温度对干燥速度的影响和干燥过程中木材温度与木材内部变形的变化过程的研究,结果表明: 1.红松薄板在热空气中的干燥速度随干燥温度的增加而增加,厚度30mm的板材受温度的影响比厚度15mm的板材更显著。 2.在典型的高温干燥过程中,有一个木材温度保持在约100℃的时期,欲获得典型的高温干燥过程,对厚度30mm的板材干燥温度应不低于110℃,对厚度15mm的板材应不低于120℃。 3.在不同干燥温度下,木材内部变形发展的规律是相同的。但是,随着干燥温度的增加,外层弹性变形减小,而外层塑性变形和内层弹性变形增大。     

麦秸/木材三层结构无机刨花板的制备工艺

以麦秸、木材碎料和无机胶黏剂制备麦秸/木材三层结构刨花板。研究麦秸与木材配比、板材密度、热压时间和温度对板材性能的影响。结果表明:随麦秸配比增加,板材抗弯性能降低,内结合强度增大,吸水厚度膨胀率(TS)减小;随密度增加和热压时间延长,板材力学性能增大,TS降低;随热压温度升高,板材力学性能先增大后减小,TS呈相反趋势。优化制板工艺为:碎料配比5:5,密度1.2g/cm~3,热压时间30min,温度100℃。     

竹木复合定向刨花板强度性能研究

本文论述了竹材、意大利杨复合定向刨花板的强度性能,就胶种、刨花厚度、竹材所占比率、板密度、板坯结构、施胶量等诸因子对板材强度性能的影响进行了探讨。结果表明:(1)胶种对竹木复合定向刨花板的强度影响不大;(2)降低刨花厚度或提高板密度均可使板材强度提高;(3)单层结构的复合定向刨花板强度最高;(4)提高板材中竹材的比率可使板子强度明显改善;但竹材比率过高时,板材强重比反而下降,呈开口向下的抛物线型变化;(5)酚醛树脂定向刨花板的强度随原料酸性增大而降低。     

三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板铣削参数对加工质量的影响

【目的】采用硬质合金单齿柄铣刀铣削三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板,对比不同铣削参数对刨花板铣削质量和铣削力的影响,为刨花板优质铣削加工利用提供理论依据。【方法】以刀具前角、铣削线速度、铣削深度为自变量,设计单齿柄铣刀铣削试验,对比不同铣削参数的铣削结果,研究刀具前角、铣削线速度、铣削深度对刨花板铣削质量和铣削力的影响;采用回归分析确定各铣削参数的显著性,建立铣削过程中铣削力和表面粗糙度的数学模型,通过响应优化确立最佳铣削参数范围并进行试验验证。【结果】1)刨花板铣削表面粗糙度随刀具转速增大而减小;2)铣削力随刀具前角增大而减小,随铣削线速度增大而减小,随铣削深度增加而增大;3)刀具前角、铣削线速度和铣削深度对切向铣削力和铣削质量的影响具有统计学意义,刀具前角、铣削线速度和铣削深度的交互作用对切向铣削力和铣削表面粗糙度具有显著贡献;4)当刀具前角、铣削线速度、铣削深度分别为5°、9.42 m·s^-1、1.5 mm时,可在保证铣削效率的基础上有效减少加工过程中的能耗、提高表面质量。【结论】刀具前角、铣削线速度、铣削深度等铣削参数对刨花板铣削质量和铣削力均有一定影响,这些参数...     

内应力释放对刨花板尺寸稳定性的影响分析

研究了热压过程中内应力的形成机理和板材内部应力状态,探讨了内应力释放对刨花板尺寸稳定性的影响,提出了减小内应力和提高尺寸稳定性的工艺措施.刨花板会发生变形,即尺寸不稳定,源于以下两个基本原因:(1)构成刨花板主体单元的木材有吸湿性;(2)刨花板在热压过程中产生了内应力即残余应力.刨花板内应力释放时,人们可以实实在在地感觉到,例如:刨花板热压结束后,卸板时板坯内会传出嘣、嘣、嘣的声音,或者是规整而无变形的刨花板在开料后会发现有翘曲变形出现.这就是残存在刨花板内部的应力在释放.本文根据木材传热传质的理论、应力松驰理论、相平衡理论对刨花板内应力形成机理和应力状态及内应力释放对刨花板尺寸稳定性的影响进行分析和研究,为生产提供理论指导.     

关键参数对大豆胶桉木刨花板性能的影响

研究了刨花板密度、施胶量、施胶后含水率、增黏剂用量等参数对大豆胶刨花板各项性能的影响。结果表明:大豆胶刨花板的弹性模量和静曲强度随着密度的增大而增大;随着施胶量的增大,静曲强度、弹性模量和内结合强度呈上升趋势,而2h吸水厚度膨胀率基本没有变化;随着表层施胶后含水率的增大,静曲强度、弹性模量和内结合强度呈上升趋势,而2h吸水厚度膨胀率变小;增黏剂的加入显著改善了刨花板制备时的预成型性,提升了力学强度。     

豆秸刨花板工艺的研究

对豆秸刨花板的制造工艺以及利用杨木单板、三聚氰胺浸渍纸对豆秸刨花板进行覆面处理进行了初步研究。分析了板的密度、施胶量、热压时间、热压温度 4个变量因子对豆秸刨花板性能的影响。试验结果表明用豆秸制造刨花板是完全可行的 ,其产品主要物理力学性能 :密度 ( ρ) 0 80g/cm3、静曲强度 (MOR) 1 9 9MPa、内结合强度 (IB) 0 45MPa、吸水厚度膨胀率 (TS) 3 3 %均达到了GB/T4 897- 92中的技术指标。贴面处理后的豆秸刨花板 ,其静曲强度、弹性模量均有较大提高。