不同胶黏剂对玄武岩纤维增强竹木胶合板胶合性能的影响

分别采用环氧树脂、水溶性酚醛树脂和醇溶性酚醛树脂胶黏剂制备玄武岩纤维增强竹木胶合板,研究不同胶黏剂以及偶联剂处理竹材对板材胶合性能的影响。结果表明:1)采用不同胶黏剂胶合制成的玄武岩纤维增强竹木胶合板胶合性能依次为:醇溶性酚醛树脂胶黏剂〉水溶性酚醛树脂胶黏剂〉环氧树脂胶黏剂。2)竹材经偶联剂HMR和KH550处理后的胶合性能得到明显提高。     

硅烷偶联剂对地质聚合物基胶合板胶合性能的影响

为提高木材与地质聚合物的界面胶合强度,使用KH550、KH560和KH570三种硅烷偶联剂对杨木单板进行涂刷处理,以实验室自制的偏高岭土基地质聚合物为木材胶黏剂,热压制备胶合板,研究硅烷偶联剂处理对杨木单板表面微观形貌和润湿性能、胶接界面化学基团和微观结构、胶合板干态和湿态胶合强度的影响。结果表明:KH550、KH560、KH570偶联剂处理后,木材表面形成的硅烷薄膜层,有利于碱激发剂在木材表面的进一步扩散,平衡接触角分别降低了25.8%、31.8%、14.8%;硅烷偶联剂处理有利于促进地质聚合物在木材内部的渗透,其中偶联剂KH550处理组的地质聚合物在木材中渗透更为均匀;经浓度为10%的KH550处理后,胶合板胶合强度达到最大值,其湿态胶合强度与干态胶合强度分别比未处理材提高了41.5%和47.5%。     

玄武岩纤维布/不饱和聚酯增强竹木复合板材胶合性能研究

以时间、压力、材料表面处理方式为因素设计正交试验,利用不饱和聚酯树脂作为胶黏剂制备玄武岩纤维布增强竹木复合板材,并对其胶合性能进行了检测。极差分析及验证试验结果表明:在处理时间为90min、压力为1.6MPa、木材及竹黄采用羟甲基间苯二酚(HMR)处理,竹青采用硅烷偶联剂KH550处理的条件下,玄武岩纤维布增强竹木复合板材的胶合性能最好,可以达到相关国家标准的要求。     

玄武岩纤维增强结构用胶合板弯曲性能的研究

通过对比普通结构用胶合板和玄武岩纤维增强结构用胶合板的弯曲性能,探讨了纤维布层数及等离子体和KH550偶联剂这两种纤维布表面处理方式对其增强结构用胶合板性能的影响,说明了采用玄武岩纤维布增强结构用胶合板的可行性。结果表明：经过玄武岩纤维布（BF）增强后杨木和桉木胶合板的静曲强度分别提高60 MPa和70 MPa以上;低配筋率产品弯曲性能更优;低温等离子处理后玄武岩纤维布制成的纤维增强结构用胶合板弯曲性能得到大幅度提高。     

异氰酸酯改性大豆蛋白胶的研究

先以大豆蛋白、乙酸乙烯酯、尿素、过硫酸铵等为主要原料合成大豆蛋白接枝共聚乳液,以剪切强度为衡量指标,最佳反应条件为:尿素浓度3 mol·L-1;单体比例乙酸乙烯酯∶大豆蛋白=1∶2,反应温度68℃;再使用异氰酸酯对其改性,合成异氰酸酯改性大豆蛋白胶,用该胶压制杨木胶合板,经检验干态和湿态剪切强度分别为7.46 MPa和6.01 MPa,达到了II类胶合板要求;进一步将填料、橡胶乳液、交联剂对胶合板性能的影响作出分析得出,填料最优加入比例为10%,橡胶乳液为30%,交联剂在13%以下时,随着用量增加胶合强度增加,适用期减小,超过15%胶合强度下降。     

等离子体改性热塑性树脂薄膜制备环保胶合板试验

为获得无甲醛释放的环保胶合板,将热塑性树脂薄膜(低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC))用作胶黏剂,并利用空气介质阻挡等离子体对热塑性树脂薄膜进行表面改性处理以提高薄膜与杨木单板的界面相容性,从而获得性能良好的环保胶合板。研究了等离子体处理对胶合板胶合性能的影响,并从等离子体处理对热塑性树脂薄膜表面化学组分及其对胶合板界面形貌的影响分析其胶合机理。结果表明:在等离子体处理功率为4.5 kW、处理时间为8 m/min的条件下处理热塑性树脂薄膜,胶合板的胶合强度得到显著提高,LLDPE/杨木胶合板的胶合强度从0.49 MPa增至0.81 MPa,PP/杨木胶合板的胶合强度从0.65 MPa提高到0.84 MPa,均达到Ⅱ类胶合板标准要求。其中用等离子体处理后PVC与杨木制备的胶合板能满足Ⅰ类胶合板的标准要求,胶合强度达到0.79 MPa。XPS分析表明,等离子体改性热塑性树脂薄膜的表面发生了氧化反应,引入了含氧官能团,提高了薄膜表面极性,有利于提高薄膜与杨木单板之间的相互作用,从而使得胶合板的界面胶合更为紧密,说明等离子体处理后树脂与杨木单板的相容性提高,树脂能在单板表面更好地附着。热塑性树脂薄膜与杨木单板制备的胶合板仅有极微量甲醛释放,其主要源于木材自身,远低于国家标准对人造板甲醛释放限量的要求。研究证明等离子体处理能明显改善热塑性树脂薄膜与杨木单板的界面相容性。     

分子筛对磷氮阻燃胶合板协效作用的研究

采用单因素法分析了分子筛类型及用量对磷氮阻燃剂浸渍杨木单板制备的胶合板的阻燃性能和胶合性能的影响。研究结果表明:分子筛在磷氮阻燃胶合板中显示出良好的协效阻燃作用。加入量为1%时就能够显著提高阻燃胶合板的阻燃性能,不同类型分子筛对阻燃性能的提高程度依次为4A>5A>13X>3A;分子筛在协效阻燃的同时,还可以提高阻燃胶合板的胶合强度。分子筛加入量为3%时阻燃胶合板的胶合强度提高最大,各类型分子筛对胶合强度的提高程度依次为13X>5A>4A>3A。     

4A分子筛改性阻燃胶合板的研制

用4A分子筛改性脲醛树脂、BL阻燃剂处理杨木单板,通过正交试验设计,制备阻燃胶合板并检测其胶合强度及阻燃性能。结果表明,分子筛可提高阻燃胶合板的胶合强度,分子筛加入胶黏剂中对阻燃胶合板的阻燃性能影响不大。分子筛改性阻燃胶合板制造的优化工艺为阻燃剂浓度10%、分子筛量4%、涂胶量380g/m2、热压温度120℃。     

等离子体处理对高温干燥杨木单板表面性能的影响

单板在高温干燥条件下表面会发生钝化,表面活性下降,从而影响胶合性能。利用常压低温等离子体处理高温干燥杨木单板,以改善其表面特性,提高胶合性能。主要研究了等离子体处理功率和处理速率对高温干燥杨木单板表面特性及界面胶合性能的影响。研究结果表明:等离子体处理可明显提高单板表面的润湿性,当处理功率为4.5 k W、处理速率为2 m/min时,脲醛树脂胶和酚醛树脂胶在杨木单板表面的初始接触角和平衡接触角分别降低了18.2%,17.8%和40.4%,38.8%,脲醛树脂和酚醛树脂胶所制胶合板的胶合剪切强度分别增加了56.0%和51.5%。等离子体处理后脲醛树脂在高温干燥杨木单板所制胶合板的胶合界面中的渗透深度明显提高,胶合界面的平均渗透深度和有效渗透深度增幅分别为80.0%和61.9%。等离子体处理后,高温干燥杨木单板表面羰基数量有所增加。     

薄竹单板浸渍工艺对阻燃胶合板性能的影响

在常压下研究了温度、时间、复配阻燃剂质量分数等不同浸渍工艺参数对薄竹单板载药量的影响,测定了不同载药量薄竹胶合板的燃烧和力学性能。结果表明,在温度为60℃,时间为8h,复配阻燃剂质量分数为30%时,单板载药量趋于稳定;单板厚度增加,单板载药量会相应减少。力学性能表明,经过阻燃处理的薄竹胶合板随着载药量的增加,胶合强度有所下降,与未处理试样的胶合强度相比,经载药量为6%,8%,10%和12%阻燃处理的胶合板胶合强度分别下降了16.1%,22.0%,28.0%和35.6%,含水率范围为12.3%~13.2%,胶合强度和含水率均能满足Ⅱ类胶合板的要求。燃烧性能表明,随着载药量的增加,胶合板的点燃时间和残余质量逐渐增加,而总热释放量和总烟释放量逐渐减小,阻燃效果明显。因此,利用常压浸渍工艺生产阻燃薄竹胶合板是可行的。     

苯丙/SiO_2改性UF胶制备及其对胶合板性能的影响

为提高胶合板性能,以苯丙/Si O2作为改性剂,通过物理共混的方法制备了改性脲醛树脂(UF)胶。研究了苯丙/Si O2改性剂添加量和改性UF胶施胶量对胶合板胶合强度和阻燃性能的影响。结果表明:随着改性剂添加量和施胶量的增加,胶合板的胶合强度和阻燃性能提高明显,但过量的改性剂添加量和施胶量会使胶合强度和阻燃性能有所下降,当施胶量为220 g/m2,改性剂添加量为15%时,制备的胶合板性能较佳,胶合强度为1.63 MPa,热释放总量为12.7 MJ/m2,释烟总量为213.79 m2/m2。     

金属纤维与木单板的复合

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入黄铜纤维和不锈钢纤维作为导电单元,制备三层结构的落叶松复合胶合板,研究金属纤维不同施加量以及涂胶量对木基复合材料电磁屏蔽性能(SE)和胶合强度(ST)的影响.结果表明,除SF25-80外,胶合强度均达到或超过国家标准,涂胶量增大对电磁屏蔽效能有不利影响.在施加黄铜纤维条件下,电磁屏蔽效能为6.34～28.76dB,电磁屏蔽和胶合强度模型均不显著;在施加不锈钢纤维条件下,胶合板的电磁屏蔽效能为13.63～21.14dB,电磁屏蔽模型显著,胶合强度模型不显著.金属纤维的加入一方面有利于导电网链的形成,但另一方面对胶合强度有不利影响,进而不利于胶合板的导电性,电磁屏蔽性能是这两个方面综合作用的结果.     

刨切薄竹载药量对薄竹胶合板力学性能的影响

利用复配阻燃剂研究了浸渍温度、浸渍时间及浸渍浓度对刨切薄竹载药量的影响,并测试了不同载药量薄竹胶合板的力学性能。结果表明:在温度60℃,时间8 h,浸渍浓度30%时为最佳浸渍条件;力学性能测试表明,经过阻燃处理的薄竹胶合板随着载药量的增加其胶合强度有所下降,未处理试样的胶合强度为0.85 MPa,含水率为11.0%,经阻燃处理载药量为6%、8%、10%、12%的胶合板胶合强度依次为0.75 MPa、0.71 MPa、0.64 MPa、0.58 MPa,分别下降了11.8%、16.5%、24.7%、31.8%,含水率范围为12.3%~13.2%。当载药量为6%和8%时胶合强度满足普通胶合板的国标指标值,即≥0.70MPa;综合含水率和胶合强度可知8%为最佳载药量。     

高温处理对木塑复合胶合板性能的影响

用高温处理的杨木单板与HDPE薄膜制备木塑复合胶合板,考察处理温度对木塑复合胶合板性能的影响,并通过红外光谱、表面接触角等分析其作用机理。结果表明:杨木单板经130~200℃处理后,表面的亲水性降低,与HDPE薄膜界面的相容性改善,有效地提高了木塑复合胶合板的胶合强度和耐水性能;但高温处理导致单板自身强度降低,木塑复合胶合板的静曲强度和弹性模量降低。处理温度为160℃时,木塑复合胶合板的综合性能最佳。     

环氧树脂-丙烯酸改性豆粕胶黏剂的研究

本试验采用表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)处理豆粕,与顺丁烯二酸酐(MA)接枝后,继而与环氧树脂共混制备胶黏剂.采用正交试验对复合胶黏剂的黏度和胶合强度进行分析与研究,探讨大豆、SDS、MA及环氧丙烯酸酯用量对胶黏剂胶合性能的影响.结果表明:当AGE与MAA质量比为2∶8、温度60℃、豆粕质量20 g时,制备的胶黏剂所压制胶合板胶合强度较强,为0.75 MPa,满足国家Ⅱ类胶合板使用要求.     

应用不同国家标准对结构胶合板胶合强度检测的比较研究

胶合强度和木破率是评价结构用胶合板胶合性能的重要指标,而中、日、美三国结构用胶合板标准要求的胶合强度测试试件在开槽深度及试件长度上存在差别。为研究不同国家标准要求对结构胶合板胶合性能测试结果的影响,笔者进行了实验,结果表明,槽口深度对结构胶合板胶合强度测试结果的影响极显著,而试件长度对其影响不显著。且美国结构用胶合板标准对胶合强度要求相对中、日两国标准高。     

马来酸酐接枝PP/PE共混物及其木塑复合材料

通过聚丙烯(PP)与聚乙烯(PE)机械混合来模拟废旧塑料混合物,利用马来酸酐(MAH)对PP/PE混合物进行接枝改性,然后以接枝共混物作为基体与木纤维复合制备木塑复合材料。通过对比接枝前后的红外光谱图,证明MAH已成功接枝在PP/PE共混物上。力学测试结果显示:基体经过接枝改性后,复合材料的弯曲强度和无缺口冲击强度均大幅度升高,当MAH用量为1%时,弯曲强度提高了50.4%,无缺口冲击强度提高了90.8%,而以废旧塑料为原料制备的复合材料的弯曲强度和无缺口冲击强度分别提高40.2%和53.4%。微观相形态分析表明:通过接枝改性不仅改善了PP/PE共混体系的相容性,同时也显著改善了木纤维与PP/PE共混物之间的界面结合状况,因而宏观上表现为力学性能提高。这表明,共混接枝改性方法可能是利用混合废旧塑料制备高性能木塑复合材料的一条可行途径。     

聚丙烯/亚麻纤维复合材料的性能研究

研究了亚麻纤维(flaxfiber,FF)的含量和马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)对聚丙烯/亚麻纤维(PP/FF)复合材料各项性能的影响,通过扫描电镜研究了复合材料的界面结构.结果表明:随着FF含量增大,复合材料拉伸强度、硬度和热变形温度提高;添加MAH-g-PP提高了复合材料力学性能和热稳定性,降低了复合材料吸水性.     

酸碱对改性豆胶耐水胶合强度的影响

采用酸、碱和酸碱联合3种方式处理脱脂豆粉,制备改性豆胶,并用于压制三层胶合板,以Ⅱ类胶合板的标准检测其耐水胶合强度。结果表明,酸碱处理均能提高改性豆胶的耐水性能,当酸用量为11.9份时,改性豆胶压制的胶合板最高耐水胶合强度为0.48MPa;碱的用量为22.6份时,耐水胶合强度为0.43MPa;酸碱联合改性豆胶的效果优于单独用酸或碱改性,当酸、碱的用量分别为11.9和39.9份时,改性豆胶压制的胶合板最优耐水胶合强度为0.61MPa。红外光谱分析表明,酸碱联合改性豆胶能综合酸、碱单独使大豆蛋白变性的优点,更有利于提高改性豆胶的耐水性。     

PEI/APP改性脲醛树脂制备阻燃胶合板及性能

以聚乙烯亚胺(PEI)为改性剂处理聚磷酸铵(APP)制备得到APP@PEI阻燃体系,并将其加入到脲醛树脂(UF)中,制备阻燃胶合板。研究了APP@PEI对UF胶黏剂理化性能的影响,并进一步探讨其对胶合性能及阻燃性能的影响。结果表明:APP、PEI和APP@PEI对UF的黏度、pH和固化时间均有影响。当APP添加量为10%时,UF的黏度由3.843 Pa·s上升至8.270 Pa·s,pH降至5.67,固化时间由91 s降至87 s;当PEI添加量为0.91%时,由于UF体系中支化和交联程度增加,黏度上升至41.433 Pa·s,pH和固化时间分别提升至9.91和116.3 s;而APP@PEI能降低对UF各项性能的影响,添加10%APP@PEI时UF的黏度、pH和固化时间分别为5.966 Pa·s、6.33和94.3 s。添加APP后,胶合板的胶合强度均低于Ⅱ类胶合板强度标准(0.7 MPa);添加PEI后,胶合板的胶合强度能够提升18%以上;APP@PEI添加量为10%时,胶合板的胶合强度达0.85 MPa,高于Ⅱ类胶合板强度标准要求。添加APP、PEI和APP@PEI对胶合板的阻燃性能有不同影响,单独添加PEI无法改善胶合板的阻燃性能,当APP和APP@PEI添加量为10%,15%和20%时,胶合板的极限氧指数(LOI)分别比未添加阻燃剂时提高0.8%,2.0%,2.5%和1.2%,2.2%,3.1%。