风电叶片用竹基纤维复合材料力学性能的评价

采用热压法生产工艺,利用四川地区3～4年生慈竹,进行风电叶片用竹基纤维复合材料的生产研制,分析竹基纤维复合材料密度与其拉伸、压缩及疲劳性能的关系.并通过与玻璃纤维增强不饱和树脂基复合材料的性能比较,论述竹基纤维复合材料应用于风电叶片制造所具有的优异性能及经济性,为竹叶片制造工艺设计提供初步的技术参数.     

风电叶片用竹基纤维复合材料力学性能的评价北大核心

采用热压法生产工艺,利用四川地区3～4年生慈竹,进行风电叶片用竹基纤维复合材料的生产研制,分析竹基纤维复合材料密度与其拉伸、压缩及疲劳性能的关系。并通过与玻璃纤维增强不饱和树脂基复合材料的性能比较,论述竹基纤维复合材料应用于风电叶片制造所具有的优异性能及经济性,为竹叶片制造工艺设计提供初步的技术参数。     

制造工艺对竹基纤维复合材料性能的影响

采用冷、热压两种生产工艺,分别制备不同密度(0.85～1.20 g/cm(3))的竹基纤维复合材料.并检测其物理力学性能.结果表明:两种生产工艺均可制备出物理力学性能优良的竹基纤维复合材料,其中:冷压生产的竹基纤维复合材料的耐水性能较好,热压生产的竹基纤维复合材料的抗弯性能和抗剪切性能更优.     

热处理对竹基纤维复合材料性能的影响

为拓展竹基纤维复合材料的应用领域,对慈竹纤维化单板进行热处理,探讨蒸汽压力和热处理时间对竹基纤维复合材料性能的影响.结果表明:经过热处理,竹基纤维复合材料的尺寸稳定性改善；随着蒸汽压力的增大和热处理时间的延长,材料的静曲强度和水平剪切强度显著降低,弹性模量则呈现先增后减的趋势.在保证材料性能的前提下,建议根据产品需求来选择适宜的热处理工艺.     

疏解竹单板高温干热处理对竹基纤维复合材料性能的影响

【目的】以高温干热处理疏解竹单板为基本单元,制备竹基纤维复合材料,分析不同热处理温度对疏解竹单板物理化学性能以及竹基纤维复合材料物理力学性能的影响,为高温干热处理竹基纤维复合材料生产工艺优化和新产品开发提供依据。【方法】以毛竹疏解单板为原料,以180和200℃干热空气为介质,在氧气含量2%～2.5%条件下对其进行热处理;以不同温度处理的疏解竹单板为基本单元制备竹基纤维复合材料,对热处理后疏解竹单板以及竹基纤维复合材料的性能进行分析。【结果】200℃处理4 h疏解竹单板的质量损失比180℃大;随着热处理温度升高,疏解竹单板的综纤维素和α-纤维素含量分别降低11.36%、20.15%和21.95%、35.94%,木质素相对含量分别增加16.36%、43.56%,pH和缓冲容量降低;傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱分析显示,热处理后疏解竹单板表面羟基数量减少,导致其对水分的再吸收能力降低;热处理后疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;经180和200℃处理后,竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率分别降低11.20%、15.88%、7.03%和21.60%、32.27%、26.60%,静曲强度和剪切强度分别降低39.07%、33.51%和56.14%、42.15%,弹性模量变化不显著。【结论】随着热处理温度升高,疏解竹单板的抽提物挥发和化学组分降解,其质量损失率增加,pH和缓冲容量降低;半纤维素优先降解,导致其对水分的再吸收能力降低,而降解生成的可溶性小分子物质增加,导致其抽提物和木质素相对含量增加;热处理疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率降低,耐水性能增加,静曲强度和剪切强度大幅降低。     

浸胶竹纤维化单板干燥温度对竹基纤维复合材料性能的影响

以慈竹为试材,探讨浸胶竹纤维化单板的干燥温度对竹基纤维复合材料性能的影响。结果表明:随着干燥温度由70℃升至90℃,复合材料的抗弯强度、弯曲模量和垂直加载水平剪切强度呈现先上升、后下降的趋势,平行加载水平剪切强度和耐水性能逐渐下降。综合考虑板材性能和生产效率,建议工业化生产中的干燥温度设为80℃。     

室内地板用竹基纤维复合材料的研制与应用

以酚醛树脂为胶黏剂,以毛竹和慈竹为原料,在不去竹青和竹黄的条件下,采用点裂和线裂纤维分离技术,将半圆竹筒疏解形成由竹纤维束交织而成的网状结构纤维化竹单板后,用冷压热固化法制造本色和炭化色竹基纤维复合材料,再加工成地板,并与重组竹进行对比,结果表明:竹基纤维复合材料性能高于重组竹;慈竹竹基纤维复合材料的性能优于毛竹;炭化处理对耐水性和刚度具有改善作用,对胶合强度和静曲强度具有不利影响;用竹基纤维复合制造的室内地板各项理化性能均达到或超过了《重组竹地板》标准规定的性能指标要求。     

麻竹制备竹基纤维复合材料的性能初探

为了探索利用麻竹制备竹基纤维复合材料的性能,首先利用纤维可控分离技术将麻竹制备成纤维化竹单板,经过浸胶干燥后,采用热压法制备竹基纤维复合材料,并探讨密度对其耐水性能和力学性能的影响。结果表明,采用热压法制备的竹基纤维复合材料的性能较优,已超过重组竹地板标准规定的室外用地板的指标值。随着密度的增加(0.90~1.15g/cm~3),麻竹竹基纤维复合材料的耐水性能得到改善,其静曲强度、弹性模量和水平剪切强度等主要力学性能增强。在应用中可以考虑在保证板材使用性能的前提下,尽量降低竹基纤维复合材料的密度以节约成本。     

聚磷酸铵处理竹基纤维复合材料的燃烧性能

通过热重和锥形量热仪,测试分析聚磷酸铵(APP)处理竹基纤维复合材料的燃烧特性。结果表明:竹基纤维复合材料的热解过程可分为四个阶段,其中200~350℃是热解的主要阶段;与未处理试样相比,APP处理试样的释热速度、释热总量、失重率、发烟总量等指标值均有下降,阻燃性能得到改善。     

户外用竹基纤维复合材料加速老化耐久性评价

为了给竹基纤维复合材料在户外环境的使用提供参考数据,对利用3～4年生毛竹和慈竹生产的竹基纤维复合材料,参照美、中两种标准(ASTM D 1037-06a和GB/T 17657-1999)方法进行循环试验,测定经过循环暴露试验后,材料的力学性能和尺寸稳定性.试验结果表明,竹基纤维复合材料的性能优于现有户外商业化重组竹产品.     

人工林杉木木材力学性质对高温热处理条件变化的响应

以人工林杉木为试材,分别用空气和菜子油为介质,在温度为180,200和220 ℃对其分别热处理1,3和5 h,研究试材的抗弯强度(MOR)、抗弯弹性模量(MOE)、顺纹抗压强度、表面硬度对高温热处理条件变化的响应,同时对处理材的主要化学成分进行分析,用扫描电镜对处理材横切面微观结构进行观察.结果表明:人工林杉木试材的4种主要力学性质对不同条件热处理的响应程度不同.无论是空气热处理还是油热处理,试材的MOR,MOE,顺纹抗压强度与对照比有不同程度的降低,且随处理温度升高、时间延长,下降幅度增大,相比于时间,温度的影响更显著;180 ℃热处理1,3和5 h时,试材的MOR,MOE与对照比未发生明显变化(降幅在3%以内),而顺纹抗压强度则明显低于对照,两介质中降低幅度分别在3.29%～9.58%和3.89%～7.18%;200 ℃以上处理时,不同时间处理的3种主要力学性质不仅显著或极显著低于对照,且各性质问的差异也达显著或极显著水平;对硬度的测试结果表明:180 ℃热处理时,试件的径面硬度和弦面硬度均随时间的延长而增大;200 ℃热处理3 h时,试件的硬度达最大,与对照差异达显著水平;随后热处理试件的硬度开始降低,220 ℃热处理5 h后试件的硬度又明显低于对照.在隔氧的油介质中进行热处理,4种主要力学性质的变化程度低于空气介质处理材,当温度高于200 ℃时,两介质处理间的差异达显著水平.而热处理过程中木材主要化学组成与横切面微观结构变化的差异,反映了4种主要力学性质对不同条件热处理时表现出的响应差异.     

油浴热处理对竹材干缩性和力学性能的影响

为了探明竹材独特结构和油浴热处理对竹材干缩性和力学性能的协同影响，本研究以机油为导热介质对毛竹进行油浴热处理，分析了不同热处理温度（150、180、210℃）和不同处理时间（1、3、5 h）条件下竹材干缩性及力学性能的变化情况。结果表明：经过热处理后，竹材含水率和横向干缩率均有下降，表明高温热处理克服了竹材亲水性强和干缩性差的缺点。但是经过热处理后，竹材的力学性能总体呈下降趋势。在同样的热处理条件下，带青带黄竹材的物理力学性能均高于去青去黄竹材，说明保留竹材的竹青竹黄对热处理十分有利，且同时能提高竹材的利用率。     

热处理对慈竹重组材性能的影响

以丛生竹类的慈竹竹篾为原料,运用不同的热处理温度对其进行高温热处理并压制慈竹重组材,对热处理前后慈竹的化学组分进行分析,并对慈竹重组材的物理力学性能进行测定。研究结果表明,当热处理温度从190℃上升至210℃后,慈竹化学组分和慈竹重组材力学性质出现急剧的变化,保证力学强度的前提下,考虑户外用材的尺寸稳定性及生物耐久性的要求,可选用热处理温度190℃,热处理时间2 h的热处理工艺。     

两种改性方法对桉木单板/聚乙烯膜复合材料力学性能影响

为提高塑料疏水表面与单板亲水表面之间的界面相容性,以聚乙烯薄膜为无甲醛胶黏剂制备复合材料。分析了热处理、碱处理对界面性能影响,确定了制备此类材料的优化工艺:热处理温度140 ℃,处理时间1 h,碱浓度3%时,复合材料力学性能较佳;热处理、碱处理可以增强复合材料的界面性能。     

改性辐射松木材物理力学性能研究

研究了辐射松树脂浸渍材与热空气热处理树脂浸渍材、热压热处理树脂浸渍材的物理力学性能,为后续辐射松改性处理和加工利用提供参考。结果表明:相对于未处理材,浸渍处理提高了木材的密度、尺寸稳定性、力学性能;相对于浸渍材,热处理可进一步提高尺寸稳定性,但一定程度降低了力学强度。     

处理时间对热改性橡胶木物理力学性能的影响

采用过热蒸汽作为传热介质和保护气体热改性橡胶木,分别于185℃条件下热改性处理2、3、4、5h,于200℃热改性处理1、2、3、4h,主要分析了处理时间对橡胶木热改性材物理力学性能的影响。结果表明:在200℃条件下,处理时间对质量损失率、颜色的影响均较185℃更显著。在两个温度条件下,处理时间对MOE的影响均不显著。在185℃温度条件下,MOR从3h开始即无显著变化;在200℃温度条件下,MOR在前3h内无显著变化,第4h开始显著降低。     

Effects of impregnation and heat treatment on the physical and mechanical properties of Scots pine (Pinus sylvestris) wood

Wood modification, of which thermal modification is one of the best-known methods, offers possible improvement in wood properties without imposing undue strain on the environment. This study investigates improvement of the properties of heat-treated solid wood. Scots pine (Pinus sylvestris) was modified in two stages: impregnation with modifiers followed by heat treatment at different temperatures. The impregnation was done with water glass, melamine, silicone, and tall oil. The heat treatment was performed at the temperatures of 180°C and 212°C for three hours. The modified samples were analyzed using performance indicators and scanning electron microscope micrographs. The mechanical and physical properties were determined with water absorption, swelling, bending strength, and impact strength tests. All the modifiers penetrated better into sapwood than hardwood; however, there were significant differences in the impregnation behavior of the modifiers. As regards the effect of heat treatment, generally the moisture properties were improved and mechanical strengths impaired with increasing treatment temperature. In contrast to previous studies, the bending strength increased after melamine impregnation and mild heat treatment. It is concluded that the properties of impregnated wood can be enhanced by moderate heat treatment.     

基于近红外光谱技术的热处理竹材物理力学性能

探讨了近红外光谱(NIRs)技术对实现热处理毛竹分选和性能在线检测的可能性。采集了3种不同温度(150,180和210℃)热处理及未处理毛竹的径切面近红外光谱信息,应用主成分分析方法与偏最小二乘法对竹材进行分类,并建立了热处理竹材的材色、密度以及力学性能预测模型。结果表明:1)近红外光谱二阶导数谱图在7 004和6 452 cm-1等吸收带处很好地反映了竹材热处理对应化学成分的变化,表明了近红外光谱变化与化学成分变化的一致性,也说明了NIRs用于快速分析热处理竹材材性的可能性; 2)热处理竹材在主成分得分图中呈明显的聚类分布特征,说明了NIRs技术对于热处理竹材良好的分类能力; 3)材色预测模型的模型参数R2≥0.93、RPD均大于3.90,表现出了非常好的材色预测性能。气干密度、绝干密度以及抗弯强度预测模型的R2分别为0.83,0.85和0.82,RPD分别为2.42,2.59和2.34,能够满足竹材性能的评估精度要求。     

圆盘豆木材力学强度对高温热处理条件变化的响应

以过热蒸汽为传热介质和保护性气体,在热处理温度为160℃、180℃、200℃、220℃,热处理时间为2h、4h、6h、8h的条件下对圆盘豆木材进行高温热处理,研究圆盘豆木材在不同热处理条件下的力学性能变化规律。结果表明,随着热处理温度升高和热处理时间延长,圆盘豆热处理材抗弯强度降低;弹性模量在160℃时最高,然后降低;硬度的变化趋势不明显。红外光谱分析表明,热处理使木材中的半纤维素、纤维素、木素发生降解反应,导致木材力学强度降低。     

The effect of urea pretreatment on the formaldehyde emission and properties of straw particleboard

For manufacturing low-formaldehyde emission particleboard from wheat straw and urea-formaldehyde (UF) resins using urea treatment for indoor environments, we investigated the influence of urea treatment on the formaldehyde emission, physical and mechanical properties of the manufactured particleboard. Wheat straws were treated at three levels of urea concentration (5%, 10%, 15%) and 95℃as holding temperature. Wheat straw particleboards were manufactured using hotpress at 180℃and 3 MPa with two types of UF adhesive (UF-45,UF-91). Then the formaldehyde emission values, physical properties and mechanical properties were considered. The results show that the formaldehyde emission value was decreased by increasing urea concentration. Furthermore, the results indicate that the specimens under urea treatment have better mechanical and physical properties compared with control specimens. Also specimens under urea treatment at 10% concentration and UF-91 type adhesive have the most optimum physical and mechanical strength.