不同胶黏剂制备竹单板/泡沫铝夹芯板材性能研究

本研究以竹单板和多孔泡沫铝为原料，采用卡夫特AB胶、环氧树脂胶和酚醛树脂胶等三种胶黏剂将竹单板与泡沫铝黏合成型，制备竹单板/泡沫铝夹芯复合板材。探究了不同胶黏剂种类及施胶量对竹单板/泡沫铝夹板材力学性能、吸水性能和胶层形貌的影响。结果表明：采用水溶性酚醛树脂作为胶黏剂，施胶量为340 g·m^-2时所制备的板材，其静曲强度、弹性模量及胶合强度均达到最大值，24 h吸水厚度膨胀率和72 h吸水率达到最低值，竹单板和泡沫铝的胶合界面黏合更紧密，证明板材的综合性能最优，最适于工业化生产和实际推广利用。     

碳纤维增强聚合物 重组竹复合材的弯曲力学性能

重组竹已广泛应用于室内高档装饰、园林景观、室外防腐地板等领域,但重组竹的弹性模量比较小,为钢材的1/7~1/5,应用于建筑领域时难以充分发挥其自身高强度的特性。针对重组竹刚度较小的问题,提出一种重组竹板和碳纤维增强聚合物(CFRP)厚板嵌合粘接的新型重组竹复合材料,采用三点弯曲试验和有限元仿真方法,对CFRP 重组竹复合试件的失效模式、荷载 位移关系、应变曲线、胶层界面剥离影响等进行了研究。结果表明:重组竹试件失效模式是跨中位置处拉伸区域竹纤维断裂,且出现若干水平分层破坏,CFRP 重组竹复合试件的失效模式是CFRP与重组竹层间胶层出现大面积剥离;CFRP 重组竹复合试件的变形过程分为线弹性阶段和界面破坏阶段;CFRP可以明显提高重组竹梁的弹性模量和静曲强度,复合试件弹性模量是重组竹试件的2.33~2.94倍,静曲强度是重组竹试件的1.49~1.58倍;胶层界面剥离是CFRP 重组竹复合试件失效的重要因素,胶层界面剥离对复合试件的应变分布和挠度都有较大影响,完全剥离后试件的挠度是未剥离时的3.09倍。     

热压工艺对竹重组板材性能的影响

探讨了以竹材为主要原料的竹重组板材热压工艺的优化,研究了热压工艺对竹重组板材力学性能的影响,讨论分析了热压压力、热压时间、热压温度对竹重组板材吸水厚度膨胀率、耐沸水性、静曲强度、弹性模量、耐磨性、耐化学腐蚀性、浸渍剥离率和甲醛释放量等性能的影响。通过正交试验,得出的优化热压工艺为:①热压压力2.0MPa、热压温度145℃、热压时间1.7min/mm,热压压力对竹重组板材耐酸性、静曲强度和弹性模量等影响显著,对耐沸水性、耐碱性、耐盐性、耐磨性和浸渍剥离率等影响不显著。②热压时间对竹重组板材静曲强度有显著影响,对其他试验指标影响不显著。③热压温度对竹重组板材各试验检测指标均有一定的影响,但不显著。     

纤维布增强重组竹材的力学性能与耐水性能

以重组竹板材为基材,表面分别以碳纤维布和玻璃纤维布为增强体,环氧树脂为胶黏剂,热压成型制备增强型重组竹复合材料,探讨纤维布增强对复合材料耐水性能和力学性能的影响。结果表明,与纤维布复合后的重组竹,力学强度及尺寸稳定性大幅提高;双面纤维布比单面纤维布增强的提高幅度大;碳纤维布比玻璃纤维布增强的效果显著。利用纤维布增强重组竹,有利于拓展重组竹在建筑领域的应用。     

重组竹板材研究——去青与不去青的比较

以小径杂竹为原料，水溶性酚醛树脂（ＰＦ）胶为胶粘剂，试制了去青与不去青的两种重组竹板材，并比较了它们的性能，结果表明：（１）在研究的范围内，竹种，重组竹的结构，去青与否，对重组竹板材的纵向静曲弹性模量（ＭＯＥ）无明显影响，竹种，去青与否，对交错结构的重组竹的横向静风弹性模量（ＭＯＥ１）亦无明显影响，且两者各自处于同一水平，（２）两种结构之重组竹板材，在常态下和室水浸泡４８ｈ后的静曲强度（ＭＯＲ），     

降压工艺对竹重组材性能的影响

对竹重组材的热压工艺进行研究,分析了板材降压时间、排湿时间、降压压力、出板温度等工艺因素对板材的静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率等性能的影响,探讨竹重组材热压的较佳工艺参数。试验结果表明:竹重组材采用"V"型的降压方式,可以提高板材的质量,缩短热压周期,提高生产效率。竹重组材较佳工艺条件为降压时间23 min,排湿时间60 s,降压压力1.0 MPa,出板温度70℃。     

基于毛竹材的竹重组材关键技术研究

以毛竹为实验材料,研究了竹重组材在生产过程中冷压工艺和热压工艺的关键技术参数对竹重组材性能的影响。结果表明:1)采用冷压工艺时,用胶量对产品的胶合强度和膨胀率影响明显,用胶量为10%时生产的竹重组材具有较好胶合强度和吸水膨胀性能;竹束含水率为12%时其产品力学强度最好;竹重组材的密度越高,其各项性能指标就越好;加热温度为135℃时,产品的各项性能最佳;加热时间选择15 h较为合适。2)采用热压工艺时,较优热压工艺条件为单位压力2.0 MPa、热压温度145℃、热压时间1.7 min/mm;此工艺流程大大提高了生产效率,降低了生产能耗。     

大豆蛋白胶黏剂用于竹柳中密度纤维板试验

以大豆蛋白胶为胶黏剂,分别采用剥皮和未剥皮的竹柳枝桠材制备中密度纤维板.探讨了枝桠材树皮与木质部的比例和纤维得浆率,研究了树皮含量、施胶量和板材密度对竹柳纤维板物理力学性能的影响,优化了板材的制备工艺参数,并与脲醛树脂胶制备的剥皮竹柳中密度纤维板进行性能对比分析.结果表明:竹柳枝桠材的树皮含量这30.5％,其纤维得浆率比剥皮枝桠材低约4％;纤维板的性能随着密度和施胶量的增加而明显提高;剥皮竹柳所制纤维板的性能优于未剥皮的,未剥皮竹柳所制纤维板在密度为0.80 g/cm3,施胶量为16％时,其物理力学性能可满足GB/T 11718-2009的要求;而剥皮竹柳所制纤维板在密度为0.75 g/cm3,施胶量为14％时即可达到国标要求;大豆蛋白胶所制纤维极性能略低于脲醛树脂所制纤维板,但基本可以满足国标要求.     

浸胶竹束贮存时间对酚醛树脂胶合性能的影响

将竹材制成浸胶竹束进行运输和贮存,是解决竹材原料供应范围小,运输贮存成本高的问题。但需要考虑原料贮存时间是否会影响胶粘剂反应活性,为此,研究将浸胶竹束分别贮存1.5 个月、4.5 个月和6.5 个月与未贮存的浸胶竹束进行对比,采用差式扫描量热法分析竹束中胶黏剂反应活性;并将不同贮存时间的浸胶试验进行压板,测试板材性能变化。研究结果表明：经1.5 个月和4.5 个月贮存后的竹束热焓与刚浸胶干燥后竹束热焓差别不大;不同贮存期浸胶竹束压制的板材各项性能虽有小幅度的波动,但差异不显著。因此浸胶竹束在放置6 个月内再进行压板,对板材性能和使用无影响,竹材就地加工浸胶是可行的技术方案。     

小径杂竹制造重组竹的试验研究

针对我国大量的小径杂竹资源未得到充分利用的现状，通过试验研究和技术、资源、经济效益及应用方向的综合分析，探讨了用小径杂竹制造重组竹的可行性，为小径杂竹的高效利用开辟了一条新的途径。研究结果表明：只要采用合适的生产工艺，用小径杂竹完全可以生产具有较高物理力学性能的重组竹板材；用小径杂竹制造重组竹具有良好的市场前景。     

竹木复合刨花板制造工艺研究

从胶水类型、施胶方法以及关键工艺参数等方面探讨了竹木复合刨花板的生产工艺,综合结果表明,竹木复合刨花板批量生产的工艺参数为:低摩尔比环保树脂胶、搅拌气流式喷胶法、竹刨花比例40%～60%、用胶量70 kg(干胶)·m-3、热压压力2.0 MPa、热压温度170℃、热压时间20 s·mm-1、刨花颗粒(芯层)0.5～1.0 mm、板厚8.8 mm。生产的竹木复合刨花板产品质量执行国家标准,质量可以达到国标A类刨花板一等品标准。     

重组竹研究现状与展望

总结了重组竹制备工艺及其物理力学性能的研究现状, 分析了重组竹产品的应用前景, 并提出了今后的研究方向, 指出重组竹具有广阔的发展前景。     

竹重组材的X射线光电子能谱分析

应用X射线光电子能谱分析(XPS)的技术手段,以冷压热固化与热压法两种生产模式的竹重组材为研究对象,分析其竹材表面元素组成及相对含量的变化。试验结果表明,冷、热压法竹重组材表面的C、O及相对含量有明显差异。从C原子结合形式来看,冷压法与热压法相比,冷压法竹重组材CA(-C-C或-C-H)含量增加明显,CB(C-O或C-OH)含量减少明显,CC(C=O)含量减少,CD(O-C=O)变化不大。说明竹材纤维素、半纤维素、木素,以及抽提物含量等化学组分出现不同程度的变化,进而影响二类竹重组材产品的物理力学性能。     

中国竹制品生产的优势、面临挑战与对策

中国是竹制品的生产和出口大国。在经济新常态下,中国竹制品生产既有优势,也面临诸多挑战。中国竹资源丰富、竹文化底蕴深厚、竹制品加工历史悠久、竹制品类型多样,发展竹产业具有独特优势;但竹产业发展也受到国内外市场形势、产品环保标准、技术与产品研发能力、销售市场等因素的制约。基于竹制品生产面临的挑战,提出了相应的对策建议。     

竹木复合积成材生产工艺研究

以杉木制材边皮经梳解获得的木束条和刨切薄竹过程中产生的废料为原料,选用酚醛树脂胶黏剂,探讨竹木复合积成材生产工艺及各因素对复合材料性能的影响。结果表明,随着竹片废料用量的增加,竹木复合积成材的各项性能均有不同程度的提高;竹木混杂比、木束条粗细及比例和板密度对积成材静曲强度和弹性模量的影响较大;木束条施胶量对积成材吸水厚度膨胀率和内结合强度的影响较大。     

竹重组材微晶结构的X射线衍射分析

运用X射线衍射分析(XRD)的检测手段,对冷压热固化与热压法两种生产模式的竹重组材试样进行分析,结果表明竹材纤维素是以微晶结构为基础的无定型结构,仅在衍射角2θ为22.5°附近出现较突出的晶体衍射峰,在衍射角16.7°、35°附近出现对应强度较弱的晶体衍射峰。冷压热固化与热压过程中,竹材纤维素结晶区主体结构未见明显变化,但相对结晶度有不同程度下降,对竹重组材的物理力学性能有所影响。     

国产自攻螺钉抗钉帽拉穿强度研究

针对自攻螺钉的抗钉帽拉穿强度进行评价,测试了不同直径、不同钉帽形式的国产自攻螺钉在SPF规格材和重组竹中的抗钉帽拉穿强度。试验结果表明:在同种材料上自攻螺钉的抗钉帽拉穿强度取决于钉帽类型和螺钉直径。所有SPF试件均出现钉帽拉穿破坏,重组竹试件个别出现钉帽拉穿破坏,大部分则出现自攻螺钉拉断破坏。自攻螺钉在重组竹中的抗钉帽拉穿强度远大于在SPF规格材中强度。     

浸胶工艺对绿竹重组竹材性能的影响

讨论胶黏荆固体含量、浸胶方式、浸胶时间等因素,对重组竹材物理力学性能的影响.结果表明:在本试验范围内,随着胶黏剂固体含量的降低,重组竹材的物理力学性能降低;随着浸胶压力的增大.重组竹材的静曲强度(MOR)和内结合强度(IB)均呈先增后减的趋势,弹性模量(MOE)基本不变;随着浸胶时间的延长,重组竹材的MOR和MOE无显著变化,IB提高.     

卫浴用树脂浸渍单板重组材的尺寸稳定性

为满足卫浴装饰装修用木材的需求,以速生桦木为原料,开发出一种树脂浸渍单板重组材。通过分析浸渍三聚氰胺-甲醛(MF)树脂固体含量、浸渍方法、热压压力等因子对板材尺寸稳定性的影响,结果表明:当MF树脂固体含量45%、热压压力1.0MPa,采用辊压浸渍(压榨率50%～70%)时,板材的极限体积膨胀率为6.2%,低于水曲柳、栎木等实木试件,尺寸稳定性大大改善。     

不同热压方式下桦木重组材的密度分布

以人工林桦木单板为试材,浸渍三聚氰胺甲醛树脂、组坯后,采用高频和接触两种方式热压成型,探讨热压方式对重组材密度分布的影响。研究结果表明:不同热压方式下,重组材在长度、宽度方向,以及厚度方向上的密度分布存在一定差异。综合考虑剥离强度指标,制备厚度30mm重组材,宜采用高频热压方式。