竹材铜唑防腐剂处理工艺及力学性能研究

以竹材为试验材料,采用新型水溶性铜唑(Copper Azole,即CuAz)防腐剂对其进行防腐处理,分析药剂质量分数、压力、前真空时间及加压时间对防腐处理效果的影响,比较处理前后对竹材力学性能的影响。研究结果表明,药剂质量分数是影响竹材防腐处理效果的显著因子;经铜唑防腐处理后,竹材的弹性模量(MOE)、顺纹抗拉强度和抗压强度无显著变化,抗弯强度(MOR)稍有降低。     

中草药防腐剂对木材物理力学性能的影响

以杨木(Poplar)与樟子松(Pinus sylvestris)为试验材料,分别采用中草药防腐药剂和铜唑(CuAz)对其进行处理,比较处理前后对木材力学性能(MOE、MOR),尺寸稳定性影响。研究结果表明:(1)经中草药防腐处理后,杨木和樟子松两种木材的MOE值和MOR值,均有下降趋势,对樟子松的MOE值影响显著,对杨木的MOR值影响显著。(2)两种木材经中草药防腐处理后,在相同的温度和湿度下,防腐处理的木材尺寸变化率均比素材小,尺寸稳定性比素材略有提高。     

水载铜基防腐剂处理对竹条表面润湿性的影响

以水载铜基防腐剂季铵铜（ACQ ）和铜唑（ CuAz）处理毛竹竹条,采用蒸馏水、二碘甲烷、甲酰胺3种参照液体,测定其在防腐处理竹材表面的接触角,并利用几何平均法计算处理材的表面自由能,探讨防腐处理对竹材表面润湿性的影响。结果表明,竹黄面的表面自由能略高于竹青面,但二者差异不显著（ p＞0．05）;ACQ与CuAz处理材的表面自由能差异显著, ACQ处理材的表面自由能高于CuAz处理材;与未处理材相比,经过防腐剂处理的竹材,大多数表面自由能有所增加,但是随着载药量升高呈现先上升后下降的趋势;当ACQ载药量达到5．2 kg· m－3,CuAz达到2．2 kg· m－3,防腐处理材与对照样的表面自由能差异不显著。     

浸注药剂热处理工艺对木材物理性能的影响

先用以氯化锌、磷酸二氢铵和复合铜盐为主要成分的3种药剂浸注马尾松Pinusmassoniana木材及桉树Eucalyptus木材,然后再进行热处理的工艺方法。通过对处理前后木材的力学性能和尺寸稳定性的比较,探讨了药剂在不同温度下对木材性能的影响情况。结果表明：热处理工艺能明显提高处理材的尺寸稳定性,但也会降低木材的抗弯强度（MOR）和抗弯弹性模量（MOE）值。在同一温度下,浸注药剂后的热处理材比对照热处理材的体积湿胀率变化值（ASE）值增大了10％-45％;同时,该工艺对浸注药剂后的处理材的抗弯强度值降低较明显,而抗弯弹性模量变化则相对较小。3种药剂中,氯化锌热处理改善尺寸稳定性的作用最明显,其对抗弯强度、抗弯弹性模量影响亦是最大     

应用近红外光谱分析对竹材力学强度的预测

使用900～1 700 nm近红外光谱分析仪对展平竹进行多点采样,随后利用深度置信网络(DBN)与局部支持向量回归(LSVR)进行训练,建立DBN＿LSVR预测模型来预测单元材料的力学性能。采集到的光谱数据经过S-G滤波,完成了数据平滑,去除了大部分噪声。DBN-LSVR预测模型的竹材断裂模量(MOR)和弹性模量(MOE)的均方根误差分别为716.23、17.54,平均绝对误差分别为524.40、16.82。将预测误差与BP、DBN、LSVR模型预测误差比较,DBN＿LSVR模型的预测误差最小。基于DBN＿LSVR的MOR和MOE预测模型的相关系数分别为0.85和0.80。提出的方法可以有效地对展平竹力学强度进行无损分析,缩短了判别竹材物理性能的时间和成本。     

废纸制浆固废物刨花板制备工艺研究

【目的】探索废纸制浆固废物的资源化新途径。【方法】以废纸回收中分离的固废物为黏合剂,杨木刨花为增强体,采用热进冷出工艺压制刨花板。通过正交试验,研究刨花添加量(质量分数)、板材密度及热压工艺参数(热压时间、热压温度)对板材的静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)和内结合强度(IB)的影响。【结果】密度、热压时间和热压温度对板材的MOR、MOE和IB均有显著影响;刨花添加量对MOR和IB影响显著,对MOE影响不显著。综合考虑各因素对板材力学性能的影响和生产实际,优化得到的热压工艺参数为:刨花质量分数60%,板材密度0.95g/cm3,热压温度185℃,热压时间90s/mm。【结论】在优化热压工艺条件下制备的板材,其最佳力学性能可以达到GB/T 4897.4-2003在干燥状态下使用的结构用刨花板的质量要求。     

生物腐朽对湿地松木材力学性质影响的研究

由于生物腐朽可以引起木材结构的严重破坏,采用不同菌种和不同生物腐朽时间对湿地松木材的最大工作荷载(WML)、抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)等力学性质的影响进行了研究。结果表明:白腐菌、褐腐菌2个菌种和腐朽时间都对木材力学性质的影响显著(α=0.05),其中白腐菌处理对木材力学性质的影响很小,而褐腐菌处理木材对木材力学性质的影响很大。腐朽木材失重率与各项力学性质之间的相关性分析表明:木材失重率与WML、MOE和MOR之间都呈显著负相关。褐腐试验的相关性均在α=0.01水平时显著(双尾检验),皮尔森相关系数达到-0.937以上;而白腐试验的相关性均在α=0.05水平时显著(双尾检验),皮尔森相关系数达到-0.788以上。     

火炬松木材的抗弯弹性模量和抗弯强度的变异

10年生速生材火炬松的 2 8个家系间 ,木材的抗弯弹性模量 (MOE)和抗弯强度 (MOR)分别在 0 .0 0 1显著性水平和 0 .0 1显著性水平下差异显著 .整体上 ,2 8个家系的MOE ,MOR的个体变异大部分大于家系间的变异 ,因此火炬松材质改良在家系基础上进行个体改良效果会更好 .其中 17,37,5 1等 3个家系为抗弯性能较好的优树家系 .2 8个家系的MOE和MOR存在线性相关 ,相关系数为r=0 .5 74.MOE和MOR分别与气干密度达到 0 .0 5和 0 .0 1显著性相关水平     

高温热处理杉木力学性能与尺寸稳定性研究

以杉木为试材,采用9组热处理工艺对杉木进行了高温热处理试验。通过对热处理前后杉木力学性能和尺寸稳定性的比较,探讨了热处理温度和处理时间对其性能的影响。结果表明:随热处理温度的升高和时间的延长,试材的抗弯强度(MOR)和抗弯弹性模量(MOE)均呈下降趋势,但热处理温度影响更为显著;热处理对MOR的影响比MOE的要大;顺纹抗压强度随时间的变化规律并不明显,但随温度的升高逐渐降低。杉木热处理后,试材由绝干到气干和绝干到吸水尺寸稳定时2个阶段的径向线湿胀率、弦向线湿胀率、体积湿胀率均低于未处理材的,弦向线湿胀率大于径向线湿胀率;就整体而言,3个指标均随处理温度的升高和时间的延长而减小。抗胀率均为负值,其绝对值随处理温度的升高和时间的延长而增大,尺寸稳定性增强幅度逐渐增大,且受温度的影响较为显著,在210℃下降得最明显。     

铺装结构及密度对玉米秸秆轻质复合板性能的影响

为充分利用玉米秸秆并制备性能优越的轻质复合材料,通过对玉米秸秆内外表面特性的分析,采用机械疏解重组其胶合结构单元,以脲醛树脂为胶黏剂,制备定向和均向2种玉米秸秆轻质复合板。本文研究了不同铺装方式和密度对板材静曲强度(MOR)、弯曲弹性模量(MOE)、内结合强度(IB)、吸水厚度膨胀率(TS)、吸水率(WA)的影响。结果表明:定向铺装结构可以增强复合板材的MOR、MOE、IB,相同密度下定向玉米秸秆复合板(OCSB)的纵向静曲强度(MOR∥)和纵向弹性模量(MOE∥)约为均向玉米秸秆复合板(HCSB)的3倍,IB约为4~5倍。OCSB的MOR∥、MOE∥明显大于横向静曲强度(MOR#x22A5;)、横向弹性模量(MOE#x22A5;);OCSB密度为0.3 g/cm3时,MOR∥约为MOR#x22A5;的3.5倍,MOE∥约为MOE#x22A5;的5倍。OCSB的MOR#x22A5;均大于HCSB的MOR(密度0.3 g/cm3除外),OCSB的MOE#x22A5;均小于HCSB。OCSB和HCSB的MOR、MOE在试验范围内都随着密度的增加而增加;当OCSB密度为0.6 g/cm3时,MOR∥为25.24 MPa,MOE∥达到4 216 MPa,其物理力学性能够满足在民用建筑中的使用。此外,OCSB的TS、WA均小于HCSB。      

杉木间伐材ACQ与UF复合改性初步研究

研究应用ACQ防腐剂、改性UF树脂和特制CHC添加剂,调制成相溶的环保型复合改性剂,采用一次性真空浸渍处理杉木间伐材,使处理材达防腐、防虫、防霉、强化复合改性目的.其优化工艺参数:浸渍压力0.7 MPa、加压时间2 h、ACQ/UF体积比4∶1,提高各项力学性能指标为:顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度、磨耗量(径面、弦面)各增加21%、11.2%、32.92%(160%、162%).处理材密度可增加30%以上,经扫描电镜微观结构分析,其渗透性良好.     

工艺参数对竹重组材性能的影响

探讨了施胶量、含水率、密度、加热温度和加热时间等因素对竹重组材性能的影响.结果表明:(1)施胶量越高,产品的各项性能越好,采用10%施胶量生产的竹重组材的静曲强度(M0R)及弹性模量(MOE)超过混凝土模板用胶合板的最大指标值.(2)当竹束含水率从4%增加至24%时,产品的吸水厚度膨胀率(TS)逐渐降低,力学性能则先升...     

结构用重组竹抗弯力学性能

通过对180个重组竹抗弯试件的测试,研究了重组竹的抗弯强度、抗弯弹性模量、荷载-位移曲线、破坏现象和概率分布,并将重组竹抗弯性能与3种典型竹、木结构材进行对比。结果表明,重组竹的抗弯试件经历了弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段等3个阶段;重组竹的抗弯强度和抗弯弹性模量的概率分布均服从正态分布;参照中国木材强度设计值计算方法,确定了重组竹抗弯强度和抗弯弹性模量的设计值指标,其设计值指标均显著大于其他3种材料。     

竹片质量对竹帘胶合板静曲强度与弹性模量的影响

采用不同质量的竹片（竹篾）,按产品特定的结构与工艺要求,制造用于车箱底板的32．0mm竹帘胶合板。通过对其纵向静曲强度与弹性模量的测试与分析,研究制造车箱底板用的竹片（竹篾）的质量优化方案。结果表明：①竹片厚度误差、不规则弯曲程度越小,表面质量越好,缺陷越少,产品的纵向静曲强度与弹性模量越高;②厚度误差小于0．2mm的A类竹片制成的竹帘胶合板,其静曲强度与弹性模量达到较高值,分别为124．5MPa和7468．3MPa;④竹片厚度误差与表面质量对竹帘胶合板强度影响显著,竹片质量较好的A类竹片制成的竹帘胶合板的静曲强度为竹片质量一般的E粪竹片制成的竹帘胶合板静曲强度的3倍,弹性模量则提高了45％。图13表3参12     

ACQ防腐胶合板胶合性能的研究

用氨(胺)溶性季铵铜(ACQ)作防腐剂,采用浸渍法对单板进行防腐处理,分别以酚醛树脂(PF)和脲醛树脂(UF)为胶黏剂,压制防腐胶合板,研究ACQ对胶合性能的影响。结果表明:用PF将经防腐处理的单板压制成胶合板,单板ACQ吸药量对胶合性能影响不明显。马尾松和杨木单板的ACQ吸药量分别为7.81和15.54 kg.m-3时,最佳胶合强度分别为1.50和1.69 MPa。用UF将经防腐处理的单板压制成胶合板,单板ACQ吸药量对杨木胶合板胶合性能影响不明显,吸药量为8.75 kg.m-3时,胶合强度最佳,为1.60 MPa;但ACQ防腐剂对UF胶马尾松胶合板胶合性能有负面影响,使胶合强度达不到国家标准要求,如果将马尾松单板蒸煮处理后再浸渍ACQ或者浸渍ACQ后在低温下干燥,胶合强度明显提高,最大值分别达到1.32和1.03 MPa,这是由于经过处理去除了马尾松单板内的部分抽出物或阻止了ACQ与抽出物的某些成分反应,从而减小了ACQ对UF胶马尾松胶合板胶合强度的影响。     

基于响应面模型的竹胶合板模板力学性能优化

为实现竹胶合板模板力学性能的优化,以竹胶合板模板纵、横方向的静曲强度和弹性模量作为力学性能优化评价的基本指标,运用正交试验与数值模拟相结合的方法,构建了竹胶合板模板工艺参数和力学性能指标的二阶响应面模型。基于该响应面模型,利用Pareto遗传算法对竹胶合板模板力学性能进行多目标优化,获得了10个Pareto解。通过对10个Pareto解与初始值力学性能进行比较与分析,结果表明:纵向静曲强度平均提高了12.80％;横向静曲强度平均提高了14.75％;纵向弹性模量平均提高了14.11％;横向弹性模量平均提高了8.59％。      

4种竹材微纤丝角变异及其对抗弯性质的影响

采用X线衍射技术研究4种常见经济型竹种撑篙竹、粉单竹、吊丝竹、青皮竹的微纤丝角变异以及撑篙竹材质生成过程中微纤丝角（MFA）在纵向和径向位置的变化趋势，并探讨微纤丝角对竹材抗弯强度（MOR）和抗弯弹性模量（MOE）影响。4种3年生竹材的平均微纤丝角由大到小顺序为粉单竹＞吊丝竹＞撑篙竹＞青皮竹，分别为10.46°、9.73°、9.66°和9.52°，竹种间的微纤丝角差异甚微，变化范围在0.53°～1.48°；在径向上，撑篙竹与其他3种竹材微纤丝角从内侧到外侧到竹黄均呈增加趋势。方差分析表明，径向部位对微纤丝角有显著性影响。撑篙竹微纤丝角受竹龄影响不显著，随竹龄的增加呈现先增加后降低的趋势；在纵向上，不同竹龄的微纤丝角沿竹秆高度方向变化趋势不尽相同，受纵向部位影响显著。微纤丝角对4种竹材的抗弯性质都有一定程度的影响，只有粉单竹的抗弯强度和抗弯弹性模量与微纤丝角的相关性比较显著。研究结果以期为竹林培育和竹材合理加工利用提供理论依据。     

高温快速热压处理对毛竹材物理力学性能的影响

选取4~6年生的毛竹Phyllostachys edulis材为原料,采用热压机对毛竹材进行高温快速热压处理,研究不同热处理温度（225,250,275,300,325,350和375℃）下竹材物理力学性能的变化。结果表明:随着热处理温度的升高,竹材平衡含水率和气干密度明显下降（P < 0.05）,与未处理材相比分别降低了34.39%~53.95%和7.89%~13.04%。相同热处理温度下,弦向干缩率的变化率>体积干缩率的变化率>径向干缩率的变化率;当温度达到375℃时,弦向全干干缩率下降了86.81%,径向全干干缩率下降了83.60%,体积全干干缩率下降了83.95%,达各向的最大值。热处理温度升高,竹材顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量均先增加后减少,其中,顺纹抗压强度在375℃时达最小值（63.78 MPa）;抗弯强度在250℃时达最大值（151.00 MPa）,在375℃条件下达最小值（61.85 MPa）;抗弯弹性模量在300℃时达最大值（10 487.44 MPa）,在375℃时达最小值（7 071.14 MPa）。认为竹材接触式快速热处理工艺提升了竹材尺寸稳定性和力学性能。