桦木单板/玻璃纤维复合材料声学振动性能的研究

目的面对我国乐器音板用材资源的严重不足,寻找新材料替代传统乐器木质音板用材是非常有必要的。方法本试验以玻璃纤维为增强材料,桦木单板为基体,按照单板层积材结构设计制备桦木单板/玻璃纤维复合材料。通过对玻璃纤维复合材料声学振动性能检测分析,探究玻璃纤维布的不同铺放位置和铺放层数对复合材料声学振动性能的影响。结果用1层玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料A的比动弹性模量和E/G值分别为22.20GPa和16.55,比用1层玻璃纤维布铺放在芯层单板单侧的复合材料B分别高了8.7%、17.8%。用2层玻璃纤维布分别铺放在上下表层单板内的复合材料C的比动弹性模量和E/G值分别为25.04GPa和17.04,比用玻璃纤维布铺放在芯层单板两侧的复合材料D高了7.5%和18.0%。纤维铺放位置对声辐射品质常数和声阻抗的影响较小。玻璃纤维布的层数与复合材料的声学振动性能不成线性关系,铺放2层玻璃纤维布的复合材料具有较高的比动弹性模量和E/G值。玻璃纤维布铺放3层和4层的复合材料的比动弹性模量和E/G比铺放2层的都小。随着玻璃纤维布层数的增加,声辐射品质常数呈减小的趋势。通过综合评分法分析发现:玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料综合评分值都高于铺放在靠近芯层单板的复合材料,铺放2层玻璃纤维布的复合材料的综合评分值达到最大。结论玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料声学振动性能优于纤维布铺放在靠近芯层单板的复合材料。铺放2层玻璃纤维布的复合材料C的声学振动性能达到最好。尽管复合材料C的E/G值约为西加云杉的80%,但比动弹性模量和西加云杉的相接近,说明桦木单板/玻璃纤维复合材料具有替代传统木质音板用材的可能性。      

玻璃纤维增强刨花板强度的研究

利用玻璃纤维布可以改善刨花板的静曲强度和弹性模量。在试验范围内随着玻璃纤维布单位质量的提高，增强刨花板的静曲强度和弹性模量呈上升的趋势，并且静曲强度提高的幅度比弹性模量大，内结合强度呈下降的趋势。     

沙柳/聚丙烯复合材料的制备及力学性能研究

本研究以沙柳木粉、聚丙烯为原料,加入硅烷偶联剂,采用热压法制备沙柳?聚丙烯复合材料,对其力学性能进行相关研究。在不加偶联剂条件下,当木粉加入量为20%~50%,木粉目数为20目至80目时,随木粉加入量的增加复合材料的静曲强度呈先上升后下降趋势、弹性模量呈上升趋势,拉伸强度随之下降;随木粉粒径的减小,上述力学性能呈现先上升后下降的趋势。硅烷偶联剂KH550和玻璃纤维的加入,使复合材料的整体力学性能明显提高,当木粉加入量为40%,木粉目数为60目,偶联剂加入量为5%,玻璃纤维加入量为15%时,复合材料整体力学性能较好,此时,静曲强度为55.93MPa,弹性模量为3 400MPa,拉伸强度为24.83MPa。     

纤维增强聚合物对中密度纤维板的增强效果

采用碳纤维布和玻璃纤维布与中密度纤维板复合,研究纤维布种类、胶粘剂品种、涂胶量及纤维板基材厚度等因素对纤维增强聚合物／MDF复合板性能的影响。结果表明：对于复合板静曲强度和弹性模量的提高,碳纤维布的效果优于玻璃纤维布;酚醛胶单面涂胶量为180g／m2时,复合板的MOR、MOE和他分别达到3633．8、62．5、1．046MPa;环氧胶单面涂胶量为120g／m2时,复合板的MOR和MOE分别为3900．5、49．58MPa;中密度纤维板厚度不同,其静曲强度和弹性模量提高量也不同,FRP对薄板的增强效果优于厚板。     

杨木单板树脂增强重组材的制备及性能研究

采用三聚氰胺甲醛树脂辊压浸渍杨木单板,通过高频热压定型得到树脂增强重组材,探讨不同辊压压榨率和热压压力对板材物理力学性能的影响。结果表明：利用高频介质加热进行厚板坯的成型较接触式热压可行,可缩短热压时间,提高热压效率;热压压力对杨木重组材的大部分物理力学性能影响显著,辊压压榨率对材料的静曲强度、弹性模量等影响不显著;辊压压榨率20％、热压单位压力2．0MPa时,高频热压制备的地板用杨木重组材物理力学性能指标综合较优,该制备条件下成品材料密度为0．68g／cm3、静曲强度50．19MPa、弹性模量4191．61MPa。     

竹单板条层积复合材制备工艺及物理力学性能

以竹单板条、酚醛树脂(PF)胶黏剂、异氰酸酯(PMDI)胶黏剂为主要原料,按照设计的工艺流程制备了竹单板条层积复合材(PBSC);采用正交试验法,分析竹单板条原料规格尺寸、PF和PMDI两种胶黏剂溶液质量分数及浸渍时间对PBSC物理力学性能的影响,遴选制备PBSC的适宜工艺参数。结果表明:在实验范围内,PBSC物理力学性能随着胶黏剂溶液质量分数增加而增强,PF和PMDI两种胶黏剂质量分数为30%时PBSC力学性能均最佳,弹性模量分别为9 780、9 840 MPa,静曲强度分别为121.08、124.34 MPa,均达到GB/T20241—2006《单板层积材》结构用单板层积材100E优等品等级的规定值;浸渍时间为60 min时,性能最佳;单板条的尺寸规格对PBSC静曲强度和弹性模量的影响不显著; PF和PMDI浸渍处理的竹单板条制备的PBSC,物理力学性能无明显差异。     

碱性染料对竹基纤维复合材料性能的影响1）

采用毛竹为原料制造竹基纤维复合材料，研究碱性染料的不同染色工艺对纤维化竹单板的上染效果及对毛竹竹基纤维复合材料的静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率与水平剪切强度的影响。结果表明：漂白后75℃醇溶剂媒介染色与90℃水染染色上染最终效果优于20℃水染。采用20℃水染染色制得的材料各项力学性能最优，各工艺制备的竹基纤维复合材料的物理与力学性能达到了重组竹地板国家标准的主要性能要求。     

家具用马尾松单板层积材力学性能的研究

马尾松是我国分布广泛的针叶树种,且木纹漂亮,但富含油脂,影响木材胶合。根据前人研究成果,用酚醛树脂胶粘剂制造未脱脂马尾松单板层积材可以实现完美胶合。采用随机激励功率谱法测试单板层积材的动态弹性模量,并采用3点静态弯曲试验代替4点弯曲试验测试制得板材的静态弹性模量、静曲强度和水平剪切强度以检验材料性能。结果表明:马尾松单板层积材平均弹性模量6 231 MPa,静曲强度45.5 MPa,满足家具用材要求;马尾松单板层积材垂直加载和平行加载条件下的弹性模量相同;动态弹性模量和静态弹性模量基本吻合;马尾松单板层积材平行加载下的水平剪切强度大于垂直加载条件下的水平剪切强度。     

马尾松单板脱脂处理前后性能的变化

采用碱液脱脂处理马尾松单板,研究其物理力学性能的变化。结果表明：脱脂处理后,马尾松单板的气干密度略有增加,吸水厚度膨胀率、吸水率增大;马尾松单板的顺纹弹性模量急剧下降,顺纹静曲强度下降不大;马尾松单板由偏酸性变为偏碱性。     

玻璃纤维增强杨木重组木的物理力学性能

采用了玻璃纤维作为增强材料对杨木单板重组木进行了增强,研究了密度和纤维铺装结构对杨木重组木物理力学性能的影响。结果表明:随着玻璃纤维铺装层数的增加,重组木的力学性能增加,但当玻璃纤维添加到3层时,重组木力学性能相较双层玻璃纤维铺装有所降低。随着密度的增加,玻璃纤维对重组木力学性能的增强效果减弱。玻璃纤维对重组木的尺寸稳定性同样有着显著的增强效果,随着纤维铺装层数的增加,玻璃纤维增强重组木的吸水厚度膨胀率、吸水率及线性膨胀率的抑制效果均呈增加趋势。随着浸水时间的增加,玻璃纤维对线性膨胀率的抑制效果也更为显著。     

硅烷偶联剂对桉木单板——聚氯乙烯膜复合材料性能的影响

为研究硅烷偶联剂对复合材料的性能影响,采用不同质量分数的硅烷偶联剂对桉木单板进行表面处理,然后与聚氯乙烯膜采用热压--冷压工艺制备木塑复合材料,测定复合材料的物理力学性能,并用扫描电子显微镜观察分析其界面相容机理。结果表明:当偶联剂质量分数为1%时处理效果最好,复合材料的胶合强度最高、耐水性能最好;当偶联剂质量分数为3%时,复合材料的弹性模量和静曲强度最高。单板经过硅烷偶联剂处理后,制得的复合材料的界面相容性得到改善。      

硅酸钠增强植物纤维基超低密度材料的研究

为增强和改变材料的防火性能,利用液体发泡原理,在制备超低密度植物纤维材料过程中添加硅酸钠、硫酸铝。结果表明：添加40%的硅酸钠和相应的硫酸铝可以提高材料的力学性能。其内结合强度从0.1MPa增加到1.0MPa;静曲弹性模量从12.4MPa增加到87.3MPa,静曲强度从0.2MPa增加到7.3MPa;抗压强度（10%压...     

MAPP-g-PEG增容聚丙烯木塑复合材料的研究

为了增强木粉与聚丙烯间的相容性,改善木塑复合材料的性能,制备马来酸酐接枝聚丙烯接枝聚乙二醇(MAPP-g-PEG)作为增容剂添加到聚丙烯木塑复合材料中,考察增容剂对制备的木塑复合材料的静曲强度、弹性模量、缺口冲击强度及吸水厚度膨胀率等指标的影响,采用扫描电镜观察材料的断面形貌.结果表明,添加MAPP-g-PEG增容剂后,木塑复合材料的静曲强度、弹性模量升高,缺口冲击强度增强,吸水厚度膨胀率降低.聚丙烯基体与木粉填料的界面结合紧密,且填料分散均匀,很好地改善了聚丙烯木塑复合材料的性能.     

工业大麻杆结构材的力学性能研究

以工业大麻杆为原料制备大麻杆层积材和细木工板，研究不同厚度、皮部结构和不同施胶量对其力学性能的影响，探索制备大麻杆结构材的工艺参数。结果表明：随着厚度的增加，大麻杆层积材的力学性能整体呈下降趋势；皮部结构对层积材的弹性模量有改善作用，但对层积材的静曲强度产生不利影响；随着施胶量的增加大麻杆层积材的弹性模量呈现先减小后增大的趋势，静曲强度呈先增大后减小的趋势。细木工板的静曲强度和弹性模量随着厚度的增加其变化规律不明显，皮部结构能提高细木工板的弹性模量，但对细木工板的静曲强度有不利影响。     

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％。      

木基发泡复合材料微观构造及性能研究

为了研究在降低木基复合材料密度的同时而不降低材料的力学性能,该文利用聚合物发泡技术与人造板工艺技术相结合的技术路线开展木基发泡复合材料的制备及研究.利用扫描电镜对复合材料的微观构造进行了分析;同时,以静曲强度、弹性模量、冲击强度和2 h吸水厚度膨胀率作为主要指标对发泡复合材料的性能进行评价,考察发泡对材料性能的影响.结果表明:①木基发泡复合材料内部纤维交织疏松,纤维间主要通过泡孔连接增强,泡孔增加了纤维之间的相互作用,从而使材料强度增加,且纤维间距较大处填充有泡孔结构体.②胶粘剂与发泡剂总含量在20%时,静曲强度、弹性模量和冲击强度最好,2 h吸水厚度膨胀率却较大;热压温度在120℃效果最好,温度过低,发泡不完全,温度过高,在一定压力下部分泡孔出现塌泡现象,所以性能均有所下降;热压时间15 min效果最佳.经方差和极差分析知,F值的最佳工艺条件为:胶粘剂与发泡剂总含量20%、热压温度120℃、热压时间15min.在此工艺条件下,木基发泡复合材料性能均达到相关标准.     

碳布位置对木粉/高密度聚乙烯复合板性能影响

引入碳纤维作为增强手段,通过设计不同的工艺结构,探究其对木塑复合材力学性能的增强效果。板材结构设计方案有CF313(3 mm表层木塑板+碳布+1 mm芯层木塑板+碳布+3 mm表层木塑板)、CF232(2 mm表层木塑板+碳布+3 mm芯层木塑板+碳布+2 mm表层木塑板)、CF151(1 mm表层木塑板+碳布+5 mm芯层木塑板+碳布+1 mm表层木塑板)、CF070(碳布贴在最外层)、CF7(不添加碳布的空白实验)。研究结果表明,CF070复合材的弯曲强度最大;CF151的弹性模量最大,即碳纤维放在近表层位置时,弯曲性能较好,但拉伸时木塑表层容易拉断;放在靠近中心位置时复合材的拉伸强度和冲击强度提高幅度较大。综合考虑各性能,表层厚度为2 mm时可最大程度发挥碳布优势、增强木塑复合材料力学性能。     

Reinforcement of plant fiber-based ultra low density material with sodium silicate

为增强和改变材料的防火性能,利用液体发泡原理,在制备超低密度植物纤维材料过程中添加硅酸钠、硫酸铝。结果表明：添加40%的硅酸钠和相应的硫酸铝可以提高材料的力学性能。其内结合强度从0.1MPa增加到1.0MPa;静曲弹性模量从12.4MPa增加到87.3MPa,静曲强度从0.2MPa增加到7.3MPa;抗压强度（10%压应变）从0.2MPa增加到3.7MPa。阻燃性能得以增强,氧指数达到了42%;在温度低于700℃的范围内,无明显的失重和热解放热现象。     

木质剩余物轨枕复合材料老化性能

针对木质剩余物轨枕复合材料,采用美国标准ASTM D 1037的6循环加速老化试验法对产品进行耐老化性能试验,通过对轨枕复合材料的24h吸水厚度膨胀率的变化、静态弯曲力学性能的变化以及内结合强度变化的分析.结果表明:24h总的吸水厚度膨胀率不超过30%,纵向静曲强度(RMO),弹性模量(EMO)的保留值分别为72.63、5030MPa,横向静曲强度(RMO), 弹性模量(EMO)的保留值分别为39.79、3770MPa,内结合强度保留值为1.02,保留率为38%,均满足ASTM D 1037标准要求.     

重组木与重组竹抗弯性能的比较

以杨木和毛竹为原料,制造了重组木和重组竹。对重组木和重组竹的抗弯弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)进行测试和分析。结果表明:密度在0.7g/cm3以上时,重组竹的抗弯弹性模量比重组木的性能好,弹性模量与密度呈线性相关;重组竹和重组木的静曲强度与密度间呈二次相关,重组竹密度在0.8g/cm3以下时,其静曲强度比重组木略低,密度在0.8g/cm3以上时,重组竹的静曲强度比重组竹的略高。将重组竹在低密度下的高弹性模量与杨木相对较高的静曲强度相结合,制造的木竹重组材可以制造出轻质高强的新型结构材料。