功能型改性剂对轻木性能的影响

以人工林轻木为研究对象,采用酚醛树脂和壳聚糖2种不同功能类型的改性剂对试件进行改性处理,并用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪对改性前后木材的相关性能进行表征,分析改性前后木材性能的变化。结果表明,PF树脂改性后,轻木的抗胀率和阻湿率达到30％左右,端面硬度、径面硬度和顺纹抗压强度分别提高29.7％,25.0％,50.0％;单位质量的壳聚糖对轻木力学性能的贡献是PF树脂的4～8倍。红外光谱图表明,改性剂与木材内部基团发生交联反应。X射线衍射仪测试表明,木材改性剂使木材结晶区域宽度均增加约0.2 nm,其中PF处理后轻木的相对结晶度提高4.0％,而壳聚糖处理后的轻木相对结晶度提高约12.2％。     

防腐树脂增强改性木材力学及耐久性能研究

为综合提升发挥防腐木材与树脂改性木材的优势,在赋予防腐木材良好尺寸稳定性和力学强度的同时提高树脂改性材的耐腐性能。采用低分子酚醛树脂（PF）分别与木材防腐剂硼化合物、三唑类化合物、硼类与有机唑类复合物相互复配,制备防腐树脂复合制剂,对马尾松木材进行防腐树脂增强改性处理,研究处理材的物理力学性能及抗生物耐久性能。结果表明：防腐树脂增强改性材的尺寸稳定性随着树脂质量分数的增大而提高,当树脂质量分数20%时,处理材的体积抗湿胀率（V- ASE）均比素材提高30%以上。防腐树脂增强改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和表面硬度较未处理材分别平均提高了33.8%、27.1%、29.0%和 60.6%;未处理马尾松木材的耐腐性差,室内耐腐性属于Ⅳ级,PF改性材属于Ⅲ级,而防腐树脂增强改性材均可达到强耐腐等级(Ⅰ级),抗白蚁性达到9.0级以上;经4年埋地测试,PF树脂复合三唑类防腐剂（PF-PT）处理试材的完好指数为10。综合以上结果,防腐树脂增强改性马尾松木材能有效提高其尺寸稳定性、力学性能、耐腐及抗白蚁性能,其中PF-PT防腐增强改性材达到了室外用材耐久性的要求,具备良好尺寸稳定及防腐防虫功能,具有较好的推广应用价值。     

纳米复合材料改性杨木木材的物理力学性能

为提高速生杨木材的力学性能,以酚醛（PF）树脂和纳米SiO2粉为主要改性剂,并使用偶联剂,利用减压-加压的方法浸渍处理杨木,并通过热压使处理剂在木材中固化,制成了改性木材。以密度、硬度和力学强度作为主要指标对改性材的性能进行了评价,结果表明：用不同质量分数的纳米材料和酚醛树脂混合液、以及不同压缩率对速生杨进行处理后,均能够提高木材的密度、硬度和力学强度。     

杨木,柳杉表面压密材的研究

采用水溶性低分子量酚醛树脂固定大叶山杨（Ｐｏｐｕｌｕｓｄａｖｉｄｉａｎａｖａｒ．ｍａｃｒｏｐｈｙｌａ）和柳杉（Ｃｒｙｐｔｏｍｅｒｉａｆｏｒｔｕｎｅｉ）的木材压缩变形，制造表面压密材，并对其物理力学性能指标进行检测分析，结果如下：①随着树脂质量分数的增加，木材的增重率明显增加；②在冷水、热水恢复实验中，树脂质量分数小于５％，任一压缩率下的压缩变形都发生恢复，当树脂质量分数超过１０％时，压缩变形完全被固定；③随着压缩率的增加，表面压密材的硬度、顺纹抗压强度、弹性模量和静曲强度都明显增加，当压缩率一定时，树脂质量分数的变化对上述指标的影响不大     

木陶瓷的制造(Ⅰ)——实木陶瓷

以大青杨（Populus ussuriensis)木材为原料，浸渍酚醛树脂后经800℃隔氧烧结，制得实木陶瓷，分析了样品在质量和体积上的变化。研究发现，试样经过高温烧结后，相对酚醛树脂处理前，后绝干试样的炭得率，体积剩余及木陶瓷产品密度与树脂质量分数呈正相关，树脂处理使木材样品炭化时弦、径、纵向收缩差异减小。     

热固型P RF树脂制备及其对胶合防腐竹材剪切强度影响1）

为满足经防腐处理的竹结构材胶合强度的要求,合成了系列低质量分数间苯二酚的热固型苯酚－间苯二酚－甲醛（ PRF）树脂,应用于粘接防腐处理的竹材。结果表明：随着合成树脂中间苯二酚质量分数的增加,树脂的溶水倍数显著增加,树脂密度先减少后增加;随着甲醛与苯酚摩尔比的增加,树脂的游离甲醛质量分数显著增加,固体质量分数减小,树脂密度先减少后增加。 PRF树脂用于胶合防腐处理的竹片,剪切强度值比无间苯二酚的酚醛树脂（ RF）增加200％以上,间苯二酚质量分数在1％～4％范围内变化,对树脂剪切强度影响不明显。综合性价比与环保要求,优化的PRF树脂的间苯二酚质量分数为1．0％、甲醛与苯酚摩尔比为1．6∶1．0。     

速生杨密实材主要力学性能的检测

【目的】分析三倍体毛白杨木材压缩和树脂浸渍密实化处理的力学效果。【方法】三倍体毛白杨木材经不同压缩率(11%,20%,33%和50%)、压缩热处理时间(0.5,2,5和10 h)、不同含量酚醛(PF)树脂(5%,10%,15%,20%和30%)浸渍和浸渍后不同压缩率(11%,20%和33%)等处理后,测定其静曲强度、抗弯弹性模量和表面硬度的变化。【结果】三倍体毛白杨素材压缩后,其静曲强度和抗弯弹性模量均随压缩率的增大而提高,但接近最大压缩率时均下降;素材压缩(压缩率为33%)后以180℃空气加热处理10 h,静曲强度比同温度压缩保温0.5 h时下降约40%,抗弯弹性模量下降近50%,表面硬度下降约12%;用PF树脂浸渍处理后不经压缩,随PF树脂含量增加木材静曲强度提高幅度不大;用30%PF树脂浸渍后,当压缩率为33%时,其静曲强度、抗弯弹性模量和表面硬度分别比未压缩素材增加82.9%,98%和152%。【结论】毛白杨木材用20%~30%PF树脂浸渍处理后,再进行小幅机械压缩(压缩率<30%)的密实处理比较适宜。     

糠醇树脂浸渍强化人工林速生杨树木材的性能

为探讨糠醇树脂浸渍强化速生杨树木材性能的效果,分别以马来酸酐和柠檬酸为催化剂,配制不同质量分数的糠醇树脂改性液,采用真空—加压法对速生杨树木材进行浸渍处理,对浸渍材和素材的力学性能、尺寸稳定性、耐久性进行了对比研究。结果表明:浸渍处理后杨木的静曲强度、弹性模量和硬度有所增强,干缩率、湿胀率和吸水率显著降低,浸渍材的防霉防蓝变性、耐腐性和抗虫蛀性能均显著优于素材。当以2%的马来酸酐为催化剂、糠醇树脂质量分数为50%时,杨木的各项性能改善效果最佳。     

薄木生产中蓝变木材的漂白

蓝变木材漂白试验表明:试剂质量分数和酸碱度对黄蓝轴色品指数b*及总色差△E*影响达到了极显著水平,处理时间也达到了次极显著的水平.蓝变木材脱色处理最佳组合为:脱色剂质量分数为3％,处理时间3h,温度为40℃,pH=7时,樟子松微薄木材蓝变可以脱出.其它木材脱色配方略有不同.质量分数3％以上的脱色剂TSBL药液即可脱出木材蓝变.pH值对蓝变木材脱色影响明显,当脱色剂处于酸性状态,蓝变木材色斑可以去除;当脱色剂处于碱性状态,大于7时,蓝变色斑不能脱出.脱色效果、脱色深度与处理时间有直接关系,处理时间越长,脱色深度越深,效果好;反之则差,甚至蓝变不能脱出.泡桐木材由于渗透性差,需要5 ～9h才能脱出蓝变.樟子松、橡胶木、香樟木和竹子较泡桐材渗透性好,3～7h即可脱出蓝变.     

阻燃型竹丝成形材燃烧动力学和燃烧性能

使用锥形量热仪研究了不同温度下阻燃剂磷酸氢二铵[（NH4）2HPO4]处理与未处理竹丝,并分别用三聚氰胺苯酚甲醛（MPF）共缩聚树脂和酚醛（PF）树脂浸渍所得竹丝成形材的燃烧反应过程。采用化学动力学法建立了4种竹丝成形材在燃烧过程中质量损失率和时间的动力学模型,并分析比较了4种试件的质量损失率、热释放总量、释热速率、释烟总量、一氧化碳释放量和二氧化碳释放量等燃烧性能和燃烧反应表观活化能＆。结果显示,当4种试件在质量损失率大于60％以后,均出现燃烧拐点。阻燃剂磷酸氢二铵能有效提高竹丝成形材的阻燃性能,燃烧温度735℃时．4种试件的阻燃效果依次为：经磷酸氢二铵处理的MPF树脂竹丝成形材〉经磷酸氢二铵处理的PF树脂竹丝成形材〉未经磷酸氢二铵处理的MPF树脂竹丝成形材〉未经磷酸氢二铵处理的pF树脂竹丝成形材。     

高温热处理对杨木PF浸渍材尺寸稳定性的影响

为研究高温热处理对杨木PF浸渍材尺寸稳定性的影响,对速生杨木素材和PF浸渍材进行高温热处理,系统研究杨木素材、PF浸渍材、热处理材和PF浸渍-热处理材的吸水性、线性(径向和弦向)和体积吸水膨胀率、吸湿含水率、表面润湿性。结果表明:高温热处理可显著降低材料的吸水性、吸水膨胀率、吸湿含水率、表面润湿性,提高尺寸稳定性。相比于素材,浸水8 d后,PF浸渍材吸水量降低了17.37%,热处理材最高降低了63.8%,PF浸渍-热处理材最高降低了74.7%;PF浸渍材径向、弦向及体积吸水膨胀率分别降低14.71%、36.93%、30.19%,热处理材最高分别降低了64.99%、74.94%、72.33%,PF浸渍-热处理材最高分别降低94.4%、90.61%、91.37%;PF浸渍材吸湿含水率降低了11.14%,热处理材最高降低了55.57%,PF浸渍-热处理材最高降低了60.62%。与素材相比,PF浸渍材的表面接触角相差不大,热处理材最高提高了143.7%,PF浸渍-热处理材最高提高了139.4%,后2种木材的表面润湿性明显降低。相同热处理条件下,PF浸渍-热处理材尺寸稳定性更优异。红外光谱图中,PF浸渍材羟基、羰基和羧基吸收峰减弱、苯环碳骨架振动加强,热处理后羟基和乙酰基吸收峰减弱,表明PF浸渍处理和热处理对木材亲水性基团的减少和尺寸稳定性提高均有贡献,作为一种联合改性技术对于速生材尺寸稳定性的提高和开发利用具有实际意义。      

高强度微波处理对落叶松木材力学性质的影响

着重考查了经过高强度微波辐照后,落叶松木材冲击韧性和弯曲性能的变化。结果表明,适当的高强度微波辐照对落叶松木材的力学性能影响不大,弯曲弹性模量和冲击韧性下降不足10%;但是不当的处理条件能够显著降低木材的力学性能。有时高强度微波处理能够使落叶松木材的冲击韧性有所提高,这与木材内部的生长应力一定程度的释放有关。扫描电子显微镜观察显示,经高强度微波处理后落叶松木材的微观结构发生了一些变化,包括微细裂纹的形成、纹孔膜破裂等,这些微观结构变化有助于释放木材内部的生长应力,从而改善力学性能。     

蒙脱土/木材复合材料应力松弛性能的初步研究

以酚醛树脂为中间介质,将蒙脱土引入木材,制备蒙脱土/木材复合材料.通过研究该复合材料的应力松弛性能并与木材比较发现,蒙脱土/木材复合材料的抗应力松弛性能比木材明显增强.当蒙脱土含量为酚醛树脂固含量的5%时,所制备的复合材料的抗应力松弛性能最好.复合材料的抗应力松弛能力对温度较敏感.     

速生杨木材的动态润湿性能

润湿性是木质材料科学的一个重要界面特性,它可以表征胶黏剂与木质材料接触时,在木质材料表面上黏附、渗透及铺展的难易程度和效果。根据木质材料的结构与性能特点,建立了描述其表面动态润湿性能的数学模型,在模型中提出了用衰减系数K来评价材料的润湿性能。并运用该模型研究了杨木表面脲醛树脂和酚醛树脂2种胶黏剂的动态润湿性能,用脲醛树脂胶研究同一年轮内早材和晚材的润湿性;与PF相比,UF在杨木表面的润湿性能较好;与晚材相比,早材的润湿性能较好。     

阻燃剂DPB改性木材的体积稳定性和防腐性能

采用阻燃剂ＤＰＢ改性大青杨木材,测定了处理木材的阻燃性及改性对木材体积稳定性和防腐性能的影响。实验表明：ＤＰＢ是一种性能较好的木材阻燃剂,但ＤＢＰ处理木材的抗胀缩率和阻湿率值均很低,低分子ＰＦ树脂、ＤＰＢ和季铵盐作为防腐剂均可使处理木材达到天然强耐腐级的要求,且ＤＰＢ和季铵盐类低毒、无污染,与ＰＦ树脂复配,可以大大提高处理木材的抗胀缩率和阻湿率。为了增强化学改性木材的体积稳定性、防腐性能和力学强度,复配药剂,使处理木材的品质得到综合性功能性改良。     

辊压预处理改善树脂浸注的均匀性

利用质量增加率、变形回复等评价酚醛树脂浸注均匀性的同时,探讨了辊压预处理对改善树脂浸注均匀性的作用效果。研究表明,辊压预处理使质量增加率提高而且变异减小;进一步研究表明,质量增加率在纤维方向的分布更趋均匀。辊压预处理使变形回复率大大降低且变异明显减小。从木材断面的变化来看,没有发生断面不规则突起现象。说明辊压预处理提高了树脂的浸注性,改善了树脂浸注均匀性,而且也有利于变形的固定。     

短周期工业材指接强度分析

采用国产间苯二酚－甲醛树脂胶，脲醛树脂胶，聚醋酸乙烯酯乳液三胶粘剂，对落叶松，杨木，火矩松，湿地松，马尾松，杉木，刺槐七种短周期工业材进行了抗弯强度，抗拉强度，顺纹抗压强度，冲击韧性指接试验，分析了四项指标的有效率。试验结果表明：抗弯强度，抗拉强度，抗压强度的有效率的均大于８０％，冲击韧性大于７０％。     

两种材色兴安落叶松种子生物学特性的比较

利用种子生物学的方法对白材兴安落叶松与原种红材兴安落叶松之间的种子性状进行了比较研究，结果表明：白材兴安落叶松千粒重较轻、种翅较长，具有较强的随风散播能力，开拓新生态位的机会较多，具有生态适应上的意义。通过种子发芽生理、解剖质量分析论了白材兴安落叶松的种子品质优于红材兴安落叶松的种子品质，而且差异显著，进一步证明了白材落叶松的优质性、较好的生态适应性及独特的竞争能力。     

化学改性对速生杨木木材力学性能和天然耐久性的影响

利用低分子酚醛树脂(PF)、脲醛树脂预聚液(UF)和氨溶季胺铜防腐液对速生杨木木材进行化学浸渍改性,对处理前后试件的力学性能和防腐性能进行了测试与评价。试验结果表明:在试验范围内,氨溶季胺铜浸渍防腐改性处理对材料力学性能影响不大;PF浸渍改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和顺纹抗拉强度分别提高了97.1、83.4、125.5和37.0%;UF浸渍改性材对应力学性能指标分别提高了49.4、10.7、42.0和17.8%;试验所用速生杨木木材耐腐性能较差,属于II级,经过PF、UF和氨溶季胺铜防腐液浸渍改性,材料耐腐级别达到了强耐腐级,其中PF浸渍改性处理效果最好,处理材质量损失率从素材的18.7%降低到了2.9%,有效地提高了材料的防腐性能。从综合效果来看,低分子酚醛树脂预聚液浸渍改性处理是提高和改善速生杨木木材的力学性能和防腐性能的有效措施。