热处理对竹基纤维复合材料性能的影响

毛竹竹材的纤维化单板经高温处理后,热压制备成竹基纤维复合材料(BFC).分析热处理对纤维化竹单板化学性能的影响及热处理对BFC表面颜色、尺寸稳定性、力学性能的影响.结果表明:纤维化竹单板经热处理后,其综纤维素和d-纤维素的含量相对于未处理材显著降低,其中半纤维素含量降幅最大；热处理后竹材的pH值相对于未处理材显著降低,碱缓冲容量显著增大,而酸缓冲容量降低.由纤维化竹单板经热处理后制备的BFC,表面颜色变深,吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率相对于未处理材显著降低,尺寸稳定性得到改善；材料的静曲强度和水平剪切强度相对于未处理材显著降低,且随着蒸汽压力的增大和热处理时间的增长呈逐渐降低的趋势,而弹性模量变化不显著.     

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.     

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。     

高性能竹基纤维复合材料制造技术

针对我国竹材人造板工业发展过程中遇到的竹材青黄界面有效胶合和竹材单板化利用技术难题,中国林业科学研究院木材工业研究所开发了竹材单板化制造技术、纤维原位可控分离技术、酚醛树脂梯级导入技术和竹基纤维复合材料成型技术等多项技术,研制了多功能竹单板疏解机,建立了竹基复合材料制造技术平台,开发风电桨叶基材、全竹集装箱底板、室外园林景观用材、建筑梁柱、家具、火车车厢底板、水泥模板及建筑撑木等8种竹基纤维复合材料,使毛竹等大径竹材的一次利用率从20%~50%提高至90%以上,使丛生竹、小径毛竹、其他散生杂竹等未能工业化利用的竹材得到高效利用。     

竹基纤维复合材料的染色介质及温度对其性能的影响

以毛竹为原料,在不同染色工艺条件下,研究纤维化竹单板的上染效果以及染色单板制备的竹基纤维复合材料的性能。结果表明:75℃乙醇分散介质染色与90℃水分散介质染色单板的上染色泽,均优于常温水分散介质染色;75℃乙醇染色制备的竹基纤维复合材料的色泽最佳,常温水染色时,制备材料的物理力学性能最优。综合考虑竹基纤维复合材料的表观色泽和性能,推荐使用75℃乙醇溶剂作为介质的染色工艺。     

中国林科院木材所获2项北京市科学技术奖

<正>2013年度北京市科学技术奖评选结果近日揭晓,中国林科院木材工业研究所主持的"高性能竹基纤维复合材料制造技术"和"环境安全型木塑复合人造板及其制品关键制造技术",分别获得二、三等奖。1)高性能竹基纤维复合材料制造技术:发明的竹材单板化制造技术,实现了竹资源不受径级限制,可大规模工业化和高值化利用;竹材青黄差速异步、点裂微创和纤维原位可控分离技术,突破了竹材青黄界面难以胶合的技术瓶颈;多功能纤维化竹单板疏解机,比现有竹束疏解机生产效率提高5倍以上。     

热油处理对重组竹性能的影响

为避免重组竹在户外使用过程中的变形、开裂和霉变等缺点,以导热油为热介质,对重组竹进行热处理,重点研究了热油温度120,140,160和180℃以及热油处理时间2,4和6 h对重组竹的密度、尺寸稳定性、物理力学性能以及润湿性能的影响。结果表明:随着热油温度和处理时间的增加,重组竹的密度逐渐降低,当热油温度和处理时间分别为180℃和6 h时,重组竹的密度下降率约为22.2%,24 h吸水厚度膨胀率为1.97%,弹性模量和静曲强度相比未处理重组竹分别降低约28.6%和31.6%;热油处理后,重组竹的表面润湿性能明显降低,重组竹的接触角随着热油温度和处理时间的增加而增大。     

林产工业专业文摘

<正>竹基纤维复合材料纤维化单板的形态研究文章对梁山慈竹纤维化单板形态进行了研究。结果表明:节间竹青面和竹黄面、节部竹青面和竹黄面的平均裂隙角度为60°~70°;节间52%的竹青、节部75%的竹青发生脱落;节间竹束平均断面面积1.97mm2,包含4.61个维管束。节部竹束平均断面积1.83mm~2,包含4.07个维管束。通过碾压疏解,对原竹进行可控分离,使复合材料制备达到广谱可设计性。[齐锦秋,于文吉,谢九龙,等.竹基纤维复合材料纤维化单板的形态研究.木材工业,2012,26(2):6~9.]     

竹基纤维复合材料制造技术获国家科技进步奖

正由中国林科院木材工业研究所主持完成的"高性能竹基纤维复合材料制造关键技术与应用"项目,荣获2015年度国家科学技术进步奖二等奖。该项目突破了竹材青黄胶合、竹材单板化制造、精细疏解、高效重组等关键技术,研制了疏解、高温热处理和成型等关键装备,使竹材利用率提高到90%~95%,单元制备效率提高5倍,施胶量降低15%     

“高性能竹基纤维复合材料制造关键技术与应用”项目获国家科学技术进步奖二等奖

<正>由中国林业科学研究院木材工业研究所主持完成的"高性能竹基纤维复合材料制造关键技术与应用"项目荣获2015年度国家科学技术进步奖二等奖,项目主持人于文吉研究员代表项目组参加了国家科学技术奖励大会。该项目突破了竹材单板化制造、精细疏解、高效重组等关键技术,创制了疏解、高温热处理     

糠醇树脂改性对重组竹性能的影响研究

【目的】竹材内含丰富的淀粉和糖类物质,易遭霉菌侵蚀,耐候耐久性差,探讨糠醇树脂改性对重组竹物理力学性能和防霉性能的影响,为重组竹糠醇树脂改性技术提供参考和借鉴。【方法】利用10%、20%、30%质量浓度的糠醇树脂加压浸渍竹束单元,对其进行改性处理,并采用"热进冷出"工艺制备重组竹板材,测量不同质量浓度糠醇树脂改性处理竹束的颜色和增重率,比较不同质量浓度糠醇改性重组竹材的吸水率、吸水厚度膨胀率、弹性模量、静曲强度、热稳定性、防霉性能和微观结构,检测了糠醇树脂在竹材样品中的显微分布,系统研究了糠醇树脂质量浓度对重组竹物理力学性能、热性能和防霉性能的影响规律。【结果】糠醇树脂改性处理使竹材颜色明显加深,尺寸稳定性、热稳定性和防霉性能显著提高,与对照材相比,改性竹材的色差可提高30.92%,吸水率可降低41.03%,吸水厚度膨胀率可降低46.34%,热失重率可降低75.38%,防霉等级可提高3个等级;糠醇树脂改性处理对重组竹的弹性模量影响不显著,但使其静曲强度最大可降低20.21%;随着糠醇树脂质量浓度的增加,改性竹材的颜色、尺寸稳定性、热稳定性、防霉性能均呈显著增加趋势,其静曲强度呈逐渐降低趋势。【结论】糠醇树脂改性重组竹具有优异的物理力学性能和防霉性能,20%糠醇树脂改性重组竹对霉菌的防治效力达到100%,可广泛应用于室外竹制品的制造。     

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。     

杨木单板的湿热处理对单板层积材性能的影响

杨木单板的湿热处理规律以及对杨木单板层积材性能影响的研究结果表明,单板湿热处理后产生了塑化,形成了一部分不可恢复的变形,密度平均增加了38.7%;对抗拉强度的影响不显著;对单板压缩率和膨胀率有着特别显著的影响,单板平均压缩了27.8%,经24h水浸泡,单板恢复膨胀仅18.7%.单板湿热处理后经过低压压制,可以得到与高压压制相同密度的板材,且板材的断面密度差异小,水平剪切强度提高了27.1%,静曲强度增加了17.8%,弹性模量没有显著变化,吸水厚度膨胀率降低了约10个百分点.     

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℃。     

单板冷冻预处理对杨木LVL性能的影响

将杨木单板置于-5～-30℃条件下进行冷冻预处理,对采用冷冻预处理的单板制造的杨木LVL进行静曲强度、弹性模量、吸水厚度膨胀率、24 h吸水率测试.结果表明,对杨木单板进行冷冻预处理后,杨木LVL的吸水厚度膨胀率平均降低22.4%,而弹性模量、静曲强度和24 h吸水率无显著变化.     

密度对寿竹竹基纤维复合材料性能的影响

为开发竹材人造板新产品,利用4～5年生寿竹为原料,采用热压生产工艺制备竹基纤维复合材料,并分析复合材料密度对其物理和力学性能的影响。结果表明:随着密度增加,复合材料厚度方向上的吸水膨胀率增加,宽度方向的吸水膨胀率下降,力学性能逐渐增加。     

疏解单板厚度对杨木重组木性能的影响

以杨木为原料制备高性能重组木,重点探讨疏解单板厚度对重组木性能的影响。结果表明:随着疏解单板厚度的增加,重组木的抗弯性能和抗剪性能下降,但抗弯强度整体差别不明显;吸水厚度膨胀率先下降后略有上升,吸水宽度膨胀率和吸水率呈逐渐下降的趋势,其中6 mm厚疏解单板压制的重组木的耐水性能性能较优。不同厚度疏解单板压制的重组木纹理略显不同,均呈现出较强的实木感。     

室外用重组竹及重组竹木复合材生产工艺初探

以酚醛树脂为胶粘剂,以竹束和木单板为原料,制造出室外用重组竹和重组竹木复合材,探讨了热压温度和压力对板材的弹性模量、静曲强度以及吸水厚度膨胀率的影响规律。结果表明:随着热压温度的提高,重组竹和重组竹木复合材的静曲强度、弹性模量、尺寸稳定性显著增加;在本研究范围内,热压压力对板材力的学强度和吸水厚度膨胀率的影响不显著;重组竹的静曲强度和弹性模量均明显高于重组竹木复合材,但其尺寸稳定性无显著区别;重组竹和重组竹木复合材的优化热压温度与压力分别为170℃和4MPa。     

疏解次数对竹基纤维复合材料性能的影响

以慈竹为试材,探讨疏解次数对竹基纤维复合材料性能的影响.结果表明:随着疏解次数的增加,板材的静曲强度亦逐渐增加,弹性模量呈先增后降的趋势,抗压强度提升,抗拉强度降低,耐水性能增强.建议:当要求较高的抗拉强度时,以疏解3次最佳;要求较高的抗弯、抗压强度和耐水性能时,以疏解7次为宜.     

单板湿热塑化处理对杨木LVL的性能影响

对杨木单板湿热处理后制造单板层积材进行了初步研究。研究表明:对单板进行调湿热压预处理,降低了单板的吸水性,降低了单板层积材的吸水厚度膨胀率,使其弹性模量增加;同时随着处理单板的含水率和热压温度的增加,这些变化呈现出了加强的趋势。