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。     

重组竹阻燃处理工艺

为研制阻燃性能优异的重组竹,采用常压浸渍法对竹束进行阻燃处理,研究阻燃处理工艺对竹束载药率和重组竹物理力学性能的影响。结果表明:竹束载药率随着浸渍处理时间的延长和阻燃剂的质量分数的增大而增大;阻燃重组竹的含水率和24 h吸水厚度膨胀率大于未阻燃重组竹,且随着浸渍处理时间的延长和阻燃剂质量分数的增大而增大;阻燃重组竹的内结合强度和静曲强度低于未阻燃重组竹,且随着浸渍处理时间的延长和阻燃剂质量分数的增大逐渐降低。综合评判,竹束浸渍处理的较佳时间为120 min,阻燃剂的质量分数不宜大于30%。     

竹束形状对重组竹吸水性能的影响

用粗、细2种竹束分别制备重组竹,测试不同竹束形状对重组竹吸水率、吸水厚度膨胀率、吸水宽度膨胀率以及重组竹水平剪切强度的影响。实验结果表明,在10 min浸胶时间下,细竹束的上胶量约为粗竹束上胶量的142.3%;在相同的时间下,粗竹束重组竹的吸水率、吸水厚度膨胀率以及吸水宽度膨胀率为细竹束重组竹的114.0%,131.1%和115.0%;粗竹束制备的重组竹的水平剪切强度小于细竹束重组竹。试验显示,竹束细化后,浸胶更加均匀,越容易压密实,改善了重组竹的胶合性能。     

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。     

漂白和热处理对竹材化学组成及重组竹材理化性能的影响

实验对竹束进行漂白和热处理,制备重组竹材,并进行了竹材化学组成、重组竹材物理力学性能和防腐防霉性能的系统研究。结果表明,漂白或热处理均可有效去除竹材中的粗蛋白,去除率分别达43.7%和39.6%;漂白或热处理后,竹材的酸不溶木质素含量增加,综纤维素含量降低。漂白或热处理不会影响重组竹材的物理力学性能,其中顺纹静曲强度和顺纹弹性模量两项指标有所提高。竹材防霉性能较差,但具有天然的耐腐性能,达Ⅱ级耐腐。漂白或热处理均不能改善竹材防霉性能,但可提高其防腐性能,其中竹束热处理后制备的重组竹材可达到Ⅰ级强耐腐。     

饱和蒸汽热处理竹束制造竹重组材的生产技术北大核心

目前竹材高温热处理技术的工业化生产大多采用常压高温热处理,与传统的常压热改性处理技术相比,饱和蒸汽热处理技术在处理效率、环保及能耗方面更具优势。在传统竹重组材制造工艺的基础上,提出了压力式饱和蒸汽热处理竹束技术。以竹材为原料,通过开片、碾压疏解等工序制得竹束,采用饱和蒸汽压力罐对竹束进行高温饱和蒸汽热改性处理,再经浸胶、干燥、养生、热压后,制得竹重组材及其系列产品,构建了一种新型高性能竹重组材制备工艺体系。这对于提升竹重组材制造技术,促进竹资源的高效综合利用具有重要现实意义。     

木/竹混杂比对重组材抗弯性能的影响

以木束和竹束为原材料,研究了不同单位压力、木束与竹束混杂比对竹木重组材抗弯性能的影响,结果表明:相同压力条件下,不同木束、竹束比例对重组材抗弯性能有不同程度的影响.在木/竹混杂质量比为1:1时重组材的抗弯性能降低最显著;木/竹混杂质量比为1:0时,重组材的抗弯性能随单位压力的增大而减小;在木/竹混杂质量比为0:1时,重组材的抗弯性能随单位压力的增加而增大;在木/竹混杂比相同的条件下,单位压力对木竹重组材静曲强度的影响较弹性模量大.     

不同单元形态木材增强重组竹结构材料抗弯性能的研究

根据混杂复合材料理论,探讨将几种不同单元形态的木材:木束、木刨花和木纤维与重组竹的基本单元--竹束,采用均匀混杂方法制备增强型重组竹结构材料的可行性,研究木束-竹束、木刨花-竹束以及木纤维-竹束的混杂比对增强重组竹结构材抗弯性能的影响.结果表明:与重组竹相比,当刨花-竹束以及纤维-竹束混杂比分别为10%、5%时,在垂直加载和水平加载方向上竹木复合重组结构材料的静曲强度和弹性模量综合增强效果最为明显,而随着木束-竹束混杂比增加,木束增强重组竹结构材料的弹性模量和静曲强度呈现先下降再上升的趋势,当混杂比为33%时负增强效应最大.     

疏解竹单板高温干热处理对竹基纤维复合材料性能的影响

【目的】以高温干热处理疏解竹单板为基本单元,制备竹基纤维复合材料,分析不同热处理温度对疏解竹单板物理化学性能以及竹基纤维复合材料物理力学性能的影响,为高温干热处理竹基纤维复合材料生产工艺优化和新产品开发提供依据。【方法】以毛竹疏解单板为原料,以180和200℃干热空气为介质,在氧气含量2%～2.5%条件下对其进行热处理;以不同温度处理的疏解竹单板为基本单元制备竹基纤维复合材料,对热处理后疏解竹单板以及竹基纤维复合材料的性能进行分析。【结果】200℃处理4 h疏解竹单板的质量损失比180℃大;随着热处理温度升高,疏解竹单板的综纤维素和α-纤维素含量分别降低11.36%、20.15%和21.95%、35.94%,木质素相对含量分别增加16.36%、43.56%,pH和缓冲容量降低;傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱分析显示,热处理后疏解竹单板表面羟基数量减少,导致其对水分的再吸收能力降低;热处理后疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;经180和200℃处理后,竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率分别降低11.20%、15.88%、7.03%和21.60%、32.27%、26.60%,静曲强度和剪切强度分别降低39.07%、33.51%和56.14%、42.15%,弹性模量变化不显著。【结论】随着热处理温度升高,疏解竹单板的抽提物挥发和化学组分降解,其质量损失率增加,pH和缓冲容量降低;半纤维素优先降解,导致其对水分的再吸收能力降低,而降解生成的可溶性小分子物质增加,导致其抽提物和木质素相对含量增加;热处理疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率降低,耐水性能增加,静曲强度和剪切强度大幅降低。     

小径竹重组结构材性能影响因子的研究

以南方资源丰富的小径竹为原料研究了小径竹重组结构材制造工艺,重点探讨了重组竹结构材的密度,浸胶后竹束的干燥温度,去青与不去青以及竹种(刚竹、淡竹、慈竹、雷竹)对重组竹结构材物理力学性能的影响,并分析了用自行设计的竹材压轧疏解机对小径竹疏解的原理。为高效利用小径竹提供制造工艺依据。     

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。     

高温热水处理工艺对竹重组材颜色耐久性及表面形貌的影响

以毛竹(Phyllostachys heterocycla cv.pubescens)碾压疏解竹束为原料,对其进行120、140、160℃各60 min,160℃各30、60、90 min的高温热水处理并压制成竹重组材,运用紫外老化试验箱加速老化方法对老化前后的竹重组材进行颜色变化分析,并运用扫描电子显微镜观察高温热水处理工艺前后的竹重组材表面形貌。结果表明:竹重组材颜色稳定性随着高温热水处理温度的升高而提升,160℃下ΔE*ab(处理前后颜色变化的大小)值最小为9.1,而处理时间对颜色稳定性的影响并不显著;扫描电镜结果表明,经过高温热水处理后的竹重组材相比未经处理的竹重组材的表面破坏程度大,表面组织也变得更加的松散,而未处理的竹重组材表面要相对致密。     

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.     

高密度重组竹的漆膜附着性能研究

为阐明高密度重组竹的表面涂饰性能,分析了不同密度重组竹的表面形貌、粗糙度、润湿性和漆膜附着力,考察了密度对漆膜附着力的影响。结果表明：重组竹的密度越高,其表面越光滑,粗糙度越小,Ra最低仅为1.71μm。同时,随着重组竹密度的增大,蒸馏水、甲酰胺和二碘甲烷三种极性不同的液体的接触角变大,表面自由能也随之降低。受表面粗糙度和润湿性的影响,低密度的重组竹与高密度的相比,具有更高的漆膜附着性能。然而,根据GB/T4893.4—2013对漆膜附着力的分级,所有重组竹对水性和油性木器底漆的表面漆膜附着力均为2级,表明密度对重组竹表面的漆膜附着力无显著影响。研究结果可为高密度重组竹的表面涂饰处理提供理论支持。     

竹束的制备及性能评价

将竹材用不同的预处理方法处理后,碾压、梳解制成竹束,对竹束进行断裂强度、细度的测定.试验结果表明,对竹材进行碱处理能有效地提高制备竹束的效率,采用细度和断裂强度来评价竹束的性能是可行的.竹束的细度范围为793～1445 tex,断裂强度的范围在0.73～2.32 cN/tex之间.随着竹束细度数值的增加,竹束断裂强度有减小的趋势.     

竹材疏解方式和浅碳处理工艺对广东典型丛生竹制备竹重组材性能的影响

以广东省产地麻竹(Dendrocalamus latiflorus) 和粉单竹（Bambusa chungii）为原料制备竹重组材,研究去青去黄、直接碾压两种单元材料疏解方式,和浅碳处理工艺对板材物理力学性能影响。研究结果表明, 麻竹和粉单竹采用直接碾压疏解方式制备的竹束吸水率均高于去青去黄疏解方式制备的竹束;采用直接碾压疏解方式制备的重组材各项性能均优于去青去黄疏解方式制备的重组材。浅碳处理工艺对麻竹重组材和粉单竹重组材吸水稳定性无明显影响,对麻竹重组材静曲强度、弹性模量和水平剪切强度有降低作用。竹种不同,板材性能变化有明显差异,麻竹制备的重组材各项性能受疏解方式和浅碳处理工艺影响更大。     

三种典型竹质工程材料纵向弹性模量评价

以重组竹、竹束单板层积材（BLVL）、竹集成材为代表的竹质工程材料受到越来越多的关注和应用。文中采用超声波法、自由横向振动法和力学法分别对上述3种典型竹质工程材料的纵向动态弹性模量（MOE）进行评价比较,结果表明,横向自由振动法能较为快速、准确和无损地评价出竹质工程材料的MOE,MOE的变异系数与其自身铺装结构有关;重组竹、BLVL和竹集成材的一阶共振频率分别为455.73、380.41和487.62 Hz;超声波在竹集成材的纵向上传播速度最快,重组竹其次,BLVL最慢;三点弯曲力学测试发现3种竹质工程材料的断裂模式不同,全顺向的重组竹为竹纤维拉断和界面剪切破坏,纵横组坯的BLVL为横向竹束拉断以及竹/木复合界面分层,而更多体现实竹性能的竹集成材为底层竹材维管束拉断和拔出破坏,其断裂载荷为重组竹> BLVL >竹集成材,而断裂位移为竹集成材> BLVL >重组竹。     

户外用竹材重组材防霉性能研究

采用竹束浸渍、重组竹材浸渍及直接涂刷三种处理,对比分析同等浓度不同药剂及处理方式对重组竹材的霉腐防治效力。结果表明:华科-108强力杀菌防霉剂和ZJFC-I型水剂防霉剂都具有良好的霉菌抑制效果。而氟酚合剂、硼酚合剂,对试验霉菌具有一定的抑制效果,防治效力中等;3种水性防霉剂采用竹束浸渍处理和竹重组材浸渍处理后,防霉效果差异显著。对竹重组材进行防霉处理的效果显著优于对其制造单元(竹束)进行防霉处理。使用扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)对霉变前后毛竹重组材的解剖结构和化学组成进行观察和分析,结果发现竹重组材未经防霉处理,纤维素、半纤维素、木质素均发生不同程度的降解,纤维素和半纤维素降解程度较大,振动趋势有明显改变,说明竹材易发生霉变。而经过ZJFC-I和华科-108防霉处理后的竹材,降解程度稍弱,说明经过这两种防霉剂处理对三大素的降解具有一定的抑制作用。     

竹束单板层积材物理力学性能均匀性研究

采用竹束单板整张化工艺,制备了竹束单板层积材(BLVL),利用X射线剖面密度仪研究BLVL及重组竹的剖面密度分布规律,比较了BLVL和重组竹的各项力学指标及其均匀性,并对其宽度和厚度方向上的尺寸稳定性和离散性进行了统计分析.结果表明:竹束单板层积材剖面密度曲线(VDP)分布较为均匀,两种整张化方式下制备的BLVL剖面密度变异系数(COV)较重组竹要低.BLVL的静曲强度、弹性模量、剪切强度及力学均匀性均优于重组竹;方差分析表明:BLVL的吸水增重率、宽度和厚度膨胀率显著低于重组竹,其标准方差亦小于重组竹,且TH＞ Tw.     

竹质异色重组装饰材工业化生产技术

竹质异色重组装饰材是以竹材为原料,采用柔性竹单元制造、竹束漂白、竹束深度匀染等关键技术,将不同色彩竹束重组制造的具有良好装饰效果的竹质建筑装饰材料。重点介绍了竹质异色重组装饰材工业化生产的主要工艺流程,总结产品开发过程存在的主要问题与解决途径,以期为竹质异色重组装饰材的推广应用提供参考。