不同胶黏剂对南方松CLT胶合性能的影响

为探索不同胶黏剂用于正交胶合木(CLT)生产的可能性,研究采用来自不同厂家的5种胶黏剂制备南方松CLT,以浸渍剥离率、剪切强度和木破率评价南方松CLT的胶合性能。结果表明:仅A-API和B-PUR1胶黏剂制造的南方松CLT胶层耐久性达到标准要求,木破率均未达到标准要求;5种胶黏剂对南方松CLT的浸渍剥离率、剪切强度和木破率有显著影响(P<0.005);从胶层耐久性、剪切性能和生产成本考虑,宜用A-PUR和A-API制造南方松CLT。     

加拿大西部铁杉正交胶合木胶合性能与耐久性初探

以加拿大西部所产铁杉锯材为基材,采用单组分聚氨酯(PUR)和双组分异氰酸酯(EPI)两种不同胶黏剂,0.28 MPa和0.83 MPa两个不同压力参数,制造正交胶合木(CLT)小样(609 mm×609 mm),对其进行胶层剪切测试和浸渍剥离测试,分析判断胶黏剂种类和压力对铁杉CLT胶合性能和耐久性的影响。试验结果表明:胶黏剂种类和压力大小对cLT的胶合性能、剪切破坏中木材破坏率和耐久性均有显著影响:当使用单组分聚氨酯(PUR)、压力0.83 MPa时,相比于0.28 MPa,其胶层剪切试验中木材破坏率更高;浸渍剥离试验中胶层剥离率更低。虽然在北美现行标准中尚没有利用加拿大铁杉制造CLT的相关规定,但加拿大铁杉的各项性能符合CLT制造的要求。建议进行进一步研究,制定合理的工艺参数,将加拿大丰富的铁杉资源用于制造CLT。     

小径柚木异型胶合工艺对集成材胶合性能的影响

以胶合压力、施胶量(单面)、加压时间为影响因素,通过正交试验优化小径柚木胶合工艺,在此基础上研究胶合工艺参数、组合纹理与异型单元件斜边角度对集成材胶合性能的影响。结果表明:优化胶合工艺参数为胶合压力0.7 MPa,施胶量(单面)220 g/m^2,加压时间40 min;胶合压力对胶合剪切强度有显著影响,施胶量(单面)和加压时间对胶合性能影响不显著,随着胶合压力增大,胶合剪切强度随之减小。异型单元件斜边角度和不同纹理组合都对胶合剪切强度有显著影响,对木破率无显著影响。随着梯形组坯单元件斜边角度的增加,胶合剪切强度增加。在弦弦、径弦、径径纹理组合中,弦弦组合纹理胶合剪切强度最大。     

正交胶合木(CLT)性能测试及其分析

简述了国内首条大幅面CLT生产线制造的铁杉正交胶合木(CLT)的工艺过程,并主要对该CLT板主强度方向的弹性模量、抗弯强度,以及胶层剪切强度、层间剪切强度和浸渍剥离等性能进行了测试与分析。表明:铁杉CLT的抗弯性能和抗剪性能测试值均能达到加拿大ANSI APA PRG320—2012标准相关等级要求;CLT垂直层滚动剪切强度是决定CLT抗弯强度和界面层剪切强度的主要因素;真空—加压浸渍处理对胶结面附近木材力学性能的影响大于对胶层的影响,其浸渍剥离率的平均值为9.75%,单组份PUR胶黏剂的胶层剪切强度和耐候性等性能符合室外环境的使用要求;铁杉CLT的抗弯性能和抗剪性能测试值达到加拿大ANSI APA PRG320—2012标准相关等级要求,满足工程要求。     

正交胶合木胶合耐久性能研究进展

胶合耐久性是正交胶合木(CLT)最基本的性能之一,正交组坯结构和层板间缝隙等构造特征增加了CLT胶合耐久性评估方法的复杂性。同时,胶黏剂种类、胶合工艺参数、试件大小及形状和层板处理等均会影响胶合耐久性能的评价结果。比较分析了不同CLT胶合耐久性测试方法,并对CLT胶合耐久性能主要影响因素相关研究进行总结,为后续CLT胶合耐久性能研究提供参考。     

正交胶合木胶合性能研究现状及展望

胶合性能是胶合木制品的重要性能之一。在正交胶合木（CLT）中木材特征、胶黏剂性能以及木材与胶黏剂之间界面性能共同决定了正交胶合木的胶合性能。木材作为一种天然各向异性材料,其纹理方向不同,造成组坯方式对于胶合性能影响巨大。在胶合性能测试中,取样尺寸、取样形状对于胶合性能的测试结果都有一定的影响。胶合界面性能表征方面的研究正逐渐兴起,但是针对CLT胶合界面性能表征的相关研究报道并不多。有关CLT胶合的研究多集中在胶黏剂和胶合工艺方面,而针对不同锯材单元的特性对胶合性能尤其是耐久性影响的研究尚少有报道。文中基于现有研究对CLT胶合界面性能影响因素进行总结,梳理对比CLT胶合性能测试方法以及胶合界面性能表征技术,并对今后研究方向提出意见和建议。     

国产落叶松正交胶合木胶层剪切强度评价

正交胶合木(Cross-laminated timber,CLT)胶层剪切强度是其胶合质量评价的重要指标。依据层板模量(8～12 GPa为低、12～16 GPa为中、16 GPa以上为高)、层数(3、5层)、层板厚度(15、25 mm)、组坯方向(正交和45°)共设置6种组坯方式,按照LY/T 3039—2018《正交胶合木》测试CLT板胶层剪切强度。研究结果表明:胶层剪切的破坏模式主要有沿着木材表面发生锯齿状剪切破坏和沿着横向层层板年轮方向剪切破坏;加载速率对胶层剪切强度影响不显著;除层板厚度对CLT板胶层剪切强度影响不显著外,表层层板模量、层板层数、组坯方向对CLT板胶层剪切强度存在显著性影响。     

不同胶黏剂对俄罗斯落叶松木材胶合性能的影响研究

为验证进口俄罗斯落叶松木材胶合性能,选用4种具代表性的结构用室温固化胶黏剂,根据GB/T 26899—2011《结构用集成材》进行胶合性能试验,对俄罗斯落叶松及胶黏剂的胶合性能进行分析研究。结果表明:对于俄罗斯落叶松,单组份聚氨酯、双组份聚氨酯和水性高分子异氰酸酯3种胶黏剂的胶层剪切强度和胶层剥离率均满足标准要求,其中双组份聚氨酯和水性高分子异氰酸酯胶黏剂胶合性能优异,单组份聚氨酯胶黏剂胶合性能良好;间苯二酚-甲醛树脂胶黏剂的胶合性能虽能达到标准要求,但不推荐作为结构用胶黏剂。     

兴安落叶松胶合木胶黏剂的选择

论述单组份聚氨酯(PURd)、双组份异氰酸酯(MDI-A和MDI-B)以及间苯二酚(PRF)4种胶黏剂对兴安落叶松胶合木耐久性和力学性能方面的影响,对比、分析不同胶合木的剪切强度和剥离率。结果表明:耐久性方面,间苯二酚类胶黏剂胶合性能明显优于聚氨酯类胶黏剂;在抗剪方面,间苯二酚胶黏剂略优于聚氨酯类胶黏剂;不同来源的同种类胶黏剂由于参数不同胶合强度存在差异。以上研究可为选择和使用胶黏剂提供技术参考。     

节子对落叶松胶合木胶合性能的影响

采用水性高分子-异氰酸酯(API)胶黏剂对含有木节的兴安落叶松(Larix gmelinii)层板按照工程胶合木的胶合工艺进行常温加压胶合,探讨木节及其大小对兴安落叶松工程胶合木胶合性能的影响。通过对试件进行胶缝剪切强度试验和浸渍剥离与煮沸剥离试验,发现节子对胶缝常态剪切强度、木破率、浸渍剥离率和煮沸剥离率均有显著的影响,随着木节直径的增大其胶缝剪切强度和木破率可下降40%和67%以上,浸渍二次总剥离率和煮沸二次总剥离率可增大至16%和37%以上。研究表明:两胶合面中仅一面有小木节(占板宽1/7~1/6),只能用于室内结构用集成材,不能用于室外结构用集成材;只有尺寸小于木板宽度1/10的木节与无节面胶合才能满足室外用工程胶合木的要求。     

木质素改性脲醛树脂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响

针对竹层积材中甲醛释放量过高的问题,以碳化竹片为原料,利用木质素作为脲醛树脂胶黏剂的甲醛捕捉改性剂,对脲醛树脂胶黏剂进行共混改性后压制双层竹层积材。采用木质素添加量和组坯方式的双因素分析法,探讨木质素改性脲醛树脂胶黏剂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响;采用环境扫描电子显微镜(ESEM)对木质素改性后的竹层积材胶合界面进行微观形貌分析。木质素的加入使竹层积材的甲醛释放量明显降低,各组坯方式下竹层积材的甲醛释放量差异较小,均可达到GB 18580—2001标准规定的E2级;随着木质素添加量的增加,竹层积材的剪切强度逐渐增大,竹黄面与竹黄面无节组坯试件(II)、竹黄面与竹青面无节组坯试件(IO)及竹黄面与竹黄面有节组坯试件(Node)的剪切强度均在木质素添加量为40%时达到最大,分别为7.6,8.0和8.5 MPa,相比空白组分别提高了85%,70%和41%;对于竹黄面与竹黄面组坯试件,带节试件的胶层剪切强度大于无节组;由ESEM可知,碳化竹材胶合界面被压缩甚至压溃,表面细胞不同程度呈扁平碎片状,胶黏剂主要渗透到竹材的表层破坏细胞,多数为薄壁细胞,位于竹材表层的维管束中偶尔也会有胶黏剂存在,极少量胶黏剂可能通过裂隙进入竹材更深部位的细胞。结果表明:在相同木质素添加量条件下,组坯方式对竹层积材甲醛释放量几乎没有影响;黄-黄无节组坯试件、黄-青无节组坯试件及黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度随着木质素添加量的增加逐渐增大,黄-青组坯试件的胶层剪切强度普遍优于黄-黄组坯试件,黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度均大于无节试件;ESEM分析表明,由于碳化竹片表面易被压缩压溃,木质素含量较大的高黏度胶黏剂缺乏有效渗透,致使胶黏剂集聚在压溃细胞表面,竹片胶合界面有效胶层厚度增大,从而导致胶层剪切强度增加。     

改性豆基蛋白胶黏剂的胶合工艺初探

以杨木单板为试材研究了改性豆基蛋白胶黏剂的胶合性能,采用单因素实验方法,探讨了改性豆基蛋白胶黏剂压制胶合板的胶合工艺。分析了热压温度、热压时间和涂胶量对三层杨木胶合板胶合性能的影响。结果表明:采用改性后的豆基蛋白胶黏剂,在压力为1.4MPa,温度为165℃左右,热压时间为1.4～1.6 min/mm,涂胶量为220g/m~2,压制的杨木胶合板胶合性能较佳且达到Ⅰ类胶合板的标准。     

改性大豆蛋白胶黏剂制造杨木胶合板热压工艺

利用单因素试验方法,研究了热压温度、热压时间、热压压力和施胶量对使用改性大豆蛋白胶黏剂制造的杨木胶合板胶合强度的影响规律.结果表明:在100～ 220℃热压温度范围内,随着热压温度的增加,胶合强度显著增大;在35～60 s/mm热压时间范围内,胶合强度随热压时间的增加呈上升趋势,当时间从60 s/mm升至85 s/mm,胶合强度几乎保持一致;热压压力在1.25 MPa时,胶合强度达到最大值;施胶量在130 ～430g/m2热压时间范围内,胶合强度随施胶量的增加呈上升趋势.由此得出最优工艺参数为:热压温度180℃,热压压力1.25 MPa,热压时间60 s/mm,施胶量为310g/m2.     

高温热处理木材胶合性能的研究

笔者研究了桦木、落叶松和樟子松高温热处理材的胶合性能,并与常规干燥材进行了对比。测试结果表明木材的胶合剪切强度与所用的胶黏剂有关,聚氨酯胶合的三个树种木材的剪切强度普遍大于白乳胶胶合的木材。无论是室内用的白乳胶或室外木结构用的聚氨酯胶都能与三个树种的高温热处理材很好地胶合,胶合试件的浸渍剥离率或煮沸剥离率皆为零。木材经高温热处理后,其剪切强度均有不同程度的降低,阔叶材桦木下降幅度最大,针叶材落叶松下降幅度最小。     

竹材表面胶合性能

该文主要研究竹材表面胶合性能,重点探讨了竹材的热压压力、施胶量、竹龄、组坯方式、竹材的不同处理方式等因子对竹材胶合性能的影响,用电子扫描镜观察竹材胶层分布情况。研究结果表明:热压压力、施胶量、竹坯的组合方式对竹材的胶合强度有显著影响;未经处理的竹材表面的胶合性能优于高温和硼酸处理;竹材胶层的微观观察结果表明:在相同压力下,1度竹的胶层与竹材之间的有较大的缝隙存在,胶合面平整度低;其他龄竹竹材的胶层均未发现较大的缝隙,并且胶层表面相对平整,胶层在竹材表面最薄处只有10μm,最厚处在40~50μm之间;在15 kg.cm-2和20 kg.cm-2的压力下,基本上未见到胶层与竹材之间的缝隙,压力变化对胶层厚度没有显著影响,一般胶层厚度小于10μm。     

工程胶合木胶合成型工艺优化研究

以兴安落叶松Larix gmelini为原材料,以间苯二酚树脂为胶粘剂,较系统地研究了压力和涂胶量对落叶松胶合木胶合性能的影响规律,获得了优化的胶合工艺参数。结果表明:胶合木试件的剥离率随着胶合压力和涂胶量的减小而增大;剪切强度和木破率随着胶合压力的增加呈现出先增加后降低的变化趋势,随涂胶量的增加呈现先增加后保持不变的变化趋势;胶合木胶合成型的优化工艺参数为胶合压力1.25 MPa、双面涂胶量300 g/m2。     

粉状改性脲醛胶的胶合工艺及性能研究

粉状改性脲醛胶黏剂游离甲醛少、储存期长且胶合性能优良,近年来获得广泛应用。采用粉状改性脲醛胶黏剂,对柳杉木材进行层积胶合,以剪切强度、木破率、浸渍剥离率为检测指标,研究其实木胶合工艺及性能。试验结果表明:粉状改性脲醛胶黏剂具有较好的胶合性能,满足非结构集成材标准要求;综合生产成本和效率等因素,确定较优胶合工艺参数为单位压力0.7MPa、热压时间31min、涂胶量180g/m~2、胶合面纹理组合为"弦切面-弦切面"。     

木材胶合界面微观结构样品制备新方法——激光烧蚀技术

【目的】分析激光烧蚀技术对木材胶合界面样品表面及微观结构的影响,为木基复合材料样品微观结构检测等相关领域研究提供一种简单可行的样品制备方法。【方法】以柳杉木材/脲醛树脂(UF)胶合界面和柳杉木材/聚醋酸乙烯酯(PVAc)胶合界面为研究对象,采用切片制样和激光烧蚀2种方法对样品进行处理,利用扫描电镜观察处理后的样品表面及微观结构。【结果】切片制样过程中的机械切割使得样品表面出现毛刺和刀痕,细胞形态发生变化甚至破碎。柳杉/UF样品胶层发生断裂,并且胶层附近的管胞出现破碎现象,既不利于观察胶层形态,也不利于检测胶黏剂与木材细胞壁之间的结合。柳杉/PVAc样品胶层有撕扯现象,但对于观察和分析界面结构的影响程度不大。激光烧蚀样品表面出现一些木材或胶黏剂小颗粒溅射的痕迹,尤其以胶黏剂区域和晚材区域较为明显。除划痕缺陷外,激光烧蚀还会导致部分离胶层一定距离的早材管胞破碎且有碎屑残留在细胞腔内,但这些缺陷并不影响胶合界面微观结构的观察,如胶黏剂在木材细胞中的分布、胶层区域的形貌以及胶黏剂与细胞壁之间的界面相容性等。激光烧蚀方法还适用于研究不同压力下胶合界面微观缺陷的变化规律,随着压力增加,柳杉/UF胶合界面上的胶层孔洞以及胶黏剂与木材细胞壁之间的缝隙数量逐渐减少,尺寸逐渐减小,但当压力增至1.2 MPa时,木材细胞壁开始出现细微裂纹,胶黏剂与细胞壁之间也开始出现裂隙。【结论】与切片制样方法相比,激光烧蚀方法不需任何预处理,并且对样品尺寸没有限制,所耗时长与样品尺寸及其密度呈正比,适用性广,可为其他木基复合材料胶合界面微观结构的研究提供技术支持。     

不同胶黏剂对玄武岩纤维增强竹木胶合板胶合性能的影响

分别采用环氧树脂、水溶性酚醛树脂和醇溶性酚醛树脂胶黏剂制备玄武岩纤维增强竹木胶合板,研究不同胶黏剂以及偶联剂处理竹材对板材胶合性能的影响。结果表明:1)采用不同胶黏剂胶合制成的玄武岩纤维增强竹木胶合板胶合性能依次为:醇溶性酚醛树脂胶黏剂〉水溶性酚醛树脂胶黏剂〉环氧树脂胶黏剂。2)竹材经偶联剂HMR和KH550处理后的胶合性能得到明显提高。     

ACQ防腐处理对马尾松木材胶合强度的影响研究

采用铜氨(胺)季铵盐(ACQ-D)防腐剂处理马尾松木材,以水性高分子异氰酸酯(API)、聚氨酯(PUR)和间苯二酚-苯酚-甲醛树脂(RPF)为胶黏剂制备防腐材胶合试样,研究胶黏剂种类和防腐剂处理浓度对马尾松胶合强度的影响。结果表明:API、PUR、RPF适用于ACQ处理马尾松的胶合,平均剪切强度和木破率均达到GB/T 26899—2011《结构用集成材》要求。胶黏剂种类对防腐材胶合强度有显著影响,表现为PUR和RPF的剪切强度优于API。与未处理材相比,ACQ处理对API胶合有负面影响,对PUR胶合有增强效应,对RPF胶合没有显著影响。在ACQ浓度为0.1%～1.0%范围内,胶合强度没有显著变化。