胶合板/中纤板与竹材网格空芯板的复合研究

研制一种以薄型木质覆面材料与竹片网格芯层材料复合而成的轻质复合板材。探讨了其覆面材料种类和网格单元尺寸变化两因子对复合板材力学性能的影响。试验结果表明,竹片网格单元尺寸对MOR/MOE均有显著影响,并随网格尺寸的增大而减小,胶合板覆面的复合板的MOR要好于中纤板覆面的复合板,而MOE则恰好相反。     

桉木单板层积材生产工艺的优化

采用响应面法(RSM)和中心组合旋转设计(CCRD),研究了桉树单板层积材(LVL)的生产工艺条件,并对优化工艺所得的预测值进行了实验验证。方差分析结果表明:面粉添加量对桉木LVL的静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)有着显著影响,而热压温度和热压时间的影响不显著。通过回归分析,建立了相应的回归模型。回归模型的预测值与实验值的拟合良好,说明回归方程能用来预测和优化桉木LVL的力学强度性能。最佳工艺条件为:热压温度130℃,热压时间1.5 min/mm,面粉添加量5%(质量分数)。在此工艺条件下压制的桉木LVL垂直加载条件下的静曲强度(MOR⊥)和弹性模量(MOE⊥)分别为89 MPa和16 722 MPa,平行加载条件下的静曲强度(MOR∥)和弹性模量(MOE∥)分别为88 MPa和15 067 MPa,MOR和MOE分别达到了结构用单板层积材国家标准的优等品和140E级别。     

糠醇化对橡胶木性质的影响

以平衡含水率(EMC)和线性湿涨系数(LSC)为评价指标,研究了不同质量增加率(WPG)的糠醇改性对橡胶木吸湿尺寸稳定性的影响,并从尺寸稳定性角度探讨糠醇改性的临界WPG;还分析了糠醇改性对抗弯强度(MOR)和抗弯弹性模量(MOE)的影响,并探讨了减量平衡含水率(EMCR)衡量浸渍改性材吸湿性的可行性.结果表明:糠醇化可以显著降低橡胶木的EMC和LSC,EMC受WPG的影响明显,LSC随着WPG的增加而显著下降,基于LSC和胞壁充涨系数推导的临界WPG两者之间存在较大误差;改性材的MOE随WPG提高而增加,增幅约在30％ ～40％,但MOR却略有下降;与基于浸渍材绝干质量的EMC相比,基于浸渍前绝干质量的EMCR能更客观地评价浸渍改性后木材的吸湿能力,可用于吸湿性的研究中,但鉴于用户和第三方检测不方便,不推荐其作为改性产品的评价指标.     

浸渍时间和压缩率对PF树脂浸渍马尾松LVL性能的影响

采用低分子量酚醛树脂浸渍处理小径级马尾松单板,探讨常温常压下不同浸渍时间及不同压缩率对马尾松单板层积材物理力学性能的影响。结果表明：常温常压下,马尾松单板随着浸渍时间(8 h、14 h、26 h)的延长,其干湿增重率都呈增长趋势;压缩率(10%、20%、25%)的增加均能提高LVL的密度、尺寸稳定性、MOE和MOR。参考GB/T 20241-2006《单板层积材》,3种不同浸渍时间和不同压缩率下生产的LVL,MOR都达到了180E优级,MOE最低达到120E级,最高可达180E级。     

火炬松种源建筑材抗弯性质的变异及与树龄、晚材率、木材密度的关系

福建南屿15年生火炬松31个种源间木材抗弯弹性模量(MOE)的群体平均值为6 702.6 MPa,变化范围为5 042.5～8 610.2 MPa;抗弯强度(MOR)群体平均数为99.11MPa,变化幅度为77.32～119.79 MPa.种源间木材抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)存在显著差异,二者广义遗传力大于0.441、0.422,方差分析中遗传方差分量在43.07%～60.79%范围内,环境方差分量范围为39.21%～56.93%,说明MOE、MOR除在遗传上受中等程度控制外,还显著受到环境条件影响.种源内MOE、MOR变异系数远大于种源间变异,说明火炬松材质改良在种源选择的基础上进行个体改良效果较好.树龄、晚材率和木材密度与MOE、MOR在0.01水平上呈显著正相关,木材基本密度估测MOE、MOR优于晚材率.火炬松种源木材MOE、MOR值与引种栽培地点有关.南屿靠近海岸线,并且纬度低于所有种源原产地纬度.火炬松种源原产地地理气象因子中,纬度对木材抗弯性能没有影响,经度与MOE、MOR呈较大的负相关,经度对抗弯性能的影响最大,6-9月降水/年降水次之,其他因素影响不显著.     

竹木复合单板层积材制备工艺

以浸渍酚醛树脂的杨木单板和竹帘为原料制备竹木复合单板层积材, 探讨制造工艺对复合材料性能的影响.结果表明,竹木复合材料的MOE及MOR均达到或超过了日本JAS标准的相关规定,尺寸稳定性良好; 单板厚度、树脂浓度、压缩率对MOE和MOR有显著影响;组坏方式对MOR影响显著;而吸水厚度膨胀率的影响作用比较复杂.     

响应面法在桉木LVL生产中的应用

采用响应面法（RSM）,研究了单板厚度和涂胶量对桉木单板层积材（L、几）力学性能的影响。结果表明：单板厚度和涂胶量对桉木LVL的垂直加载和平行加载条件下的静曲强度（MOR┷、MOR／／）和弹性模量（MOE┷、／dOE／／）有显著影响。实验值与预测值的决定系数为0．72,0．79,0．59,0．69。本研究所获最佳工艺条件为：单板厚度2．0啪,涂胶量233g·m＾-2在此工艺条件下压制的桉木单板层积材垂直加载条件下的静曲强度（MORJ和弹性模量（MOE上）分别为85MPa与15118MPa,平行加载条件下的静曲强度（MOR／／）和弹性模量（MOE／／）分别为87MPa与15288MPa,回归模型的预测值与实验值的相对误差最大为9％,最小为3％。实验产品的MOR和MOE分别达到结构用单板层积材国家标准的优等品和140E级别。     

机械应力式人造板质量在线无损检测技术的研发和应用

静弯曲弹性模量(MOE)是结构用板材(如大片刨花板、定向刨花板、结构胶合板、单板层积材等)最为重要的力学指标,而静弯曲强度(MOR)则是几乎所有人造板(如胶合板、刨花板、中密度纤维板等)的最为重要的力学指标.     

液氮低温处理桦木胶合板的弯曲力学性能研究

研究了国产桦木胶合板在常温状态下、液氮低温(-196℃)状态下和液氮低温处理(-196℃,48 h)后的弯曲力学性能,并分析了其用于LNG船绝缘箱的可行性.结果表明:在低温状态下(-196℃)桦木胶合板的弯曲力学性能各项测试指标均显著高于在常温状态下测试结果,MOE增加趋势比MOR更加显著;在低温处理后(-196℃,48 h)桦木胶合板弯曲力学性能各项测试指标略低于常温状态下测试结果,MOE降低趋势比MOR略显著;国产桦木胶合板在常温状态下、液氮低温状态下(-196℃)和液氮低温处理后(-196℃,48 h)的纵横向MOR与MOE的平均值均高于LNC船绝缘箱要求,完全满足使用需要,可以用于制造LNG船绝缘箱的绝热材料.     

预埋PVC管空心刨花板平压成型技术

针对现有空心刨花板纵向强度低,对刨花要求高和需脱膜等缺陷,以不同板材厚度、空心孔距和芯层比例(芯层刨花质量比)作为影响因素,采用预埋PVC管平压成型的方式制造空心刨花板,对板材主要物理力学性能进行测试和分析。研究表明:采用预埋PVC管进行平压式空心刨花板制造是可行的,对板材性能有较大的增强作用。相同密度下厚度为16 mm的板材力学性能最好,芯层所占比例为2/3时,PVC管孔截面变形最小,空心孔距对板材力学性能影响不显著。板材的24 h吸水膨胀率(TS)随着厚度的增大呈下降趋势,力学性能随着厚度的增大而先下降后上升。当厚度为16 mm时,板材静曲强度(MOR)达到12.66 MPa,弹性模量(MOE)达到1.444 GPa,而24 h TS达到11.80%。板材的MOR和MOE随空心孔距的增大呈先下降后上升的变化趋势,对24h TS无明显影响,当空心孔距为20 mm时,板材的MOR达到12.47 MPa、MOE达到1.336 GPa、而24 h TS达到11.62%。板材的MOR和MOE随芯层比例的增大呈先下降后上升的变化趋势,对24 h TS无明显影响,当芯层比例为2/3时,板材的MOR达到12.04 MPa,MOE达到1.302 GPa,而24 h TS达到了10.68%。     

中密度纤维板/橡胶阻尼层状夹心复合材料的力学与隔声性能

将中密度纤维板与橡胶材料层合制备成层状夹心复合材料,并优化其制备工艺。结果表明:涂胶量对复合材料的弹性模量(MOE)、弯曲强度(MOR)、内结合强度(IB)具有极显著影响,热压压力对MOE、MOR影响极显著、对IB影响较小;热压时间对MOE、MOR的影响显著。随着涂胶量增加,复合材料的隔声性能提高;热压压力过大将导致橡胶厚度变薄,隔声性能降低。优化工艺条件下得到的层状夹心复合材料的隔声性能优于同等厚度MDF。     

定向刨花板抗弯性能、形变及剖面密度梯度的相关性

定向刨花板(OSB)力学性能优异,但变异性较大,探究OSB抗弯性能变异性大的原因可为改善其力学性能提供理论依据。采用三点弯曲法检测OSB沿长度方向的弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR),使用数字散斑应变分析技术(DIC)同步记录试件面内应变分布,结合剖面密度梯度(VDP)探索了其对OSB抗弯性能及形变的影响。结果表明,OSB的MOR与试件整体形变呈线性正相关,MOE与试件整体形变相关性不强。最大载荷条件下,对称的表面结构可有效避免局部应变集中导致的OSB力学失效,这有助于提高OSB的MOR;40%最大载荷条件下,OSB趋于整体弯曲变形,且组成单元的相对位置固定可提高其MOE,内部孔隙压缩会降低其MOE。最大载荷条件下,弯曲应变分布与VDP相似,会提高试件MOR;40%最大载荷条件下,弯曲应变分布与VDP的相似性和MOE不显著相关。增加结构的对称性、弯曲应变分布和VDP的相似性,能够提高OSB的MOR;增加整体弯曲变形和降低内部孔隙压缩率,能够提高OSB的MOE。     

石蜡热处理对竹材力学性能的影响

为了在发挥热处理提高竹材防水性和尺寸稳定性的同时,控制竹材的力学性能损失,采用石蜡为加热介质对竹材进行热处理,研究热处理温度和时间对竹材弦向抗弯强度(MOR)、弦向抗弯弹性模量(MOE)、顺纹抗压强度和冲击韧性等力学性能的影响。结果表明,在研究的因素水平范围,高温(190℃)、长时间(6 h)石蜡热处理竹材的MOR比对照样显著降低;中等温度(160℃)、中等时间(4 h)的石蜡热处理竹材的MOE和顺纹抗压强度均显著高于对照样;石蜡热处理温度和时间对竹材的冲击韧性的影响不显著。综合来看,采用石蜡在160℃热处理竹材4 h,竹材的各项力学性能较佳。     

增强型杨木单板层积材力学性能分析

采用玻璃纤维布与碳纤维布复合材料及分步热压法增强杨木单板层积材,研究了玻璃纤维布与碳纤维布复合材料的铺设位置及分步热压法对杨木单板层积材力学性能的影响.结果表明:两种增强方式对杨木单板层积材静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)的增强效果均较明显;采用对称铺设相同的增强材料时,铺设位置靠近杨木单板层积材表层时对MOR和MOE等力学性能的增强效果较铺设在靠近芯层时的增强效果明显;采用分步热压法可以明显改善单板层积材水平剪切强度.     

稻秸/淀粉胶复合材料性能研究

为充分利用农作物废弃物,研究环境友好材料,通过热压成型方法制备稻秸/淀粉胶全降解复合材料。研究了预处理、胶黏剂、增塑剂和阻湿剂含量对复合材料内结合强度(IB)、弯曲强度(FS)、弯曲弹性模量(MOE)、冲击韧性(IR)、拉伸强度(TS)、拉伸模量(MOR)、含水率及2h吸水厚度膨胀率的影响,并观察了复合材料细观表面。结果表明:水热处理复合材料力学性能除IB外均较高;含胶量为10%时力学性能除MOR外均较高;1%增塑剂提高了IB、FS及TS,2%增塑剂提高了IS,增塑剂对MOE和MOR有负面影响;阻湿剂降低了复合材料力学性能。增塑剂、阻湿剂均能不同程度的增大复合材料MC。复合材料2h吸水厚度膨胀率大,防水性能差。复合材料基体和增强体两相界面结合存在明显缝隙、空洞及分层现象。     

超声波预测落叶松规格材的抗弯性能

用超声波法测量落叶松规格材的动态弹性模量(DMOE),用弯曲试验测量其静态抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR),分析DMOE与MOE和MOR的相关性。研究结果表明:落叶松规格材的DMOE值比MOE高;DMOE与MOE和MOR的相关性均在0.01水平显著,DMOE与MOE的相关性高于DMOE与MOR的相关性。     

豆秸刨花板工艺的研究

对豆秸刨花板的制造工艺以及利用杨木单板、三聚氰胺浸渍纸对豆秸刨花板进行覆面处理进行了初步研究。分析了板的密度、施胶量、热压时间、热压温度 4个变量因子对豆秸刨花板性能的影响。试验结果表明用豆秸制造刨花板是完全可行的 ,其产品主要物理力学性能 :密度 ( ρ) 0 80g/cm3、静曲强度 (MOR) 1 9 9MPa、内结合强度 (IB) 0 45MPa、吸水厚度膨胀率 (TS) 3 3 %均达到了GB/T4 897- 92中的技术指标。贴面处理后的豆秸刨花板 ,其静曲强度、弹性模量均有较大提高。     

晶态纳米纤维素/聚磷酸铵胶体对刨花板性能的影响

以晶态纳米纤维素(NCC)为模板,聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,合成环境友好型的NCC/APP阻燃胶体体系,将此胶体应用到刨花板中,探讨其对刨花板力学性能和阻燃性能的影响。研究表明,当APP添加量分别为6%、9%和12%时,与APP固体直接添加到刨花板中相比,APP预聚体使得刨花板的极限氧指数分别提高6.0%、14.2%、3.7%,但是静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)、内结合强度(IB)有所降低;刨花板中加入NCC/APP胶体后极限氧指数比添加等量的APP固体提高了10.2%、16.5%、14.3%,同时刨花板的MOR、MOE、IB也明显增强。     

聚乙烯醇/三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂制备芦苇刨花板及性能研究北大核心

为解决普通脲醛(UF)树脂对芦苇材料胶合性能差的问题,以聚乙烯醇/三聚氰胺改性脲醛(PVA/MUF)树脂为胶黏剂制备芦苇刨花板。通过正交试验,研究密度、热压温度、热压时间、施胶量等因素对板材内结合强度(IB)、静曲强度(MOR)以及2 h吸水厚度膨胀率(TS)的影响。结果表明:芦苇刨花板的优化制备工艺为:密度0.85 g/cm3、热压温度160℃、热压时间5 min、施胶量12%。所制得的芦苇刨花板IB和MOR分别为1.00 MPa和21.4 MPa,与木材刨花板相当。未来,使用PVA/MUF树脂改性胶黏剂制备的芦苇刨花板有望替代传统木材刨花板。     

杉木人工林规格材的足尺弯曲、压缩分级测试

利用人工林杉木制成尺寸为45 mm×90 mm×2 600 mm规格材,根据GB/T 50329、ASTM D4761分别进行足尺弯曲、压缩分级测试.结果表明,规格材的弯曲弹性模量(MOE)、弯曲强度(MOR)、顺纹压缩强度(UCS)平均值均表现出相似趋势:SS>No.2>No.1.SS等级、No.1等级和No.2等级规格材的MOE特征值分别是10.34、9.87和10.17 GPa;MOR特征值分别是26.93、20.25和20.74 MPa;UCS特征值分别是21.59、20.64和20.33 MPa;随着MOR增加,UCS/MOR降低;与无疵小试样测试相比,足尺规格材的SS等级、No.1等级和No.2等级的MOE平均值分别是无疵小试样的1.13、1.08和1.12倍;MOR平均值分别是无疵小试样的84.8%、70.8%和78.7%;UCS平均值分别是无疵小试样的81.1%、74.3%和75.9%.