纳米SiO_2对杨木强化材有害气体控制作用研究

将不同质量分数的纳米SiO_2在超声波作用下与脲醛树脂溶液共混制作杨木强化材,测试其TVOC与甲醛释放量及力学性能,并利用扫描电镜/能谱仪分析纳米SiO_2添加量影响处理材环保性能和力学性能的机理。结果显示:纳米SiO_2的添加可以有效地降低处理材TVOC和甲醛的释放量、提高力学强度,且添加量显著地影响强化材TVOC和甲醛的去除率及力学性能。随着用量的增加,对TVOC、甲醛的控制效率和试件力学性能随之升高,但当添加量达0.5%后,以上各项性能有所降低。当纳米SiO_2添加量为0.5%时,对杨木处理材的TVOC和甲醛的控制效果最佳,且力学强度最佳。扫描电镜/能谱仪分析结果显示:纳米SiO_2的添加不影响脲醛树脂在木材中的渗透性,但当纳米SiO_2添加量达到1.0%时,从电镜扫描图上可明显观察到纳米颗粒与树脂聚集形成的团状颗粒,导致其处理效率降低。     

基于响应面分析法优化杨木增强处理环保工艺

本文基于BBD响应面优化方法,建立杨木强化材目标性能可评价工艺参数模型,并优化出室内家具用杨木强化材环保生产工艺,结果表明:以加压压力、加压时间、树脂质量分数作为响应因子,分别以MOE、WPG、TVOC释放量和甲醛释放量作为响应值的预测模型显著,模型决定系数大于0.9;当加压压力、加压时间、树脂质量分数分别为0.89 MPa、2.5 h、32%时,产品环保性能在考察工艺参数范围内最优。     

浸渍后处理及干燥处理对木材树脂浸渍改性效果的影响

【目的】探讨不同浸渍后处理方式和干燥方式对MUF树脂浸渍材增重率和尺寸稳定性的影响,为树脂浸渍改性技术提供参考和借鉴。【方法】利用5%、10%、15%和25%浓度的MUF树脂真空加压浸渍毛白杨木材,每种浓度树脂浸渍后试样首先分别进行4种方式浸渍后处理(气干处理7天、高湿度环境中平衡处理7天、树脂溶液中平衡处理7天以及不进行气干或平衡处理),然后分别利用2种干燥方式(直接干燥和湿干燥)进行干燥处理,干燥处理后测量不同处理条件下树脂浸渍材的增重率和容胀率,最后将素材和树脂浸渍材置于蒸馏水中常压浸渍14天,测试树脂浸渍材的抗胀率和径弦向差异湿胀程度。【结果】木材增重率与树脂浓度呈正相关关系,4种浓度树脂浸渍后试样增重率分别为9.7%、19.1%、28.4%和50.0%;不同浸渍后处理试样间的增重率差别不大;相同浸渍后处理条件下,直接干燥试样的增重率略低于湿干燥试样的增重率。树脂浸渍后,置于高湿度环境或树脂溶液中处理的试样,细胞壁容胀率较高;相同浸渍后处理条件下(除气干处理外),直接干燥试样的细胞壁容胀率低于湿干燥试样的细胞壁容胀率。树脂浸渍材抗胀率的变化规律与其细胞壁容胀率的变化规律基本一致。随着增重率增加,树脂浸渍材的径弦向湿胀率均降低,而其径弦向差异湿胀程度呈增加趋势,低增重率时试样的径弦向差异湿胀程度低于素材,而增重率超过30%左右时试样的径弦向差异湿胀程度高于素材。【结论】1)相同浓度树脂浸渍条件下,干燥方式对增重率的影响大于浸渍后处理方式,湿干燥处理有利于树脂在木材内部良好固着,从而获得更高的增重率;2)细胞壁容胀率受浸渍后处理方式和干燥方式二者的共同影响,置于高湿度环境或树脂溶液中的浸渍后处理有利于树脂继续扩散到木材细胞壁,湿干燥处理有利于树脂进一步扩散到木材细胞壁中并良好固着,从而对细胞壁产生更好的容胀效应;3)树脂浸渍材的抗胀率与细胞壁容胀率密切相关,树脂对细胞壁的容胀是树脂浸渍材尺寸稳定性提高的前提;4)树脂浸渍材的径弦向差异湿胀程度随增重率增加而有所增加。     

异氰酸酯树脂固定人工林杨木压缩变形的研究

采用异氰酸酯树脂对人工林杨木进行表面密实化处理,目的是固定杨木的压缩变形,改善木材的材性。结果表明:随着水溶液中树脂质量分数的增加,木材的尺寸稳定性逐渐提高。     

表面涂饰对杨木强化材TVOC释放影响的研究

为减少TVOC对人体和环境的危害,改善室内空气环境质量。通过不同涂料、不同饰面方法对杨木强化材进行表面涂饰,并与强化材和杨木素板的TVOC释放情况比较,得出以下结论:(1)水性涂料与硝基涂料和醇酸清漆涂料相比,环保性能更为优越;而涂饰方法对TVOC释放量的影响不大。(2)表面涂饰对杨木强化材内部萜烯类和烷烃类的释放有较好的抑制作用,且涂料中的TVOC能够以较快的速度挥发出去;此外,饰面后芳香烃类物质的释放量明显增加,但萜烯类和烷烃类物质的释放量显著降低。     

平压浸注填充PF树脂工艺对杨木增重率的影响研究

为探讨浸注工艺对木材增重率的影响,以PF树脂为浸注材料,以树脂浓度、压缩次数、保压时间、浸渍时间和压缩率为试验因素,采用单因素试验方法在平压浸注装置上对杨木试件进行了浸注填充。结果显示:2次压缩较1次压缩,杨木木材增重率增加了20. 2%;保压时间从0 min延长至10 min,杨木木材增重率增加了11. 5%;浸渍时间从1 h延长至2 h,杨木木材增重率提高了8. 8%;再增加压缩次数、延长保压时间和浸渍时间,杨木木材增重率均变化不大;而杨木木材增重率随PF树脂浓度和杨木木材压缩率增加呈线性增加,PF树脂浓度与压缩率对杨木木材增重率具有显著影响。因此选择压缩次数为2次,保压时间为10 min,浸渍时间为1 h,PF树脂浓度与杨木木材压缩率由改性木材的用途决定。     

电气石/木材复合材制备及微观结构分析

电气石具有释放负氧离子等特殊功能,可以改善环境质量以及促进各种产品的功能化。本研究将电气石以浸渍的方式引入木材中,通过树脂固化的方式将其固定于木材内部,从而得到具有释放负氧离子的功能性木质材料。利用满细胞法,经MUF处理,电气石浓度在5%,偶联剂浓度为4%,浸渍时间为60 min,木材浸渍增重率达到36.9%且分布均匀,负氧离子释放量约为1 086个/cm^3。PEG处理材流失率为15.7%,MUF浸渍处理材的流失率仅为1.3%。     

低分子量脲醛树脂浸渍杨木强化材的饰面性能研究

本文以速生杨木脲醛树脂强化材为研究对象,研究改性后强化材的饰面特性。测试3种不同极性液体在试件表面的接触角,并计算表面自由能;对不同增重率的杨木进行表面胶合质量检测,研究脲醛树脂浸渍处理杨木对其表面胶合质量的影响;利用傅里叶红外光谱分析杨木浸渍后表面官能团的变化。结果表明:经过浸渍后,杨木润湿性增强。3种液体在强化材表面的接触角均小于未处理材与液体的接触角,随着杨木强化材增重率的增加,表面自由能呈增加的趋势。杨木强化材表面胶合强度随着增重率的增加先增大后减小,在增重率为20%时表面胶合强度最大。红外图谱显示,在波数3 340、2 917、1 738、1 643~1 240 cm-1等处,经过脲醛树脂浸渍后强化材的波峰不同程度的强于未处理材。综上所述,脲醛树脂强化材的饰面性能与增重率相关,随着增重率的增加饰面性能先增加后下降。     

三聚氰胺脲醛树脂复配硼化物改性杨木的性能

采用硼酸、硼砂混合液,三聚氰胺脲醛(MUF)树脂及MUF树脂与硼酸、硼砂的复配改性剂处理人工林杨木,并对处理材的各项性能进行评价.结果表明:MUF树脂和MUF树脂复配硼化物的处理,均可显著降低木材的吸湿率,提高抗胀率、弹性模量和抗弯强度;3种改性材的氧指数均提高,点燃时间延迟,热释放速率、总热释放量、总烟释放量及CO产率均降低.以MUF树脂复配硼化物处理杨木的效果最优,杨木各项性能可全面改善.     

糠醇浸渍速生人工林木材的干燥特性研究

木材浸渍改性商业应用的主要技术难点之一是二次干燥速度慢、易开裂、易变形。本文以杨木和杉木为研究对象,使用浓度为30%和50%的糠醇水溶液对其进行浸渍改性,再以百度干燥法分析糠醇浸渍材的干燥特性,辅以干缩试验和剖面密度(VDP)试验探究干燥缺陷成因。结果表明：50%浓度浸渍材的干燥缺陷等级均大于30%浓度浸渍材,杨木浸渍材的等级均高于杉木浸渍材;杉木30%和50%浓度浸渍材百度干燥平均时间分别为24 h和29 h,而杨木30%和50%浓度浸渍材分别为20 h和30 h。浸渍材不同位置的干缩系数存在显著差异,浸渍后密度分布更加不均匀。杉木和杨木糠醇浸渍材二次干燥困难的主要原因为固化的糠醇堵塞了水分内部迁移通道,从而使干燥速度降低;糠醇分布不均匀导致干缩系数差异进一步加大,处理材易开裂、易变形。     

二羟甲基二羟乙基乙烯脲树脂处理对尾巨桉木材尺寸稳定性的影响

为提升人工林速生材的尺寸稳定性,以人工林尾巨桉（Eucalyptus urophylla×E. grandis）木材为研究对象,采用二羟甲基二羟乙基乙烯脲（DMDHEU）树脂进行真空-加压浸渍处理,分析树脂浓度和加压压力对木材增重率、密度的影响及增重率对木材尺寸稳定性的影响。结果表明,树脂浓度为30%、加压压力为1.2 MPa时,处理材增重率最大（23.85%）;各密度均最高,其中基本密度比未处理材高出26.9%,气干密度高出19.9%,全干密度高出19.8%;气干抗缩率、全干抗缩率、抗胀率和抗吸水率均最大,分别为72.9%、46.6%、53.5%和65.5%。木材增重率和密度均随树脂浓度和加压压力的增加而增加。树脂浓度高于20%、加压压力≥0.9 MPa时,木材增重率和密度增速均减缓。树脂浓度对木材增重率和密度的影响高于加压压力。树脂浓度相同、加压压力≥0.9 MPa时,木材增重率基本保持不变。相同压力下,处理材的尺寸稳定性随增重率增加而增加;压力≥0.9 MPa时,增重率达到9%～10%左右,木材抗胀（缩）率增速减缓。增重率相近、加压压力增加时,木材抗胀（缩）率有所增加,木材抗吸水...     

药剂种类和浓度对杨木强化改性效果的影响

以杨木板材为研究对象,选择不同浓度的酚醛树脂胶粘剂、异氰酸酯胶粘剂、硅溶胶／苯丙乳液试剂为浸渍药剂,利用真空压力装置,对杨木板材进行加压浸渍强化改性,并利用扫描电镜分析木材的微观结构。研究表明,浓度35％的酚醛树脂（PF）、浓度25％的异氰酸酯（PAPI）及浓度25％的苯丙乳液配比方案较优;3种药剂处理后的杨木强化效果优异程度为：异氰酸酯（PAPI）〉酚醛树脂（PF）〉硅溶胶／苯丙乳液。     

杨木单板的压缩与树脂浸渍处理对胶合板性能的影响

采用正交试验设计方法,研究了杨木单板压缩率、胶液浓度、树脂浸渍时间和热压温度四个因素对杨木胶合板性能的影响。结果表明:杨木单板的压缩与树脂浸渍处理可以显著提高杨木胶合板的力学性能。当杨木单板压缩为35%、胶液浓度90%、树脂浸渍时间2h、热压温度150℃时,杨木胶合板的MOE、MOR和胶合强度分别高出国家标准127%、212%和77%。     

微波预处理对杨木渗透性的影响

研究微波预处理过程中辐射功率、时间和处理方式对杨木单板渗透性的影响规律,以获得后续杨木改性处理理想的微波预处理工艺。在本试验条件下,微波预处理可以使经过质量浓度20%的聚乙二醇2000(PEG-2000)浸渍后的杨木单板烘干后的增重率从26.8%提升至38.2%;随着微波预处理辐射时间的增加,杨木单板浸渍增重率的平均值先上升后下降,并在辐射时间为50 s时达到顶峰;随着微波源输出功率的增加,对杨木单板的渗透性提升效果逐渐上升。微波预处理含水率为10%～13%的杨木单板的优化组合工艺条件为:微波源输出功率100%、微波辐射时间50 s,可使杨木单板在短时间内达到平均温度135.5℃。在微波预处理过程中,需要注意谐振腔与试件接触部位的温度控制,以减小同组试件升温速率差异对微波处理效果的影响。     

PF树脂浸渍ACQ防腐杨木的基本特性

采用低分子量酚醛树脂对ACQ防腐后的速生杨木进行浸渍处理、干燥定型后制得改性材.试验表明,ACQ防腐处理对酚醛树脂的浸渍没有影响,PF树脂对杨木具有较好的浸注性,但不同杨木试件的浸注性差异较大.通过分析杨木自身材性及试件不同尺寸与增重率的关系,发现不同的杨木树株和木材纹理对杨木浸注性有显著的影响.     

PMUF树脂复合硼、硅化物改性杨木的性能

采用苯酚-三聚氰胺脲醛(PMUF)树脂及其与硼、硅化物的复合改性剂(PMUF-B、PMUF-Si)浸渍处理人工林杨木。结果表明:与未处理材相比,PMUF、PMUF-B及PMUF-Si三种改性材的密度、抗弯性能、硬度均显著提高,吸湿率和吸水率显著降低,抗胀率均在50%以上,冲击韧性略有降低,氧指数均提高1倍以上,甲醛释放量均≤0.3 mg/L,总挥发性有机化合物(TVOC)释放率均≤0.20 mg/(m~2·h),耐腐性能显著提高。     

DL-SW微舱设计及对人造板VOCs的快速检测

为了缩短人造板挥发性有机化合物(VOCs)的检测周期,降低检测成本,提高产品的环保水平,设计出新型DL-SW微舱。以中密度纤维板、胶合板及刨花板为研究对象,在设定条件下对3种板材释放的VOCs进行快速检测,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析VOCs的具体成分及各组分含量,对比分析DL-SW微舱法与气候箱法的相关性。结果表明:DL-SW微舱法测得第1~3天3种板材总挥发性有机化合物(TVOC)释放量下降最快,最终均在14 d内达到稳定状态。测得3种板材释放VOCs的主要成分为芳香烃、烯烃及烷烃,占TVOCs总量50%以上,其次为醛类、醇类、酯类和酮类。高温和高相对湿度环境下,3种板材TVOC释放量有显著增加,中密度纤维板、胶合板、刨花板TVOC初始释放量分别为970.56,3 954.49和658.00μg/m~3。DL-SW微舱法与1 m~3气候箱法测得的3种板材释放的VOCs物质种类相同,TVOC释放趋势一致,达到稳定状态时TVOC浓度相对偏差分别为13.95%,11.04%和9.06%。测得的TVOC稳态释放量拟合得到公式y=0.877 5x+0.344 7,拟合度R~2为0.996。DL-SW微舱法较1 m~3气候箱法检测时间缩短50%以上,且成本低、可靠性强,能同时调节温湿度及空气交换率,可作为1 m~3气候箱的比对产品,有助于提高人造板产品的环保水平。     

等离子体改性热塑性树脂薄膜制备环保胶合板试验

为获得无甲醛释放的环保胶合板,将热塑性树脂薄膜(低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC))用作胶黏剂,并利用空气介质阻挡等离子体对热塑性树脂薄膜进行表面改性处理以提高薄膜与杨木单板的界面相容性,从而获得性能良好的环保胶合板。研究了等离子体处理对胶合板胶合性能的影响,并从等离子体处理对热塑性树脂薄膜表面化学组分及其对胶合板界面形貌的影响分析其胶合机理。结果表明:在等离子体处理功率为4.5 kW、处理时间为8 m/min的条件下处理热塑性树脂薄膜,胶合板的胶合强度得到显著提高,LLDPE/杨木胶合板的胶合强度从0.49 MPa增至0.81 MPa,PP/杨木胶合板的胶合强度从0.65 MPa提高到0.84 MPa,均达到Ⅱ类胶合板标准要求。其中用等离子体处理后PVC与杨木制备的胶合板能满足Ⅰ类胶合板的标准要求,胶合强度达到0.79 MPa。XPS分析表明,等离子体改性热塑性树脂薄膜的表面发生了氧化反应,引入了含氧官能团,提高了薄膜表面极性,有利于提高薄膜与杨木单板之间的相互作用,从而使得胶合板的界面胶合更为紧密,说明等离子体处理后树脂与杨木单板的相容性提高,树脂能在单板表面更好地附着。热塑性树脂薄膜与杨木单板制备的胶合板仅有极微量甲醛释放,其主要源于木材自身,远低于国家标准对人造板甲醛释放限量的要求。研究证明等离子体处理能明显改善热塑性树脂薄膜与杨木单板的界面相容性。     

缓释型甲醛捕捉剂的制备及其在刨花板甲醛释放控制中的应用北大核心

为降低刨花板游离甲醛释放量,研究以尿素为功能性芯材,壳聚糖为壁材,采用乳化交联法制备具有缓释功能的微囊型甲醛捕捉剂,并将其应用于刨花板制备过程中。结果表明:在芯壁材比例为2∶1,水油比为1.5∶1,乳化剂用量2%的条件下制备的微囊型甲醛捕捉剂形状规则,平均粒径在50μm左右,芯材负载量和负载效率达到45.86%和68.76%。相较于未处理材,添加微囊型甲醛捕捉剂的刨花板在第1天、第14天、第28天的甲醛释放浓度分别降低了38.27%、49.74%和25.74%。以微囊型甲醛捕捉剂填充刨花板内部孔隙结构,在芯材缓释降解游离甲醛的同时,影响游离甲醛的扩散迁移路径,从而达到较好的甲醛控释效果。     

辊压浸注浸渍树脂致木材力学性质变异

使用脲醛和酚醛两种浸渍树脂对大青杨板材实施辊压浸注处理,对不同工艺条件处理材的增重率和主要力学性能指标进行了测试和分析。结果表明:增重率随着树脂质量分数、辊压压缩率和压缩次数的增加而增大,浸注脲醛树脂的增重率在0.85%~12.92%之间,浸注酚醛树脂的增重率在2.01%~15.16%之间。与未处理材相比,辊压浸注脲醛树脂处理材的硬度提高了1.63%~11.32%,耐磨性提高了3.80%~21.77%,抗弯强度提高了5.16%~19.08%,抗弯弹性模量提高了4.20%~15.65%,冲击韧性提高了2.66%~15.50%;浸注酚醛树脂处理材以上五种指标依次提高了4.21%~11.89%、3.11%~23.17%、7.60%~19.85%、6.46%~16.32%和4.81%~14.78%。