基于响应面优化竹单板泡沫铝复合材料工艺研究

以竹单板、泡沫铝为原材料,采用中温固化型酚醛树脂胶黏剂制备竹单板泡沫铝夹芯复合材料。应用单因素试验结合响应曲面法,探究施胶量、热压温度和热压时间三因素对复合材料静曲强度和胶合强度的影响规律,对制备工艺进行优化。结果表明:三因素按影响复合材料力学性能程度大小依次排序为施胶量热压温度热压时间。通过构建复合材料的力学性能与施胶量、热压温度和热压时间之间的回归方程模型,得出优化的制备工艺条件为:施胶量340 g/m~2、热压温度132℃、热压时间1.5 mm/min,在此条件下制得的复合材料静曲强度为122.6 MPa,胶合强度为3.20 MPa,测量误差在3%以内。     

单板复合强化木地板的研制

试制了"耐磨纸-意杨单板-HDF基材(12 mm厚)-平衡纸"4层结构强化木地板基材,研究了单板厚度(1.2,1.5,2.0 mm)、胶黏剂种类(聚氨酯,脲醛树脂)及涂布量(单面100,110,130,150,160 g/m2)对板材翘曲度、吸水厚度膨胀率、内结合强度及机加工性能的影响。结果表明:实木贴面复合木地板具备工艺技术可行性,产品的翘曲度随单板厚度和施胶量的提高而递增(最高可达约0.6%),采用聚氨酯胶黏剂时产品性能优于脲醛树脂胶合板材,但冷压周期偏长。推荐工艺条件为:单板1.2 mm,PU或UF胶黏剂均可,涂布量控制在100 g/m2左右。     

大豆蛋白胶制备竹柳胶合板的研究

以大豆蛋白胶和竹柳为原料制备胶合板。分析竹柳的密度、干缩性和大豆蛋白胶在竹柳单板表面的润湿性。采用单因子试验,分析施胶量、热压时间、单板厚度对胶合强度的影响规律。试验结果表明:竹柳的气干密度为0.401g/cm~3,属于低密度材。竹柳的气干差异干缩为2.12,全干差异干缩为1.68。大豆蛋白胶在单板上的接触角总是松面大于紧面,随着单板厚度的增加,接触角逐渐增大。大豆蛋白胶制备竹柳胶合板的最优工艺:施胶量350g/cm~2,热压时间80 s/mm。在此工艺下,使用不同厚度的单板生产的胶合板胶合强度均高于GB/T 9846-2015《普通胶合板》中Ⅱ类胶合板的要求。随着单板厚度的增加,胶合强度呈下降趋势,且大豆蛋白胶制备的胶合板的胶合强度低于UF制备的板材,但两者的力学性能均能达到国标的要求,说明大豆蛋白胶制备胶合板是可行的。SEM图像表明竹柳胶合板的管孔被压缩,但细胞本身并没有被压溃,仍保持着完整性。     

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。     

单板/HDF复合木地板的制造工艺与产品性能研究

单板/高密度纤维板(HDF)复合木地板结合了实木地板和浸渍纸层压木质地板的优点,是地板产业发展的新方向之一。文中以12mm厚HDF为基材、复合意杨单板,试制了"耐磨纸-单板-HDF基材-平衡纸"四层结构地板用复合板材。研究了不同单板厚度、胶黏剂种类(聚氨酯-PU,脲醛树脂-UF)及涂布量对板材翘曲度、吸水厚度膨胀率、内结合强度及机加工性能的影响。结果表明:1)单板与HDF复合制造木地板是可行的;2)复合木地板的翘曲度随单板厚度和施胶量的提高而递增,最高可达约0.6%;3)贴面采用聚氨酯胶黏剂,产品性能优于脲醛树脂胶合板材,但冷压周期偏长。推荐工艺条件为:单板1.2mm,PU或UF胶黏剂均可,涂布量控制在100g/m~2左右。     

单板增强型造纸污泥人造板的制备及性能分析

以竹浆造纸污泥为原料,杨木单板为表面增强单元、UF为胶黏剂制备新型复合材料。结果表明,单板贴面处理后的复合板材较纯污泥板弹性模量、内结合强度、表面结合强度等力学指标增加明显。从强度与环保要求两个方面考虑,污泥施胶量以13%、单板的施胶量以150g/cm~2为宜。     

不同因素对竹/杨复合规格材性能影响

基于目前以规格竹条为单元制备竹集成材,存在单元尺寸小、出材率较低、劳动力成本高等问题,研究以无刻痕竹展平板为单元制备新型竹集成材,以有效改善生产效率,降低成本。以尺寸规格化的无刻痕竹展平板和杨木单板为原材料,制备展平竹-杨木-展平竹三层组坯结构的竹/杨复合规格材,运用单因素试验方法,探讨胶合界面方式、胶黏剂和杨木单板厚度三个因素对竹/杨复合规格材抗弯性能、胶合强度以及尺寸稳定性的影响。结果表明:以竹黄面-杨木-竹黄面胶合界面复合方式,采用脲醛树脂胶黏剂与2 mm厚杨木单板制备的竹/杨复合规格材整体性能较优。研究结论为今后新型竹集成材的制备奠定基础。     

纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂的初步研究

以纤维素乙醇木质素、苯酚、甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,制备了纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂,研究了木质素替代苯酚的工艺以及对胶黏剂性能的影响。研究发现:当木质素替代率为30%时,纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂胶合强度达到国家Ⅰ类板要求,甲醛释放量达到Eo级,且成本低、胶合强度好、低毒环保,可广泛用于制备室外级人造板。     

水性异氰酸酯胶合板与细木工板的研究

以水性异氰酸酯胶粘剂试制胶合板和细木工板。研究结果表明,单板的材种和施胶量等对异氰酸酯胶合的板材性能有较大影响;采用异氰酸酯,胶合板用胶量较少,在施胶量为200g/m~2时,马尾松、杨木、荷木、枫木单板制成的胶合板胶合强度均能达到GB/T5849-1999的要求,枫木作中板的细木工板在施胶量为250g/m~2时胶合强度和横向静曲强度均达到国家标准;根据试验结果并结合生产实际的成本分析表明,胶合板成本增加了81～189元/m~3,细木工板的成本增加了120元/m~3和104元/m~3。     

云南松正交胶合木胶合工艺探索

为探索云南松用于正交胶合木(CLT)制造的技术可行性,以剪切强度、木破率和剥离率研究了不同胶黏剂、施胶量和压力对云南松CLT胶合性能的影响。结果表明:云南松的物理力学性能和胶合性能达到北美ANSI/APA PRG 320-2019标准要求,云南松可用于CLT制造。不同胶黏剂、施胶量和压力对云南松CLT胶合性能影响显著(P0.05)。随着施胶量增加,云南松CLT胶层剪切性能提高;随着压力增加,云南松CLT胶层剪切性能降低。从胶合性能和生产成本综合考虑,制造云南松CLT的较优工艺为:采用国产EPI(水性高分子异氰酸酯)胶黏剂,施胶量为220 g/m2,压力为0.8 MPa。     

胶合板用镁质胶黏剂的制备与性能表征

为解决醛系合成树脂胶黏剂甲醛释放、热稳定性差和阻燃效果较差的难题,探讨了一种功能叠加型无机镁质胶黏剂的制备技术,以期替代醛类合成树脂胶黏剂在木材工业上的使用。本研究中镁质胶黏剂的优化配方为n(MgO)/n(MgCl_2)=6,n(H_2O)/n(MgCl_2)=16,胶合板制备工艺为施胶量700 g/m~2(双面),冷压时间28 h,养护时间15 d。试验结果显示,养护天数对镁质胶黏剂制备胶合板胶合强度的影响最显著。当养护天数为3～19 d时,胶合板的干、湿胶合强度均呈现先增大后下降的趋势,13 d时干、湿胶合强度均达到峰值,干、湿胶合强度分别为1.40和1.08 MPa。通过对胶合板剪切破坏界面进行扫描电镜观察发现,镁质胶黏剂渗透到木材孔隙中形成了胶钉,产生了机械咬合结构。利用热重分析仪和锥形量热仪等对镁质胶黏剂的热稳定性和燃烧性能进行了测试,结果表明,镁质胶黏剂在本研究温度范围(30～800℃)内的总质量损失率为48%。在50 k W/m~2的热辐射功率下,镁质胶黏剂制备胶合板的平均热释放速率(HRR)为35.84 k W/m~2,总热释放量(THR)为20.97MJ/m~2。与普通酚醛树脂胶黏剂相比,镁质胶黏剂具有较好的热稳定性和阻燃性能。     

异氰酸酯制备无醛胶合板的研究——几种常见树种材料胶合性能

在单板表面喷雾施涂异氰酸酯胶黏剂,热压制备无醛胶合板,比较不同树种的单板材料无醛胶合板的胶合性能,比较施胶后陈放时间对胶合性能的影响。结果表明,单板的材种对无醛胶合板性能有影响,杨木、桦木、尾叶桉这三种阔叶材的无醛胶合板的胶合强度达到了GB/T17657-1999中规定的Ⅰ类胶合板的胶合强度水平,而落叶松和杉木的胶合强度低于这个水平;施胶量为20g/m~2时,放置时间对胶合性能基本没有明显影响。根据试验结果并结合生产实际的成本分析表明,达到Ⅰ类胶合板水平的无醛胶合板的成本较PF板降低了80元/m~3,较UF板的成本增加了约100元/m~3。     

高强度桦木胶合板生产技术及性能分析

本文采用三聚氰胺改性的酚醛树脂胶黏剂,通过增加表板厚度以及芯板顺纹理层数的组坯工艺,用浸渍法分别处理玻璃纤维布以及桦木单板表板,采用三段热压工艺制备高强度桦木胶合板,其胶合强度、静曲强度、弹性模量、甲醛释放量、表面耐磨均达到相关国家标准规定的要求.     

常压等离子体处理对单板表面特性及豆胶胶合的影响

采用常压空气介质阻挡放电等离子体对杨木单板表面进行改性处理,利用自制纳米纤维素改性大豆蛋白胶黏剂制备胶合板,研究等离子体处理工艺对杨木单板表面润湿性能和杨木胶合板胶合性能的影响,以期提高胶合板性能、降低施胶量,并从等离子体处理对微观形貌和化学组分两方面的影响分析其机理。试验结果表明:常压等离子体处理后,胶液在单板表面的初始接触角和平衡角相比未处理单板最大分别下降12.4%和46.3%,润湿性能得到明显改善;在达到Ⅱ类胶合板胶合性能的前提下可降低一定的施胶量;改性单板表面粗糙度提高,含氧官能团含量增加,均有利于胶液在单板表面的润湿。综合胶合板性能与经济效益,选择较优处理工艺条件为处理功率4.5 kW、处理速率14 m/min和单面施胶量140 g/m~2。     

酚醛树脂面粉添加量对竹层积材剪切强度的影响

以漂白竹片为原料,将不同比例的面粉添加至常规酚醛树脂胶(PF)和落叶松树皮粉和尿素改性酚醛树脂胶(PTUF)中,采用青面对青面和黄面对黄面两种胶合组坯方式制备双层竹层积材,探讨不同面粉添加量对两种结构竹层积材剪切强度的影响。结果表明:使用PF胶合的竹层积材,干强度随面粉的增加呈现先上升后下降的趋势,当面粉添加量为10%时达到最大值,而湿强度随面粉的增加呈现降低趋势,降低幅度为17%~51.7%;而使用PTUF胶合的竹层积材,干强度随面粉的增加呈现先上升后下降的趋势,当面粉添加量为5%时达到最大值,而湿强度随面粉的增加呈现降低趋势,降低幅度为35%~56.4%。因此,相比于PF,使用PTUF胶合的竹层积材,胶黏剂中面粉添加量不宜超过5%。     

复合工艺对竹/塑复合刨花板性能的影响

利用聚乙烯(PE)粉末取代部分脲醛树脂(UF)胶黏剂,与竹刨花制备三层结构竹/塑复合刨花板。通过正交试验探讨PE添加量、UF施胶量、热压温度及热压时间对竹/塑复合刨花板主要物理力学性能的影响。结果表明:较优工艺组合为PE添加量6%、UF施胶量2%、热压温度205℃、热压时间12s/mm,竹/塑复合刨花板达到LY/T1842—2009《竹材刨花板》A类理化性能指标要求;2h吸水厚度膨胀率和甲醛释放量分别为2.6%和2.4mg/100g,与普通竹材刨花板对比,分别减少了54.4%和54.7%;静曲强度达到19.6MPa,提高了14.0%。采用PE粉末替代部分UF胶黏剂生产竹/塑复合刨花板可行,且具有广泛的应用前景。     

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。     

木材线型胶拼技术研究

利用线型涂胶的方式对松木单板进行加压胶合。研究了不同线型施胶方式和表面处理对松木单板胶合性能的影响。研究结果表明,与传统的全界面涂胶工艺相比,线型胶拼不仅可以降低施胶量和木材的胶拼成本,而且在低施胶量的情况下可以保证松木的胶合强度;对松木进行微孔预处理,可以有效提高木材的胶拼强度。采用线型胶拼工艺制备胶合木是可行的。     

SiO_2浸渍杨木单板/低密度聚乙烯复合胶合板的制备工艺

采用SiO2水性分散液浸渍处理的杨木单板,以低密度聚乙烯(LDPE)薄膜为胶黏剂,制备热塑性树脂胶合板,分析其制备工艺因子对板材性能的影响。结果表明:塑料加入量、热压温度、偶联剂种类等因素对热塑性树脂胶合板的性能有非常显著影响,优化工艺条件制备板材的胶合强度可达到GB/T 9846.3-2004中II类胶合板的要求,表面硬度比未处理板材有所提高,游离甲醛释放量更低。     

大豆蛋白胶黏剂用于竹柳中密度纤维板试验

以大豆蛋白胶为胶黏剂,分别采用剥皮和未剥皮的竹柳枝桠材制备中密度纤维板.探讨了枝桠材树皮与木质部的比例和纤维得浆率,研究了树皮含量、施胶量和板材密度对竹柳纤维板物理力学性能的影响,优化了板材的制备工艺参数,并与脲醛树脂胶制备的剥皮竹柳中密度纤维板进行性能对比分析.结果表明:竹柳枝桠材的树皮含量这30.5％,其纤维得浆率比剥皮枝桠材低约4％;纤维板的性能随着密度和施胶量的增加而明显提高;剥皮竹柳所制纤维板的性能优于未剥皮的,未剥皮竹柳所制纤维板在密度为0.80 g/cm3,施胶量为16％时,其物理力学性能可满足GB/T 11718-2009的要求;而剥皮竹柳所制纤维板在密度为0.75 g/cm3,施胶量为14％时即可达到国标要求;大豆蛋白胶所制纤维极性能略低于脲醛树脂所制纤维板,但基本可以满足国标要求.