杨木单板树脂增强重组材的制备及性能研究

采用三聚氰胺甲醛树脂辊压浸渍杨木单板,通过高频热压定型得到树脂增强重组材,探讨不同辊压压榨率和热压压力对板材物理力学性能的影响。结果表明：利用高频介质加热进行厚板坯的成型较接触式热压可行,可缩短热压时间,提高热压效率;热压压力对杨木重组材的大部分物理力学性能影响显著,辊压压榨率对材料的静曲强度、弹性模量等影响不显著;辊压压榨率20％、热压单位压力2．0MPa时,高频热压制备的地板用杨木重组材物理力学性能指标综合较优,该制备条件下成品材料密度为0．68g／cm3、静曲强度50．19MPa、弹性模量4191．61MPa。     

蓝变重组木的物理力学性能与胶合界面荧光显微分析

为考查蓝变杨木重组木与普通重组木性能的差异,以蓝变杨木制备的重组木端部材(LD)、蓝变中部材(LM)、普通杨木制备的重组木端部材(PD)、普通中部材(PZ)4组重组木为研究对象,分析了4组重组木的平均密度、静曲强度、弹性模量和内结合强度的差异,并采用荧光显微探讨了重组木性能差异的微观机制。实验结果表明:蓝变杨木重组木的密度比普通重组木大,静曲强度、弹性模量和内结合强度比普通杨木重组木表现略好。4组重组木的平均密度、静曲强度、弹性模量和内结合强度从大到小均依次为LM、LD、PZ、PD。荧光分析表明:蓝变杨木重组木中胶的分布更广,胶层面积更大,最大的组是LM,为75 999.02μm2;最小的是PD组,为41 288.39μm2。重组木性能差异受胶层合界面微观分布的影响。     

竹柳枝桠材重组木的研制

以幼龄竹柳枝桠材为原料,通过对竹柳枝桠材酸碱性、密度、干缩性、表面接触角以及密度、施胶量对竹柳重组木物理力学性能的影响进行研究。结果表明,竹柳枝桠材的p H为6.43~6.46,呈弱酸性,酸碱缓冲容量为34.63~38.94 m L,全干干缩率为1.86,气干干缩率为1.91;利用表面张力测量仪测得,竹柳枝桠材外表面MUF接触角为54.52°,内表面为37.27°。在板材密度0.9 g/cm3、三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)施胶量14%、热压温度160℃、加压时间20 min、木束含水率6%条件下制得的竹柳重组木弹性模量为12 948.68 MPa,达到GB/T 4897.7—2003《刨花板》的要求;静曲强度为105.08 MPa,内结合强度为2.07 MPa,2 h吸水厚度膨胀率为3.49%,其值均达到了LY/T1984—2011《重组木地板》的要求。SEM图像表明MUF压制的竹柳重组木的管孔被压缩成椭圆形,但细胞壁本身并没有被压溃,仍然保持了其完整性;红外光谱仪测试结果表明,竹柳的纤维素和半纤维素均与胶黏剂发生反应,存在化学键的结合。     

油棕叶梗重组方材制备工艺

以油棕叶梗为原材料、酚醛树脂为胶黏剂,采用正交试验方法研究重组方材密度、施胶量、热压时间和热压温度对油棕叶梗重组方材力学性能的影响。结果表明,密度对油棕叶梗重组方材性能的影响较大,密度和施胶量越大,重组方材力学性能越好;热压温度和热压时间对油棕叶梗重组方材性能的影响比较复杂。综合考虑确定油棕叶梗重组方材的较优制备工艺条件为:密度0.7 g/cm³,施胶量12%,热压温度180℃,热压时间40 min;较优工艺条件下油棕叶梗重组方材的弹性模量为7 185 MPa,静曲强度为68.7 MPa,顺纹抗压强度为35 MPa,内结合强度为0.21 MPa。密度为0.7 g/cm³的油棕叶梗重组方材的弹性模量、静曲强度、顺纹抗压强度高于了杉木的性能。     

结构用重组竹抗弯力学性能

通过对180个重组竹抗弯试件的测试,研究了重组竹的抗弯强度、抗弯弹性模量、荷载-位移曲线、破坏现象和概率分布,并将重组竹抗弯性能与3种典型竹、木结构材进行对比。结果表明,重组竹的抗弯试件经历了弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段等3个阶段;重组竹的抗弯强度和抗弯弹性模量的概率分布均服从正态分布;参照中国木材强度设计值计算方法,确定了重组竹抗弯强度和抗弯弹性模量的设计值指标,其设计值指标均显著大于其他3种材料。     

辐射松重组木密度对其孔隙率和性能的影响

为高值化利用人工林速生材辐射松Pinus radiata,采用高性能重组木制造技术,制备了不同密度的辐射松重组木,并探讨了密度对其孔隙率、耐水性以及力学强度的影响规律。结果表明:辐射松素材的孔隙率约为68.00%;重组木的孔隙率随密度增大呈线性下降,低至2.11%。随密度增大,重组木的耐水性和力学强度均呈升高趋势;当密度从0.80 g·cm-3增加到1.39 g·cm-3,吸水厚度膨胀率和吸水率分别下降了21.55%和76.88%,弹性模量和水平剪切强度分别提高了116.47%和86.29%。     

棉秆特性及其重组板材的研究

为探讨主要工艺参数对棉秆重组板材性能的影响,在分析棉秆构造和化学特性的基础上,分别在不同设计密度(0.6,0.7,0.8,0.9,1.0 g/cm3)、不同施胶量(60,80,100,120,140 g/kg)、不同防水剂施加量(0,5,10,15,20 g/kg)以及不同组坯方式(平行和垂直交叉)的条件下压制板材,并对其性能进行了检测。结果表明,棉秆主要由表皮部、木质部和髓芯部组成,棉秆中纤维素、木素的含量与木材相近,但灰分及抽提物含量明显高于木材;棉秆重组板材的静曲强度(MOR)随其密度的增加而增大;施胶量由60 g/kg增加到100 g/kg时,板材的静曲强度和内结合强度(IB)均明显升高,但当施胶量由100 g/kg升高到140 g/kg时,静曲强度变化不大,内结合强度则略有下降;增加石蜡用量能够提高棉秆重组板材的耐水性,施加量为15 g/kg时的2 h吸水厚度膨胀率(2 h TS)已达到刨花板国标的要求;平行组坯时,棉秆重组板材顺纤维方向的干缩率小于横向,横纹干缩率约为顺纹的2.31倍;重直交叉组坯时长宽方向的干缩率基本相同。棉秆是制造重组材的适用材料;以棉秆为原料、酚醛树脂(PF)为胶粘剂制造的棉秆重组材,其物理力学性能达到了刨花板的国标要求;板坯密度、施胶量、防水剂和组坯方式对棉秆重组材的性能影响较大,必须综合考虑来确定具体的数值或用量。     

竹柳枝桠材重组木的研制

以幼龄竹柳枝桠材为原料,通过对竹柳枝桠材酸碱性、密度、干缩性、表面接触角以及密度、施胶量对竹柳重组木物理力学性能的影响进行研究。结果表明,竹柳枝桠材的pH为6．43～6．46,呈弱酸性,酸碱缓冲容量为34．63～38．94 mL,全干干缩率为1．86,气干干缩率为1．91;利用表面张力测量仪测得,竹柳枝桠材外表面MUF接触角为54．52°,内表面为37．27°。在板材密度0．9 g／cm3、三聚氰胺改性脲醛树脂（MUF）施胶量14％、热压温度160℃、加压时间20 min、木束含水率6％条件下制得的竹柳重组木弹性模量为12948．68 MPa,达到GB／T 4897．7—2003《刨花板》的要求;静曲强度为105．08 MPa,内结合强度为2．07 MPa,2 h吸水厚度膨胀率为3．49％,其值均达到了LY／T 1984—2011《重组木地板》的要求。SEM图像表明MUF 压制的竹柳重组木的管孔被压缩成椭圆形,但细胞壁本身并没有被压溃,仍然保持了其完整性;红外光谱仪测试结果表明,竹柳的纤维素和半纤维素均与胶黏剂发生反应,存在化学键的结合。     

木麻黄制备重组层积材研究

通过对木麻黄材料进行疏解、浸胶、晾晒、重组及热压等工艺开发了木麻黄重组层积材,并研究了不同密度的木麻黄重组层积材的耐水性能、静曲强度、弹性模量、水平剪切强度等方面的物理力学性能。结果表明:木麻黄可以进行重组热压,有工业化利用的前景,同时随着密度的增大,其物理力学性能也呈逐渐增大的趋势。     

工艺参数对竹重组材性能的影响

探讨了施胶量、含水率、密度、加热温度和加热时间等因素对竹重组材性能的影响.结果表明:(1)施胶量越高,产品的各项性能越好,采用10%施胶量生产的竹重组材的静曲强度(M0R)及弹性模量(MOE)超过混凝土模板用胶合板的最大指标值.(2)当竹束含水率从4%增加至24%时,产品的吸水厚度膨胀率(TS)逐渐降低,力学性能则先升...     

重组竹的耐冲击性能

探索竹/木复合材料在极端环境中(飓风、雹暴等)对冲击载荷的适应性,并在此基础上进行合理的结构设计。利用Instron 9250HV落锤冲击试验机对毛竹重组竹和竹木复合重组材进行了低速冲击试验,研究了密度和组坯形式对冲击性能和损伤模式的影响,并分析了组坯结构与吸能机制的关系。结果表明:高密度重组竹的耐冲击性能较好,纵横组坯的竹木复合重组材冲击性能优于同密度的重组竹。冲击损伤使重组竹沿纤维方向纵向开裂,导致材料整体失效;而竹木复合重组材的横纵结构抑制了裂纹的扩展,使缺陷仅发生在冲击点附近;落锤出射面表现为层状开裂,具有分层吸能的能量吸收机制。相同密度的竹木复合重组材可以更好地抵抗冲击破坏。     

重组竹力学性能及设计强度取值研究

竹材为快速可再生材料,性能优越,用于建筑领域可提高长期固碳能力、增加经济附加值,且建筑业迫切需要寻找再生资源降低对环境的影响。通过试验研究浙江省4～5年生毛竹枝下材制成的重组竹顺纹抗拉、顺纹抗剪、抗弯强度、抗弯弹性模量及其破坏模式,参照《木结构设计手册》分析其设计值,并将其与常见建筑材料进行对比。结果表明,顺纹抗拉强度设计值为16.3 MPa,抗拉破坏属于脆性破坏,破坏模式有3种:受拉纤维拉断、锯齿状界面剪切破坏、纤维拉断和界面剪切破坏同时发生;顺纹抗剪强度设计值为3.69 MPa,抗剪破坏属于脆性破坏,破坏模式为纤维界面的剪切破坏;抗弯强度设计值和抗弯弹性模量分别为33.8 MPa和8.3 GPa,抗弯破坏属于塑性破坏,破坏模式为受拉纤维先拉断、受压纤维后压溃破坏。重组竹可作为建筑结构主体受力材料使用,但须适当提高抗压和抗剪安全系数,用作受弯构件时以挠度控制较为准确。     

重组竹高温处理后物理力学性能研究

为探索高温处理对重组竹物理力学性能的影响,研究不同温度（110、170、230 ℃）和不同处理时间（1、2、3、4 h）对重组竹抗压强度、抗剪强度、抗弯强度、抗拉强度和质量损失的影响。结果表明,重组竹的力学性能随着处理温度和时间的增加而逐渐降低。230 ℃高温下重组竹的物理力学性能降低较显著,恒温4 h后抗压强度、抗剪强度、抗弯强度、抗拉强度及质量的残留率分别35%、20%、25%、10%、70%。高温后重组竹在自然冷却条件下的残余强度大于浸水冷却条件下的残余强度。     

木束、竹束的性能及混合比对竹木重组材性能的影响研究

利用马尾松、杉木木材加工余料和南方多产的小径杂竹淡竹、五月季竹为试验原材料,经碾压加工为纵向不断裂、横向松散而交错相连的木束、竹束,然后干燥、施胶、组坯、热压成竹木重组材,研究木束、竹束的性能及混合比对竹木重组材性能的影响。结果表明：竹束采用淡竹比采用五月季竹的重组材力学性能要高;竹束、木束混合比达到1：1时重组材的力学性能最高。     

竹束热处理对CS/APP自组装重组竹阻燃抑烟性能的影响

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO₂/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进行水蒸气保护的热处理,首先对不同的竹束特性进行研究,优选竹束热处理工艺条件,然后在竹束表面进行CS-TiO₂/APP自组装后制备重组竹,分析热处理对重组竹阻燃抑烟性能的影响及与LBL阻燃层的协同作用。结果表明,热处理后的竹束热稳定性提高,同时表面阻燃涂层增重率相比未热处理提高了27.0%,LBL后的极限氧指数较未热处理直接负载的提高了14.4%。综合不同热处理工艺下竹束的特性以及和负载LBL涂层的竹束阻燃效果,确定160℃下3 h为重组竹的热处理工艺条件。通过锥形量热测试,热处理后的BS(W-HT)重组竹较BS重组竹,燃烧热释放速率峰值pk-HRR降低了30.1%,产烟速率pk-SPR峰值降低了50.8%,热处理后的BS(W-HT)/CS-TiO₂/APP重组竹与B...     

3种阻燃剂对重组竹燃烧性能和物理力学性能的影响

以慈竹（Bambusa emeiensis）竹束为原料,选用磷酸二氢铵、聚磷酸铵和硼硼合剂3种阻燃剂处理竹束并制备阻燃重组竹,采用锥形量热仪测试了阻燃重组竹的燃烧性能,并分析了阻燃处理对重组竹物理力学性能的影响。结果表明,3种阻燃剂均能有效降低重组竹的热释放速率和热释放总量,延长点燃时间,其中SBX和APP能够大幅度降低发烟量和产烟速率。但是阻燃处理对重组竹的物理力学性能有不同程度的劣化,特别是吸水厚度膨胀率显著增加。3种阻燃剂中,MAP处理材抑制燃烧效果最好,对材料力学性质影响最小,热释放总量比未处理材下降了62.38%,MOE下降了0.78%,MOR下降了6.14%;SBX处理材的抑烟效果最好,发烟总量比未处理材降低了88%;APP处理材的引燃时间最长,为未处理材的3倍。     

木质地板结构与密度分布特征的CT技术检测

利用CT技术无损检测实木地板、杨木重组木地板以及毛竹重组竹地板的内部结构,并分析了三者的密度变异特征。结果表明:密度变异重组木地板＞重组竹地板＞实木地板;杨木重组木地板从表面到背面的剖面密度分布（VDP）呈现小幅下降后大幅上升的趋势,而实木地板与毛竹重组竹地板VDP无明显变化规律。CT技术能用于地板结构与密度的检测与分析,并将在木质地板质量无损检测以及重组材地板工艺优化研究中产生积极影响。      

农作物秸秆重组材工艺分析与研究展望

【目的】阐明农作物秸秆重组材的制造工艺理论,为研究新的秸杆人造板品种提供理论依据。【方法】结合作者的研究成果综合分析相关文献资料。【结果】农作物秸秆重组材的工艺过程包括原料准备、梳解、干燥、施胶、组坯、预压、热压和后期处理,面临的主要问题包括原料的收集贮存、秸秆特性对工艺的影响、梳解设备的研制、胶黏剂的选择、板坯的铺装和表面处理。【结论】农作物秸秆是制造重组材的适用原料,开发前景非常广阔。