碳酸钙增强杨木单板的制备及其性能

采用分步浸渍工艺,在杨木单板中导入氯化钙和碳酸钠2种反应介质,通过化学反应原位生成耐磨剂碳酸钙。然后使用三聚氰胺甲醛树脂对杨木单板进行二次真空浸渍,借助于高分子材料的固化作用改善杨木单板的耐磨性能和硬度,扩大杨木单板的使用范围。通过对浸渍后杨木单板的增重率、硬度、耐磨性能和电镜综合分析选取较优工艺配方。结果表明,经过碳酸钙和三聚氰胺甲醛树脂真空加压后的复合材增重率显著提高,最大增重率为95.63%;复合材硬度和耐磨性有所提高,硬度最高值为27.80MPa。扫描电镜结果表明,真空加压后的复合材填充效果明显。     

密实化杨木单板的研究

研究了压缩和热处理因素对密实化杨木单板的密度、尺寸稳定性的影响。研究结果表明:压缩前单板含水率应低于15%,随着压缩压力的增大和温度的升高,单板的密度逐渐增大,与未处理单板相比,压力为10 MPa时,压缩单板的密度增幅达98.8%,压缩温度140 ℃时密度增加了 81.4%,加压时间对密度有较显著影响,在加压时间8 min时密度达0.748 gcm－3,但随着时间的增加,热解使压缩单板密度有所降低;各压缩因素对20 ℃条件下的厚度回弹率和70 ℃水煮回弹率的影响趋势一致,且回弹率均高于50%,杨木单板最佳的压缩工艺参数为初含水率15%,压缩压力8 MPa,温度140 ℃,时间8 min。热处理使木材中纤维素、半纤维素、木素等成分也发生了化学变化,使吸湿性最强的半纤维素热解,含量下降,吸水性羟基数量减少,表现在经热处理后的压缩单板,回弹率明显低于压缩杨木单板,但随着热处理温度的升高和时间的延长,压缩杨木单板失重率逐步增加,密度呈下降趋势。为保持压缩单板的密度,热处理温度和时间分别不宜超过210 ℃和40 min。图4表1参13     

蔗糖/氮羟甲基树脂改性速生林木材的力学性能

以蔗糖为改性主剂、二羟甲基二乙烯脲(DMDHEU)为交联剂对人工速生林木材——杨树和辐射松进行改性处理,系统评价了蔗糖/DMDHEU水溶液真空加压浸渍和高温干燥固着处理对木材的表面能、胶合强度、抗弯强度、抗拉强度、握钉力、抗劈力等力学性能的影响。结果表明:与素材相比较,改性处理并不改变木材的表面自由能,木材的胶合性能未受影响。由于密度增加,改性杨木和辐射松的抗弯弹性模量提高了51%和84%,握钉力增加幅度达32%和115%。然而,改性处理导致木材的抗拉强度、抗剪切强度、抗劈力都有不同程度的下降。综上所述,该处理工艺获得的杨木和松木具有改善的粘、钉组装集成能力,但要避免用于承受高载荷的部件。     

BL-阻燃剂处理后杨木单板变色规律的研究

采用BL-阻燃剂溶液浸渍处理杨木单板,通过改变浸渍温度、浓度、时间和干燥温度、含水率等工艺因素,分析阻燃材变色的原因以及影响因素。结果表明,阻燃处理后杨木单板颜色变黄,变深;磷酸与木质素发生缩聚反应是变色的主要原因。单板颜色和氧指数受阻燃处理液浓度影响较大,处理温度和处理时间影响较小。含水率和干燥温度对阻燃材变色有一定影响,含水率越低单板变色越明显,含水率高于4%时,干燥温度对变色影响较小;含水率低于4%时,干燥温度越高,变色越严重。     

浸渍工艺对FRW阻燃单板载药量的影响

选用新型木材阻燃剂FRW处理杨木和桦木单板,探讨浸渍工艺条件（浸渍时间和浸渍浓度）、单板厚度、树种等因素对FRW阻燃单板载药量的影响。结果表明：随着单板浸渍时间的增加和浸渍浓度的提高,杨木和桦木的单板载药量均呈上升趋势;树种不同,其载药量存在差异,杨木单板的载药量高于桦木单板;随着单板厚度的增加,单板载药量在整体上呈下降趋势。     

浸渍工艺对FRW阻燃单板载药量的影响

选用新型木材阻燃剂FRW处理杨木和桦木单板,探讨浸渍工艺条件(浸渍时间和浸渍浓度)、单板厚度、树种等因素对FRW阻燃单板载药量的影响。结果表明:随着单板浸渍时间的增加和浸渍浓度的提高,杨木和桦木的单板载药量均呈上升趋势;树种不同,其载药量存在差异,杨木单板的载药量高于桦木单板;随着单板厚度的增加,单板载药量在整体上呈下降趋势。     

采用低分子有机树脂改善新疆速生杨树性能的研究

采用低分子有机树脂浸渍热压的方法,对新疆两种速生杨树沙兰杨和64#杨树进行改性处理.以木材表面硬度、力学性能、防腐阻燃、尺寸稳定性能作为指标对处理后的杨木性能作出评价.结果表明:(1) 密度、硬度有所增加,其中密度以沙兰杨基本密度增加最多,增幅为161.6%;硬度以64#杨的弦面提高最大,增幅67.5%.(2) 其顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度均有所提高,并且沙兰杨处理材的力学性能指标均高于64#杨.(3)通过耐腐处理,2种杨树处理材失重率均小于10%,属强耐腐级材料.(4)经过阻燃处理后,沙兰杨氧指数65%大于64#杨氧指数55%.(5)沙兰杨的气干体积干缩率均小于64#杨.     

热处理对纤维化竹单板表面性能和微力学性能的影响

以炭化炉处理的毛竹纤维化单板为原料,系统地研究了不同热处理温度对纤维化竹单板的表面性能和微力学性能影响。结果显示,随着热处理温度的升高,纤维化竹单板的质量损失率增加,表面颜色加深,p H值和缓冲容量降低。热处理后纤维化竹单板的半纤维素降解,导致其综纤维素和α-纤维素质量分数分别降低了20.15%、35.94%,冷、热水抽提物和木质素相对质量分数分别增加了20.15%、27.39%和43.56%。傅立叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析结果进一步证明了半纤维素发生降解,多糖质量分数降低,木质素相对质量分数增加。微力学性能测试结果显示,热处理后纤维细胞和薄壁细胞的细胞壁弹性模量变化不显著,薄壁细胞的硬度增加了48.84%,使材料的硬度显著增加。     

压缩处理对杨木单板表面自由能的影响

采用Wilhelmy板法测量探测液体与经压缩处理前后的杨木单板的接触角,探讨了利用临界表面张力法、几何平均法及调和平均法得到的杨木表面自由能与单板压缩率的关系.结果表明:利用临界表面张力法和调和平均法测定的未经压缩的杨木单板表面自由能分别为63.2和53.3 mJ·m-2,该值均随单板压缩率的增加而缓慢增加;而几何平均法计算的表面自由能偏大;利用调和平均法计算的未经压缩杨木单板总表面自由能中,色散力分量为10.8 mJ·m-2,极性力分量为42.5mJ·m-2.     

氮羟甲基树脂与糠醇处理杨木紫外加速老化的性能1）

用二羟甲基二乙烯脲（ DMDHEU）和糠醇（ FA）复配处理后,杨木的质量增加率为14．8％～375．％,并系统研究了改性处理对木材紫外加速老化性能的影响。光电子能谱（ XPS）分析表明,随着老化时间的增加,未处理材表面O1s数量增加,XO/XC 较老化前增加36．9％;经10％、20％和30％药液处理木材老化后表面的XO/XC 分别增加20．5％、25．5％和14．7％。红外吸收光谱（ FTIR）分析显示,老化2000 h后处理材在1700、1075 cm－1两处的吸收峰明显比未处理材弱,说明DMDHEU和 FA处理杨木能够减缓紫外光造成的老化。老化后的木材颜色都变深,未处理材的色差随着老化时间逐渐增大,处理材在开始的500 h色差迅速增加,之后趋于稳定。以上结果表明, DMDHEUF/A 处理能有效改善杨木的抗老化性能。     

杨木单板染色工艺与表面材色的关系

试材为I-214杨木单板,以染料酸性大红GR和活性艳蓝KN-R为染化试剂,选取染液质量分数、染色温度、浸染时间为考察工艺因子,进行单板染色试验。通过多光源分光测色计测定染色单板的表面材色,用CIE(1976)L*a*b*Diagram对其进行颜色表征。结果表明:染色单板表面材色与着色度的变化与染液质量分数、染色温度、浸染时间的关系不同,高温下染色时染液质量分数增大,着色度(ΔE*ab)提高;染色时间延长,着色度有所增加或无明显变化;染色温度对表面染色影响较小。酸性染料和活性染料染色的单板材色变化幅度接近。     

透明涂饰对家具用温致变色饰面材料材色的影响

以热敏黑为隐色剂、双酚a为显色剂、十四醇为溶剂,制备温致变色复配物,通过超声浸渍法将其引入到家具表面装饰用的单板基材上,并对其进行透明涂饰处理,研究聚氨酯清漆透明涂饰对温致变色木材的材色、热变色性能和热稳定性能的影响。结果表明,清漆涂饰较未涂饰的温致变色木材而言,其表面色相向偏绿偏黄的方向变化,且材料表面的明度上升。清漆涂饰处理的材料颜色恢复存在迟滞现象,且材料表面消色和复色反应开始温度升高,复色速度加快。冷热循环处理后的温致变色胡桃楸、杨木和枫木涂饰材表面材色热稳定性较好,均优于素材,总色差值的波动区间分别为26.76~36.70、20.82~29.54、18.49~29.07。     

ACQ防腐胶合板胶合性能的研究

用氨(胺)溶性季铵铜(ACQ)作防腐剂,采用浸渍法对单板进行防腐处理,分别以酚醛树脂(PF)和脲醛树脂(UF)为胶黏剂,压制防腐胶合板,研究ACQ对胶合性能的影响。结果表明:用PF将经防腐处理的单板压制成胶合板,单板ACQ吸药量对胶合性能影响不明显。马尾松和杨木单板的ACQ吸药量分别为7.81和15.54 kg.m-3时,最佳胶合强度分别为1.50和1.69 MPa。用UF将经防腐处理的单板压制成胶合板,单板ACQ吸药量对杨木胶合板胶合性能影响不明显,吸药量为8.75 kg.m-3时,胶合强度最佳,为1.60 MPa;但ACQ防腐剂对UF胶马尾松胶合板胶合性能有负面影响,使胶合强度达不到国家标准要求,如果将马尾松单板蒸煮处理后再浸渍ACQ或者浸渍ACQ后在低温下干燥,胶合强度明显提高,最大值分别达到1.32和1.03 MPa,这是由于经过处理去除了马尾松单板内的部分抽出物或阻止了ACQ与抽出物的某些成分反应,从而减小了ACQ对UF胶马尾松胶合板胶合强度的影响。     

预热温度对层状压缩木材力学性能的影响

不同预热温度下形成的层状压缩木材,因压缩层位置差异形成的不同结构及预热温度本身的变化均会引起力学性能变化。以毛白杨Populus tomentosa弦向板为材料,采用水热控制方法,通过改变预热温度获得了压缩层位于表层至中心层的不同结构的层状压缩木材。对其表面硬度、木材硬度、抗弯弹性模量与抗弯强度进行对比研究。结果表明:①随着预热温度的升高,木材表面硬度显著升高（P < 0.01）,较对照的增加率为3.9%~57.2%,而木材硬度则极显著降低（P < 0.001）,较对照的增加率为8.6%~38.5%。这个结果与压缩层随着预热温度升高,逐渐由表层向中心层移动形成的表层下0.32和2.82 mm厚度范围内木材的平均密度变化以及高温的作用密切相关。②随着预热温度的升高,弦向弯曲弹性模量逐渐增大,径向弯曲弹性模量逐渐减小;抗弯强度先增大,150℃后逐渐减小;但抗弯性能无显著差异（P>0.05）。不同预热温度下形成的层状压缩木材的力学性主要受其结构的影响,其次是温度的影响。控制压缩层的位置出现于木材表层,同时提高压缩层的密度,可获得力学性能更好的层状压缩木材。     

太阳能预干联合热压干燥对桉木单板物理性能的影响

近年来木材太阳能干燥技术取得了一定的进展,但太阳能的不连续、不稳定性使其难以实现连续化干燥,因此联合干燥成为了发展热点。针对桉木单板探索了联合干燥对单板物理性能的影响,模拟太阳能将单板含水率由50%预干至25%~30%,然后联合热压干燥;设置热压温度为140℃、160℃、180℃、200℃,时间为2、3 min,压力为0.5 MPa。对联合干燥单板的压缩率,导热系数、表面颜色、平衡含水率进行测定,并采用扫描电子显微镜、傅里叶红外及XRD衍射光谱对微观层面变化进行分析。研究表明,太阳能预干联合热压干燥相比全程采用太阳能干燥节省时间约为50%;随着热压干燥温度的增加,单板厚度压缩率增大,导热系数增加率最大为14.6%,明度值L^*降低范围为0.4%~12.81%,表面颜色朝着暖色调方向发展;与未处理材相比,联合热压干燥后单板的平衡含水率呈降低趋势,最大减小约20%,且由XRD分析可知,联合热压干燥可使单板纤维素相对结晶度增加,能在一定程度上提高单板的尺寸稳定性;SEM显示热压处理改善了表面裂隙,有助于提高后期的胶合质量。因此太阳能预干联合热压干燥能够提高单板干燥效率与应用价值,在一定程度上可以改善单板干燥质量。     

户外用压缩防腐木——ACQ——D木材的处理技术初探

为研究压缩处理在木材防腐方面的应用,该研究测定了经过不同水浴和喷水预处理后的径向压缩木材在胺溶铜季铵盐--D型防腐剂中浸泡后的吸液量和变形回复率,并测定了由此制备得到的压缩防腐木的表面硬度、厚度方向上的密度分布和CuO保持量分布情况。结果表明:①变形回复率和吸液量之间有很好的对应关系,一般变形回复率越大,吸液量也越大;②经过预处理的压缩试材和素材相比,吸液量可以提高1.5倍左右,表面硬度可提高3～4倍;未经预处理的压缩试材和素材相比,吸液量可以提高2倍以上,但是表面硬度的提高不大;③ 经过预处理的压缩防腐木,其厚度方向上的密度分布比较均匀,另外CuO的保持量比未经预处理的压缩防腐木高,并且呈现表层高、逐步向内层递减的趋势。由此看出,由该研究方法制备的压缩防腐木可同时实现表面密实化和提高防腐性能的目的,尤其适用于户外设施中。      

施胶量对单板造纸污泥复合板性能的影响

以竹浆造纸污泥为原料,杨木单板为表面增强单元、UF为胶粘剂制备新型复合材料。结果表明,单板造纸污泥复合板材较纯污泥板弹性模量、内结合强度、表面胶合强度等力学指标增加明显,可满足相关标准对板材的质量要求。从强度与环保要求两方面综合考虑,污泥施胶量以13%、单板的施胶量以150 g·cm^-2为宜。     

利用响应面法研究微孔处理杨木单板的胶合性能

利用响应面法分析研究了经微孔处理后的杨木单板的胶合性能。通过对杨木单板进行微孔处理,可使胶黏剂通过微孔渗入单板体内,增加杨木单板的本体强度,同时也可使相邻胶层透过微孔形成一体而增加单板的胶合强度等,以期制造出一种高性能的地板基材。结果表明:在试验范围内,随微孔孔径增大,孔距减小和施胶量的增加,其胶合强度增加;随热压压力增加,胶合强度先增强,当压力超过0.8 MPa,胶合强度反而降低。     

意大利杨木单板柔化处理的研究

为了改进意大利杨木单板的干燥质量，采取有规律切断意大利杨木单板的部分纤维。实验证明，采用此种柔化处理过的意大利杨木单板的干燥质量有明显的提高，能大大提高成品细木工板的表面质量。