3种温热压处理温度和时间对毛竹材表面颜色的影响

选取4~6年生的毛竹竹片,采用高温热压处理,分别在不同的温度(180、210、240℃)和时间(5、10、15、20、30和60 min)工艺条件下,对竹片进行热处理实验,测定靠近竹青一侧与靠近竹黄一侧热处理前后颜色的各项指标。结果表明:随着热处理温度的升高,热处理时间的延长,竹片表面明度L~*降低;明度的最低值为27.76,平均下降了68.12%。颜色在红绿色度轴上向偏红色方向发展,最大值为-119.7,相比处理前平均上升了68.14%;在黄蓝色度轴上最终向偏蓝色方向发展,最接近黄蓝色轴中心的值为6.26,黄度指数b~*在素材基础上平均降低了75.11%。色差ΔE~*逐渐增大,最大达到了263.06。热处理温度对颜色各项指标的影响比热处理时间更为显著,且相比于其他热处理方法而言,高温热压处理法使色差的增长更快速。热处理后,靠近竹黄一侧在各项指标中都比靠近竹青一侧发生了更大的变化,最终靠竹青侧与靠竹黄侧的色差明显减小。     

改善竹材胶合性能的研究

用润湿角测量仪测量了胶粘剂在竹材表面的润湿角,用物理方法(喷砂处理)、化学方法(NaOH,Na_2CO_3处理)处理竹青、竹黄,并测定了用这些竹片压制成的竹胶板的胶合强度。实验中,借助于红外光谱仪分析了处理前后竹青、竹黄表面化学结构的变化。实验结果表明:喷砂处理方法可明显地提高竹青、竹黄的胶合强度。     

N2和O2冷等离子体处理对木材胶合强度的影响

采用N2、O2两种等离子体气体分别处理木材,处理功率为300 W,处理时间为5 min,将处理后的木材采用MUF胶粘合起来,测试了胶合强度,并对冷等离子体处理前后的木材表面能进行了分析。实验结果表明:经N2、O2冷等离子体处理后的木材表面的接触角明显减小,表面自由能明显增大;经冷等离子体处理后的胶合板的平均干状胶合强度和湿状强度均有明显(50%以上)增大。     

冷等离子体处理对实木复合地板基材胶合性能的影响

采用常压介质阻挡放电产生的冷等离子体对杨木、桉木和马尾松单板进行改性处理,随后将它们分别压制成多层实木复合地板用基材,研究处理功率、处理速率对不同原料基材胶合特性的影响。同时对不同基材单板分别采用对应的较优处理条件进行冷等离子体处理,研究单板表面润湿性和表面形貌变化。结果表明:常压冷等离子体处理有助于提高地板基材胶合强度,降低浸渍剥离率。其中,桉木经等离子体处理后性能提高最为明显,杨木次之,马尾松较不明显。考虑实际生产中需提高生产效率,降低能耗,对杨木可选用4.5 k W,14 m/min的处理条件;对桉木和马尾松均可选用4.5 k W,2 m/min的处理条件。     

低温冷等离子体对不同含水率杨木单板表面改性的初步研究

笔者采用低温等离子片材表面处理机处理气干、绝干、过干三种含水率条件下的杨木单板,测量其处理前后表面润湿性和胶合性能,结果表明:冷等离子体改性后,气干、绝干、过干三种含水率下的杨木单板表面接触角分别降低13.3%、22.8%、39.3%(甘油),16.2%、35.2%、64.3%(脲醛树脂胶),且降低幅度随含水率降低呈递增趋势;冷等离子体改性能有效提高杨木单板的胶合性能,其变化规律与润湿性基本一致。     

竹材定型弧铣机的研制

加工矩形竹片时上下两弧面的加工余量大,造成竹片坯料利用率低、铣削动力消耗大、刀具磨损严重.为解决上述问题研制出了竹材定型弧铣机.竹材定型弧铣机是以原竹经破竹加工而成的竹片坯条作为加工对象,能一次进行四面定宽定弧铣削加工,加工效率高,可提高竹材利用率25%以上.另外,该机还可显著降低切削加工能耗,具有结构紧凑、操作方便、加工精度高等优点.介绍了该设备的主要结构、工作原理以及进给机构、初定宽铣削机构、竹黄弧形铣削机构、竹青弧形铣削机构、终定宽铣削机构等部分的设计原则.     

木质素改性脲醛树脂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响

针对竹层积材中甲醛释放量过高的问题,以碳化竹片为原料,利用木质素作为脲醛树脂胶黏剂的甲醛捕捉改性剂,对脲醛树脂胶黏剂进行共混改性后压制双层竹层积材。采用木质素添加量和组坯方式的双因素分析法,探讨木质素改性脲醛树脂胶黏剂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响;采用环境扫描电子显微镜(ESEM)对木质素改性后的竹层积材胶合界面进行微观形貌分析。木质素的加入使竹层积材的甲醛释放量明显降低,各组坯方式下竹层积材的甲醛释放量差异较小,均可达到GB 18580—2001标准规定的E2级;随着木质素添加量的增加,竹层积材的剪切强度逐渐增大,竹黄面与竹黄面无节组坯试件(II)、竹黄面与竹青面无节组坯试件(IO)及竹黄面与竹黄面有节组坯试件(Node)的剪切强度均在木质素添加量为40%时达到最大,分别为7.6,8.0和8.5 MPa,相比空白组分别提高了85%,70%和41%;对于竹黄面与竹黄面组坯试件,带节试件的胶层剪切强度大于无节组;由ESEM可知,碳化竹材胶合界面被压缩甚至压溃,表面细胞不同程度呈扁平碎片状,胶黏剂主要渗透到竹材的表层破坏细胞,多数为薄壁细胞,位于竹材表层的维管束中偶尔也会有胶黏剂存在,极少量胶黏剂可能通过裂隙进入竹材更深部位的细胞。结果表明:在相同木质素添加量条件下,组坯方式对竹层积材甲醛释放量几乎没有影响;黄-黄无节组坯试件、黄-青无节组坯试件及黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度随着木质素添加量的增加逐渐增大,黄-青组坯试件的胶层剪切强度普遍优于黄-黄组坯试件,黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度均大于无节试件;ESEM分析表明,由于碳化竹片表面易被压缩压溃,木质素含量较大的高黏度胶黏剂缺乏有效渗透,致使胶黏剂集聚在压溃细胞表面,竹片胶合界面有效胶层厚度增大,从而导致胶层剪切强度增加。     

木材酯化及接枝共聚处理对木材表面自由能影响的研究

采用接触角测定法，对经用乙酰化法酯化和苯乙烯单体接枝共聚处理改性前后的杉木和杨树表面接触角的变化和表面自由能变化值进行了研究，确定了木材的酯化和接枝共聚改性对木材表面自由能变化的影响因素，研究结果表明，在酯化和接枝改性处理后，液体在杉木和杨木表面上的接触角比在未经处理的木材表面的接触角有所增大，酯化处理产生的接触角增大作用要比接枝共聚所产生的作用大，杉木和“三北一号”杨的表面自由能分别为４２.8mN/m和５２.3mN/m与大部分木材垢表面自由能相近，木材的酯化的接枝共聚改性可以隆低木材的表面自由能，但酯化对表面自由能的降低各充受树种的影响，而接枝共聚改性对表面自由能的降低基本上不受处理树种的影响。     

沙柳材改性前后表面润湿性及其结构表征

为了改善沙柳人造板的性能,提高其利用价值,扩大人造板应用范围.以沙柳为研究对象,用偶联剂改性沙柳材,研究了改性前后沙柳表面的接触角,进而推导出其表面自由能,获得沙柳材表面的润湿性;同时对改性前后的沙柳木粉进行结晶度和傅里叶变换红外光谱测定,分析其结晶区和官能团的变化.结果表明:偶联剂对沙柳改性后,沙柳材表面自由能降低,润湿性没有提高,且结晶区没有明显的变化.     

弧形竹片“剖黄联青”展开工艺研究

通过对竹片不同宽度、不同深度的展开,同时采用高温软塑处理和热压机双向热压的方法,对弧形竹片"剖黄联青"新工艺进行研究。结果表明:竹筒分片弧长越小,加工剩余物少,竹材利用率高;竹黄面纵向导向裂缝间距越小,则竹青面裂缝的开口越小,有利于竹筒的展开;高温软塑化处理后的竹材,储能模量比未软塑化处理竹材降低了60.4%,玻璃化转变温度下降了26.2%;运用此展开工艺制成的竹层积材的物理力学性能能够达到相关标准要求。     

竹材表面润湿性研究

从竹材表面润湿性的原理推导入手,采用测定竹材表面接触角的方法,对竹材表面的自由能、路易丝-范得华力和酸碱力关系进行研究,并分析不同部位和不同处理方法对竹材表面湿润性的影响.结果表明:表面粗糙度,抽提物的含量和分布是影响竹材表面润湿性的主要原因;竹材的表面自由能是以路易丝-范得华力为主体;竹材表面的自由能差异主要由竹材表面的酸碱力引起;竹材表面具有稳定的路易丝-范得华力,其数值大小不受竹材表面的化学成分的影响.     

Study on Surface Wettability of Bamboo by Measurement of Contact Angle

The main objective of this research is to evaluate the wettability of the processed bamboo surfaces. The important surface energy and acid-base properties for processed bamboo have been estimated by using contact angle techniques. According to the results, the change of ages has a positive relation with the contact angles of water on processed bamboo. The contact angles were increased after the bamboo surface treated in high temperature condition and preservation. The different treat methods have a strong influence on acid-base energy component insurface of bamboo. Compared with pinewood, the surface of bamboo seems to be stronger in the acid-base energycontribution.     

新型嵌入式钢筋增强竹梁力学性能试验研究

为了提高竹结构在建筑结构领域的使用性能,提出一种新型嵌入式钢筋增强竹梁,利用嵌入式技术将钢筋嵌入竹梁的受拉区进行竹梁增强,通过4根钢筋增强竹梁及4根对比竹梁的试验研究发现,竹梁增强后其刚度得以改善,但设计荷载仍然是由其截面刚度控制,钢筋的配置分担了受拉区竹材的拉应力,嵌入式钢筋增强竹梁其最大优势在于绿色、低碳、节能、减排,为其大规模推广应用成为可能。     

竹材刨切过程表面破坏机理

为揭示造成竹材切削过程表面破坏性不平度的原因,合理制定竹材切削工艺,研究了竹材刨切过程表面破坏现象,分析了其破坏机理。首次提出竹材在纵向切削过程中产生坑状剥落,横向切削过程中随裂纹扩展方向不同出现三种不同形态的沟状剥落。     

氧气含量对竹材炭化特性的影响

竹材炭化过程中,炭化温度和炭化时间是两个十分重要的工艺参数,同时炉内的氧气含量对竹材炭化也会产生较大影响。通过传感器实时测定并控制炉内氧分压,研究炉内氧含量对竹材炭化的影响。结果表明,随着炉内氧分压增加,得炭率下降。用电子显微镜和能谱仪分析观察竹炭的微观结构和残留物成份,揭示竹炭蜂窝状的微观结构;随着炉内氧分压增加,竹炭孔径变大,表明炭化过程中氧含量影响竹材炭化过程中细胞的收缩。     

Effects of hydrogen peroxide treatment on the surface properties and adhesion of ma bamboo (Dendrocalamus latiflorus)

The poor adhesion of bamboo coatings is a serious issue in the bamboo industry. To develop a pretreatment method that improves the adhesion of films and increases the economic value of bamboo products, a study of hydrogen peroxide treatment with solutions of various pH (pH 4–9) on bamboo surfaces was conducted. Five-year-old ma bamboo (Dendrocalamus latiflorus Munro), and nitrocellulose lacquer were used in the study. Surface properties of the bamboo such as contact angle and color were evaluated, and 180° peel strength and shear strength tests for measuring adhesion of films were conducted. The results showed that the wettability of water droplets and the carbonyl group concentration on the bamboo surface were increased significantly by alkaline (pH 8 and 9) hydrogen peroxide treatments. There was only minor color variation and the outer wax layer of bamboo was etched to form additional recesses after hydrogen peroxide treatment. It was also found that all hydrogen peroxide treatments improved the adhesion of bamboo coating; bamboo treated with hydrogen peroxide at pH 7 showed the greatest improvement. The enhanced adhesion was attributed to the mechanical interlocking of the film on the treated bamboo rather than to surface activation.     

基于松香改性的圆竹视觉性能

为改善圆竹的表面视觉性能,利用天然松香在不同温度下浸渍处理圆竹,采用定量色差和光泽度测量法结合感性眼动追踪法,评价了不同温度下松香处理对圆竹表面视觉特性的影响;利用扫描电镜和傅里叶红外分析探讨了松香对竹材表面视觉特性影响的机理。结果表明,对松香适当的加热有利于其在圆竹表面形成连续的薄膜,提高圆竹表面光泽度,当温度为50 ℃时达到最大光泽度19.6,比对照组提高了122.7%。同时伴随着处理温度的升高,圆竹表面亮度逐渐降低,并且颜色从黄绿区间逐渐向红蓝区间转变;此外当温度高于60 ℃时,圆竹皮层受损脱落,在圆竹表面形成条纹,并且条纹的密度随着处理温度的增加而增加。眼动追踪实验和主观评价结果表明,高光泽度会产生不适感,纯色表面受到大众的喜爱,而条纹表面的圆竹会受到小众的喜欢。     

Hydrolysis of bamboo fiber cellulose in formic acid

Bamboo fiber dissolution and hydrolysis in formic acid were studied. After hydrolysis, formic acid can be recovered in a clean state and reused. Solid water-soluble sugars were obtained. After being dipped into the formic acid solution for 30 min, the bamboo fibers started to swell. After one hour, the bamboo fibers gradually started to dissolve in the formic acid solution. The color of the liquor/solution turned green and dark. In the end, the bamboo fibers became thoroughly dissolved in the liquor after four hours. There was a clear hierarchical tissue structure on the fiber surface, as observed by AFM before treatment. The differential structure disappeared after 30 min of treatment. The fiber surface became plump and glossy. After six hours reaction at 60°C, the solid sugar mixture recovered contained glucose, cellobiose, cellotriose, cellotetrose, cellopentose and cellohexaose. A significant fraction of the sugar products consisted of monomeric glucose. More than 54.5% of the bamboo fiber mass had been transformed into monomeric glucose. __________ Translated from Biomass Chemical Engineering, 2007, 41(2): 5–10 [译自: 生物质化学工程]     

探针法测量与分析竹材表面粗糙度

采用探针法测定了不同竹龄的毛竹竹青和竹黄在砂磨加工前后的表面粗糙度，用轮廓最大高度（Ry)、微观不平度高度（Rz)和轮廓算术平均值偏差（Ra)三个分析因子对竹材表面粗糙度进行分析，并与水青冈和水曲柳等木材进行对比。结果表明：竹材表面粗糙度随竹龄的增加而减小；竹青表面比竹黄更光滑；与水曲柳和水青冈相比，竹材外侧的表面粗糙度相对较小。