疏解竹单板高温干热处理对竹基纤维复合材料性能的影响

【目的】以高温干热处理疏解竹单板为基本单元,制备竹基纤维复合材料,分析不同热处理温度对疏解竹单板物理化学性能以及竹基纤维复合材料物理力学性能的影响,为高温干热处理竹基纤维复合材料生产工艺优化和新产品开发提供依据。【方法】以毛竹疏解单板为原料,以180和200℃干热空气为介质,在氧气含量2%～2.5%条件下对其进行热处理;以不同温度处理的疏解竹单板为基本单元制备竹基纤维复合材料,对热处理后疏解竹单板以及竹基纤维复合材料的性能进行分析。【结果】200℃处理4 h疏解竹单板的质量损失比180℃大;随着热处理温度升高,疏解竹单板的综纤维素和α-纤维素含量分别降低11.36%、20.15%和21.95%、35.94%,木质素相对含量分别增加16.36%、43.56%,pH和缓冲容量降低;傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱分析显示,热处理后疏解竹单板表面羟基数量减少,导致其对水分的再吸收能力降低;热处理后疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;经180和200℃处理后,竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率分别降低11.20%、15.88%、7.03%和21.60%、32.27%、26.60%,静曲强度和剪切强度分别降低39.07%、33.51%和56.14%、42.15%,弹性模量变化不显著。【结论】随着热处理温度升高,疏解竹单板的抽提物挥发和化学组分降解,其质量损失率增加,pH和缓冲容量降低;半纤维素优先降解,导致其对水分的再吸收能力降低,而降解生成的可溶性小分子物质增加,导致其抽提物和木质素相对含量增加;热处理疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率降低,耐水性能增加,静曲强度和剪切强度大幅降低。     

制造工艺对竹基纤维复合材料性能的影响

采用冷、热压两种生产工艺,分别制备不同密度(0.85～1.20 g/cm(3))的竹基纤维复合材料.并检测其物理力学性能.结果表明:两种生产工艺均可制备出物理力学性能优良的竹基纤维复合材料,其中:冷压生产的竹基纤维复合材料的耐水性能较好,热压生产的竹基纤维复合材料的抗弯性能和抗剪切性能更优.     

户外用竹基纤维复合材料加速老化耐久性评价

为了给竹基纤维复合材料在户外环境的使用提供参考数据,对利用3～4年生毛竹和慈竹生产的竹基纤维复合材料,参照美、中两种标准(ASTM D 1037-06a和GB/T 17657-1999)方法进行循环试验,测定经过循环暴露试验后,材料的力学性能和尺寸稳定性.试验结果表明,竹基纤维复合材料的性能优于现有户外商业化重组竹产品.     

热处理对竹基纤维复合材料性能的影响

毛竹竹材的纤维化单板经高温处理后,热压制备成竹基纤维复合材料(BFC).分析热处理对纤维化竹单板化学性能的影响及热处理对BFC表面颜色、尺寸稳定性、力学性能的影响.结果表明:纤维化竹单板经热处理后,其综纤维素和d-纤维素的含量相对于未处理材显著降低,其中半纤维素含量降幅最大；热处理后竹材的pH值相对于未处理材显著降低,碱缓冲容量显著增大,而酸缓冲容量降低.由纤维化竹单板经热处理后制备的BFC,表面颜色变深,吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率相对于未处理材显著降低,尺寸稳定性得到改善；材料的静曲强度和水平剪切强度相对于未处理材显著降低,且随着蒸汽压力的增大和热处理时间的增长呈逐渐降低的趋势,而弹性模量变化不显著.     

竹基纤维复合材料的染色介质及温度对其性能的影响

以毛竹为原料,在不同染色工艺条件下,研究纤维化竹单板的上染效果以及染色单板制备的竹基纤维复合材料的性能。结果表明:75℃乙醇分散介质染色与90℃水分散介质染色单板的上染色泽,均优于常温水分散介质染色;75℃乙醇染色制备的竹基纤维复合材料的色泽最佳,常温水染色时,制备材料的物理力学性能最优。综合考虑竹基纤维复合材料的表观色泽和性能,推荐使用75℃乙醇溶剂作为介质的染色工艺。     

室内地板用竹基纤维复合材料的研制与应用

以酚醛树脂为胶黏剂,以毛竹和慈竹为原料,在不去竹青和竹黄的条件下,采用点裂和线裂纤维分离技术,将半圆竹筒疏解形成由竹纤维束交织而成的网状结构纤维化竹单板后,用冷压热固化法制造本色和炭化色竹基纤维复合材料,再加工成地板,并与重组竹进行对比,结果表明:竹基纤维复合材料性能高于重组竹;慈竹竹基纤维复合材料的性能优于毛竹;炭化处理对耐水性和刚度具有改善作用,对胶合强度和静曲强度具有不利影响;用竹基纤维复合制造的室内地板各项理化性能均达到或超过了《重组竹地板》标准规定的性能指标要求。     

风电叶片用竹基纤维复合材料力学性能的评价

采用热压法生产工艺,利用四川地区3～4年生慈竹,进行风电叶片用竹基纤维复合材料的生产研制,分析竹基纤维复合材料密度与其拉伸、压缩及疲劳性能的关系.并通过与玻璃纤维增强不饱和树脂基复合材料的性能比较,论述竹基纤维复合材料应用于风电叶片制造所具有的优异性能及经济性,为竹叶片制造工艺设计提供初步的技术参数.     

后期热固化处理对竹基纤维复合材料性能的影响

对竹基纤维复合材料进行两种条件(80℃处理8h和50℃处理24 h)的热固化处理后,观测其表观形貌,并进行拉伸、压缩、水平剪切性能以及疲劳性能检测.结果表明:经过热固化处理后,竹基纤维复合材料表面有不连续的微小裂纹产生,其拉伸、压缩、水平剪切性能略有提高,疲劳性能则无显著变化.     

光老化时间对旱柳枝桠材纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

采用自然光对比不同纤维含量木纤维/聚乳酸复合材料进行光照老化试验,对比经过不同时间光照后材料的弯曲性能以及拉伸性能的变化,分析光照时间对材料力学性能的影响。结果显示,加入木纤维后,复合材料的弯曲强度和拉伸强度均出现了先下降后上升的趋势,说明加入一定量的木纤维会对复合材料体系起到一定的增强作用;在受到一定时间的自然光照射后,纯聚乳酸材料和木纤维/聚乳酸材料的弯曲性能和拉伸性能均有显著降低,含有木纤维的复合材料强度降低较少。     

风电叶片用竹基纤维复合材料力学性能的评价北大核心

采用热压法生产工艺,利用四川地区3～4年生慈竹,进行风电叶片用竹基纤维复合材料的生产研制,分析竹基纤维复合材料密度与其拉伸、压缩及疲劳性能的关系。并通过与玻璃纤维增强不饱和树脂基复合材料的性能比较,论述竹基纤维复合材料应用于风电叶片制造所具有的优异性能及经济性,为竹叶片制造工艺设计提供初步的技术参数。     

重组木制造技术研究进展与展望

依据原料基本单元形态的不同(细长小径材形态和宽薄单板),将重组木分为两类:传统重组木和高性能重组木。围绕两类重组木的制备工艺,重点论述主要工艺的研究进展,分析瓶颈问题;针对高性能重组木关键技术的薄弱环节,提出优化木束单元精细疏解技术、提升加工装备自动化水平、开发绿色功能化的高端产品,构建完善的理论技术体系等建议。     

烟秆/聚乙烯复合材料的制备工艺及其性能研究

研究了以烟秆碎料和聚乙烯（PE）为原料制造木塑复合材料的生产工艺,探讨了木塑配比、热压温度、热压时间及板材密度对复合材料性能的影响。结果表明：复合板材的最优工艺参数是烟秆碎料：聚乙烯为6：4、热压时间10 min、热压温度160℃、热压压力10 MPa、试验板密度0.8 g/cm3、酒精用量为聚乙烯用量的3%。     

密度对寿竹竹基纤维复合材料性能的影响

为开发竹材人造板新产品,利用4～5年生寿竹为原料,采用热压生产工艺制备竹基纤维复合材料,并分析复合材料密度对其物理和力学性能的影响。结果表明:随着密度增加,复合材料厚度方向上的吸水膨胀率增加,宽度方向的吸水膨胀率下降,力学性能逐渐增加。     

浸胶竹纤维化单板干燥温度对竹基纤维复合材料性能的影响

以慈竹为试材,探讨浸胶竹纤维化单板的干燥温度对竹基纤维复合材料性能的影响。结果表明:随着干燥温度由70℃升至90℃,复合材料的抗弯强度、弯曲模量和垂直加载水平剪切强度呈现先上升、后下降的趋势,平行加载水平剪切强度和耐水性能逐渐下降。综合考虑板材性能和生产效率,建议工业化生产中的干燥温度设为80℃。     

超厚度水泥稳定碎石振动压实整体性研究

通过分析水泥稳定碎石在大激振力下的压实机理,得到密度与水泥剂量随压实材料深度的变化为材料压实整体性的判据。通过对大激振力下试件密度和水泥的分布规律试验分析表明,密度在距试件表面约10cm处出现峰值,后随深度增加密度衰减,大激振力压实可以保证材料的压实度,水泥随深度没有明显变化,大激振力作用可保证水泥稳定碎石的压实整体性。     

提高竹丝板尺寸稳定性的研究

研究酚醛树脂胶黏剂固体含量、常温软化、加热软化时间以及增塑剂质量分数,对竹丝板尺寸稳定性影响。结果表明,提高树脂固体含量以及同时进行软化处理,可明显提高竹丝板的尺寸稳定性;增塑剂用量需在6%以上时,才能发挥作用。     

竹基纤维复合材料纤维化单板的形态研究

对梁山慈竹纤维化单板形态进行了研究。结果表明:节间竹青面和竹黄面、节部竹青面和竹黄面的平均裂隙角度为60°～70°;节间52%的竹青、节部75%的竹青发生脱落;节间竹束平均断面面积1.97mm2,包含4.61个维管束。节部竹束平均断面积1.83mm2,包含4.07个维管束。通过碾压疏解,对原竹进行可控分离,使复合材料制备达到广谱可设计性。     

臭椿优良无性系选择的研究

汇集１７个臭椿系号,以当地臭椿为对照,营造了臭椿无性系测定林。经多点造林测试,选出３个优良无性系,分别是臭椿８２４００５、８２００１和箭杆２号,其材积生长量分别比对照提高３０．２％～６７．８％、３０．２％～９７．１％和２６．７％～４７．２％,生长表现优良,有较高的推广应用价值。