密实型杨木单板层积材制造技术

介绍了单板层积材、密实型单板层积材在国内外的研究和利用概况.探讨了采用低分子量酚醛树脂浸渍处理杨木单板的方法制备杨木单板层积材的生产技术.结果表明:施胶量相当时,浸渍方式与涂胶方式生产的单板层积材相比,密度相当,吸水厚度膨胀(24hTS)降低了24%,胶合强度提高了:16%,弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)分别提高了20.17%和44.76%.采用浸渍树脂方式生产的密实型强化杨木单板层积材随着吸药量的增多,密度增大;24hTS减小;胶合强度随着吸药量的增加先增大而后趋于平稳;MOE和MOR先增大后减小.当吸药量为168%时,MOE、MOR达到最大,分别为15.34GPa和135.31 MPa.密实型强化单板层积材能够满足建筑和木结构等结构材要求,具有良好的发展空间.     

玻璃纤维增强结构用单板层积材热压工艺研究

通过玻璃纤维增强速生杨木制备杨木单板层积材(LVL),可提高杨木的强度等级,使其达到结构集成材层板的使用要求。采用正交实验方法,研究温度、时间、压力、偶联剂浓度、涂胶量对杨木单板层积材弹性模量、静曲强度、剪切强度的影响,其中主要研究热压工艺对力学强度的影响,得出的最优工艺参数为:热压温度130℃、时间100s/mm、压力1.2MPa。     

不同因素对竹/木复合强化单板层积材MOE、MOR的影响

以杨木单板和竹帘为原料,采用低分子量水溶性酚醛树脂浸渍处理,通过干燥、组坯、热压等工艺制备竹木复合强化单板层积材。探讨了组坯方式、压缩率、热压温度、热压时间4个因素对竹木复合强化单板层积材弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)的影响。结果表明:表层为一层竹帘的竹木复合强化单板层积材的MOE和MOR较大,分别是13．43GPa、148．13MPa,与表层为杨木单板次表层为竹帘组坯方式相比分别增加了33．63％、56．16％。确定了竹木复合强化单板层积材较合理的制造工艺参数。     

高性能大片刨花板的研究:工程设计与实验研究

大片刨花和单板基工程木制品被广泛应用于结构工程领域.除了单板层积材(LVL)、平行木片胶合木(PSL)和层叠木片胶合木(LSL)外,定向刨花板(OSB)是最常见的结构受力板材,主要用于制作梁和柱材.尽管OSB的机械性能已经改善,但由于板材的刚度和强度,其在屋顶、墙壁和地板上的应用仍然或多或少的受到限制.     

低成本API胶黏剂在LVL生产中的应用

LVL(Laminated Veneer Lumber单板层积材)由多层单板按顺纹组坯胶合而成,按用途分为非结构单板层积材和结构单板层积材.LVL可利用小径木、弯曲木等生产;单板可纵向接长,长度不受限制.LVL在生产中可剔除单板上的节子、腐朽等缺陷,生产出的LVL具有强度均匀,尺寸稳定性好,易于进行防虫、防火处理等优点.LVL在美国、日本等的生产和应用较为普遍.     

组坯结构对竹材胶合界面破坏行为及细胞壁力学性能的影响

竹质工程材料在轻质结构建筑及其关键承载构件中有巨大的应用潜力,然而竹材天然径向结构差异性会对其胶合质量造成显著影响。以4年生毛竹材和酚醛树脂(PF)胶黏剂为原料制备了双层竹片层积材,探讨组坯结构对双层竹片层积材的宏观胶合性能和胶合界面细胞壁力学性能的影响。研究结果表明,外表面-外表面(O/O型)组坯时竹片层积材的胶合剪切强度(干态胶合强度17.3 MPa,湿态胶合强度5.3 MPa)显著高于外表面-内表面(I/O型)和内表面-内表面(I/I型)组坯样品。这主要是由于O/O型竹材胶合界面内薄壁细胞壁的力学性能更加接近厚壁细胞壁,改善了界面内应力集中现象。PF胶黏剂在不同组坯结构竹材胶合界面内的差异性渗透行为是造成这一现象的主要原因：竹材薄壁细胞表面氧碳比较高(0.40)且毛细管作用较强,在I/O型和I/I型界面内PF胶黏剂的渗透行为主要表现为填充细胞腔;而在O/O型界面内PF胶黏剂能够有效浸润薄壁细胞壁,而非简单填充其细胞腔,因此O/O型竹片层积材具有更高的界面细胞壁力学强度和宏观胶合强度。     

水性环氧树脂制备桉木单板层积材及性能研究北大核心

选用双组分水性环氧树脂为胶黏剂,速生桉木单板为基材,热压制备结构用桉木单板层积材。采用单因素试验法研究了施胶量、热压温度、热压时间、热压压力对水性环氧树脂单板层积材弹性模量、静曲强度、水平剪切强度、含水率和浸渍剥离率等物理力学性能的影响。结果表明:水性环氧树脂以水为分散剂,在木质单板表面延展性良好。当施胶量为230 g/m^(2),热压温度为120℃,热压时间为1.0 min/mm,热压压力为2 MPa时,单板层积材各项性能较优,符合GB/T20241—2006《单板层积材》要求。提出的以水性环氧树脂为胶黏剂的层积材制备工艺适合工业化生产,产品力学性能优良且无醛/低醛释放,绿色环保,具有积极的推广意义。     

影响重组木和单板条平行胶合材力学性能的主要工艺因子的比较与分析(英文)

通过工艺实验,对重组木和单板条平行胶合材(PSL)的主要力学性能进行了研究。采用杨木、落叶松和桦木小径材作为重组木原料;以胶合板厂的杨木及桦木旋切后的废单板条作为PSL的原料。在实验室条件下,利用低质小径木和木材加工剩余物,制造出具有高强度的结构用重组木和PSL;对两种人造木材的工艺条件进行了比较与分析,分别提出了影响重组木和PSL力学强度的主要工艺因子。结果表明热压压力是影响重组木力学强度的一个重要工艺因子,而单板条长厚比对PSL也是一个重要工艺因子。     

热压工艺对定向刨花-单板复合集装箱底板性能的影响

采用不同的施胶量、热压压力、热压时间,研究定向刨花(Oriented Strand)作芯层、单板作面层的一次热压复合制造集装箱底板的热压工艺,以及底板的密度与力学性能之间的关系。结果表明:(1)当刨花的施胶量(MDI)为8%时,在与刨花接触的单板上不涂胶、涂MDI及涂WD型酚醛胶,对整块板的静曲强度的差异不大;(2)WD型PF胶适合作为一次复合热压工艺的单板间用胶黏剂;(3)延长卸压时间,可以减小板的回弹,理想的热压时间为27min;(4)复合集装箱底板的芯层密度对底板的静曲强度起决定性作用,当芯层密度低时,其破坏形式均表现为剪切破坏;(5)按3-D工艺压出的板的力学性能超过传统的克隆集装箱胶合板底板,可以作为集装箱底板使用。     

杨木胶合板液化自胶合工艺

借鉴木质材料界面液化自胶合的工艺,以杨木单板为原料,碳酸乙烯酯为液化剂,硫酸或甲烷磺酸为催化剂进行胶合板制造工艺的研究.采用正交试验法,探讨催化剂、液化剂以及热压工艺对胶合板胶合强度的影响.试验结果表明:以稀释硫酸作为催化剂,催化剂用量占液化剂的3.5％,液化剂的涂布量(单面)为250 g/m2,热压温度145℃,热压时间2.4 min/mm,热压压力1.2 MPa为较优工艺,胶合强度均值可达到1.46 MPa.     

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。     

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。     

单板表面预处理对木塑复合胶合板耐湿循环能力的影响

分别对杨木单板进行高温加热和硅烷溶液喷淋处理,并与高密度聚乙烯(High Density Polyethylene,HDPE)薄膜胶合制备木塑复合胶合板,利用扫描电镜(SEM)和动态热机械仪(DMA)分析了两种改性方法对木塑复合胶合板抵抗水分子破坏能力的影响。结果表明:3次"湿-冷冻-热"循环对未处理和高温处理材的破坏程度较大,循环处理后胶接结构中存在明显的裂缝及脱落的HDPE碎片。硅烷处理可以显著提高木塑复合胶合板的耐湿循环能力,胶接结构中仅存在少量的裂纹。胶接结构的破坏引起了胶合强度不同程度的降低,未处理、高温处理和硅烷处理材的胶合强度保留率分别为57%,72%和84%。DMA结果表明:水分子的交替作用显著降低了未处理和高温处理材的热稳定性,而对硅烷处理材的影响较小。当环境温度达到200℃时,未处理和高温处理材的胶接界面结构完全破坏,木材单板与塑料薄膜两相完全分离。     

E_0级室外型胶合板用PUF树脂胶的研制

按照酚醛(PF)树脂胶的制备工艺,采用CaO和NaOH为复合催化剂,在碱性条件下制备了U/(P+U)质量比分别为20%、30%、40%的尿素改性酚醛(PUF)树脂胶。该胶制备工艺简单,反应平稳,操作易控制,再现性好,成本较低,储存期达5个月以上,该系列PUF树脂胶压制的杨木胶合板、桉杨胶合板和桉木胶合板,胶合强度均符合Ⅰ类胶合板要求,甲醛释放量0.3 mg/L,符合E_0级标准,达到日本标准F****级要求。     

胶液含量对单板条层积材柱构件性能的影响

为促进利用速生杨木单板生产单板条层积材(parallel strand lumber,PSL)以制备木结构建筑中的柱构件,将杨木单板条浸渍不同质量分数(10%,20%和30%)的酚醛树脂胶,采用热压工艺压制单板条层积材,并测定试件热压过程中的温度传递和轴心抗压力学性能。结果表明,PSL热压升温曲线可分为快速升温阶段和缓慢升温阶段,在快速升温阶段,随着单板条浸渍胶液质量分数的增加,板坯传热速度逐渐增加。PSL柱轴心抗压力学性能随着单板条浸渍胶液质量分数的增加而提高,浸胶胶液质量分数为10%的PSL试件轴心抗压性能最低,浸渍20%和30%质量分数胶黏剂的PSL柱试件的初始弹性模量比浸渍10%质量分数胶黏剂的PSL柱试件分别提高841%和1577%,临界应力也分别提高3103%和3698%。单板条浸渍不同胶液质量分数的PSL柱试件轴心抗压破坏形式不同,主要包括顺纹贯穿的开裂破坏和柱端部压溃破坏。综合考虑,采用20%质量分数胶液浸渍单板条压制的PSL物理力学性能最为合适。     

桉木单板层积材生产工艺的优化

采用响应面法(RSM)和中心组合旋转设计(CCRD),研究了桉树单板层积材(LVL)的生产工艺条件,并对优化工艺所得的预测值进行了实验验证。方差分析结果表明:面粉添加量对桉木LVL的静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)有着显著影响,而热压温度和热压时间的影响不显著。通过回归分析,建立了相应的回归模型。回归模型的预测值与实验值的拟合良好,说明回归方程能用来预测和优化桉木LVL的力学强度性能。最佳工艺条件为:热压温度130℃,热压时间1.5 min/mm,面粉添加量5%(质量分数)。在此工艺条件下压制的桉木LVL垂直加载条件下的静曲强度(MOR⊥)和弹性模量(MOE⊥)分别为89 MPa和16 722 MPa,平行加载条件下的静曲强度(MOR∥)和弹性模量(MOE∥)分别为88 MPa和15 067 MPa,MOR和MOE分别达到了结构用单板层积材国家标准的优等品和140E级别。     

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。     

聚乙烯醇磷酸酯插层改性水滑石及其阻燃改性杨木的研究

镁铝水滑石因其特殊结构,在阻燃处理方面应用较为广泛,但存在阻燃元素单一的问题。采用聚乙烯醇磷酸酯(PPVA)对水滑石进行插层改性,制备有机-无机复合协效阻燃剂,并浸渍处理杨木单板,考察浸渍处理工艺对杨木载药率和极限氧指数的影响。结果显示,PPVA插层进入镁铝水滑石层间中;PPVA插层水滑石真空加压处理后杨木单板的极限氧指数较杨木素板提高了14.6%。     

高替代率木质素酚醛树脂在胶合板中的应用性能比较

以云杉硫酸盐法制浆黑液中的碱木质素(UL)为原料,在改性得到脱甲基化木质素(DUL)和羟甲基化木质素(HUL)的基础上,合成了高替代率(≥70%)的木质素酚醛树脂(LPF),并探讨了3种木质素羟基含量对LPF胶黏剂胶合强度和游离甲醛含量的影响。木质素的结构分析结果表明：相比原料UL,DUL和HUL的羟基比例分别提高了26.41%、 72.35%。将UL、DUL和HUL替代苯酚制备LPF并将其用于杨木单板胶合实验中,实验结果显示：UL经脱甲基化改性后进一步提高了其耐热水胶合强度(σ_HWT),在30%木质素替代率下,DUL的σ_HWT最大,达1.09 MPa,比PF(0.78 MPa)提高了39.39%。木质素替代率从30%(HUL)提高至70%(DUL),同时胶合板中游离甲醛的质量浓度从0.33 mg/L(UL)降低至0.29 mg/L(DUL),仍小于国标GB 9846.2—2004要求(<0.5 mg/L);UL经羟甲基化改性后,HUL制备LPF的胶合强度大幅提高,在30%木质素替代率下,干胶合强度(σ_dry)为2...     

纸浆基木材胶黏剂的合成及其性能

以桉木纸浆为原料制备木材胶黏剂,研究了合成路线、化学结构、胶合性能和胶合界面行为,为纤维素基木材胶黏剂研发和纸浆多元化应用提供理论依据和技术路线。纸浆经高碘酸钠选择性氧化处理,形成高反应活性双醛化纸浆纤维(DAP),利用醛基与支化多胺的氨基之间的反应构建交联网络,获得可固化的纸浆基木材胶黏剂(PWA)。使用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)分析PWA化学结构,利用热重分析仪(TGA)分析其热性能,通过压制胶合板评估胶合性能。实验结果初步证明,双醛化纸浆纤维上的醛基能与支化多胺的末端氨基发生希夫碱反应并形成新的化学键;胶合性能分析结果表明,使用纸浆纤维基木材胶黏剂(PWA)制备杨木胶合板,干状胶合强度1.54 MPa,沸水浸泡3 h胶合强度0.85 MPa,杨木表面经界面活化处理后干强度提升到1.99 MPa,沸水3 h胶合强度提升至1.80 MPa,且与多胺末端氨基数量密切相关。纸浆纤维双醛化后再与支化多胺反应可制备性能优异的木材胶黏剂,界面活化处理可显著提高PWA的胶合性能和耐水性能以及热稳定性,末端氨基数量越多,性能提高越显著。