脲醛树脂浸渍轻木改性工艺及性能研究

对脲醛树脂（UF）浸渍改性轻木木材工艺、超临界CO2处理对轻木木材的浸渍性影响以及浸渍改性轻木木材的物理力学性能进行了研究。不同超临界CO2处理和浸渍工艺条件对改性材的增重率、体积湿胀率和顺纹抗压强度均有影响,与其素材相比,浸渍改性轻木木材的尺寸稳定性和力学性能显著提高,在显微镜下观察到有较多树脂分布在导管和木射线细胞中。     

低温环境下桦木顺纹抗压强度的研究

为揭示不同水分状态木材在低温环境下的力学强度变化规律,研究了5种水分状态(饱水、生材、纤维饱和点、气干、绝干)桦木木材在0~-196℃低温环境下的顺纹抗压强度,并与室温环境下(20℃)的5种水分状态木材顺纹抗压强度进行比较。结果表明,在低温(0~-196℃)环境下,随着测试环境温度的降低,木材顺纹抗压强度增加,在-196℃环境下,5种水分状态的桦木顺纹抗压强度比室温环境下分别增加821.24%,718.05%,632.87%,223.75%和95.28%。木材顺纹抗压强度与温度呈线性关系,其斜率代表了顺纹抗压强度随温度变化的增加率,即木材含水率越高,随着低温温度的降低,顺纹抗压强度增速越大。在低温环境下,木材细胞中水分形成的冰柱,是木材顺纹抗压强度增加的主要原因。对绝干材而言,木材细胞壁上纤维和纤维胶着物质发生硬化,是其顺纹抗压强度增加的主要原因。     

ESWood复合木材料物理力学性能试验研究

为了解ESWood复合木作为结构用材的物理力学性能,对其进行木材物理力学性能试验并对各项性能进行评价。结果表明:ESWood复合木密度为0.725 g/cm~3、含水率为18.5%,顺纹销槽承压强度30.73 MPa、横纹销槽承压强度18.29 MPa,试验结果准确指数均在5%以下。顺纹抗拉强度71.61 MPa、顺纹抗压强度53.05 MPa、横纹全部抗压强度7.91 MPa、横纹部分抗压强度12.29 MPa、横纹抗拉强度1.53 MPa,试验结果准确指数均在10%以下。通过与木结构设计规范中TB13等级材料设计强度对比,可知ESWood复合木的木材性能及连接性能良好。     

糠醇浸渍对杨木压缩材物理力学性能的影响

压缩密实化是提升低质木材品质的有效手段,但遇水回弹是其主要技术难题,本研究旨在探讨糠醇树脂浸渍实现压缩木定型与改性同步的技术可行性。以西南乡土树种乡城杨木材为对象,研究了糠醇浸渍处理对其压缩材吸水性、尺寸稳定性、颜色和力学性质的影响,并以后期热处理的影响作为对照进行比较。结果表明:糠醇浸渍增重44.8%,能降低压缩木吸水率63%,提升其尺寸稳定性,吸水厚度回弹率只有4.38%~5.97%;相比于未压缩杨木,糠醇浸渍压缩材的抗弯强度和表面硬度显著提高,增幅分别为89.1%和131.1%,但抗弯弹性模量只增加16.1%;糠醇浸渍的压缩材具有酷似热带硬阔叶材的深色,明度和黄蓝度降幅大;相比于后期热处理,糠醇浸渍对压缩材的定型效果略佳,且力学性质明显较优。因此,糠醇树脂浸渍技术不仅能良好固定压缩木变形,还可显著增强低质木材的力学性质,同时具有环境友好性。     

竹材糠醇树脂改性研究初探

采用两种不同溶剂的糠醇溶液对竹材进行浸渍改性,并对改性后的竹材的力学性能、尺寸稳定性、平衡含水率及防霉性能进行测试。研究结果显示:以乙醇为溶剂的糠醇溶液改性竹材平均增重率(WPG)为5.21%,顺纹抗压强度增加37.26%,抗弯强度和模量增加不显著;平衡含水率降低25.97%;75%湿度状态到绝干状态的抗干缩系数为8.72%,物理力学性能均优于以水做溶剂的配方。经糠醇树脂改性后竹材的防霉性能改善显著,能有效减缓霉菌生长速度,经表面擦拭后,改性后的竹材表面霉变现象不显著,而对照样有明显的霉斑,糠醇树脂改性至少能有效改善竹材的防霉性能。     

高温热处理对樟子松板材物理力学性能影响的研究

分别采用170、190、210℃三组处理温度对樟子松板材进行了高温热处理工艺试验,并对处理材和对照样进行了物理、力学性能测试:高温热处理工艺使樟子松木材的绝干密度下降、吸湿性降低,对其抗弯强度亦有较大影响,且此影响随温度升高而增大;对于抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度三项指标则基本无影响.在常规使用环境下,由于处理材与对照样之间存在含水率差异,除了210℃处理材的抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度比对照样略小外,170℃和190℃处理材的三项指标均不同程度高于对照样.     

三聚氰胺-尿素-乙二醛树脂改性对橡胶木物理力学性能的影响

采用三聚氰胺、尿素和乙二醛合成一种环保型三聚氰胺-尿素-乙二醛(MUG)树脂,并以6种质量分数(5%、15%、25%、35%、45%、55%)浸渍处理橡胶木,通过加热聚合,在木材内部形成固体疏水树脂。试验结果表明,随着树脂质量分数的增加,改性材的增重率和密度均增大,吸水率和浸出率减小,抗胀缩率先增大后减小。SEM-EDX分析表明,MUG树脂分布在改性材的细胞腔和细胞壁中。与未改性对照试材相比,25%MUG树脂改性材的抗弯强度和弹性模量分别增大了19.9%、14.3%,顺纹抗压强度增大了19.2%。经MUG树脂改性后,橡胶木的尺寸稳定性等物理性能和抗弯强度等力学性能均明显提高。     

施肥对湿地松幼林生长和木材物理力学性质的影响

研究了黄红壤立地上湿地松幼林施肥种类、施肥量及施肥配比对生长量、木材物理力学性质的影响 ,结果表明 :(1)施用N肥对湿地松生长有显著的抑制作用 ,K肥处理材积明显下降 ,P肥和P肥与N、K配比施肥及N、P、K配比施肥显著地促进湿地松胸径、树高、材积的生长 ;(2 )施肥处理对木材弦向干缩率、径向干缩率、纵向干缩率、体积干缩率、差异干缩 5个气干干缩性状的影响没有达到差异显著的水平 ,但单施P肥、NP配比施肥使木材差异干缩、纵向干缩率明显减小 ,单施K肥、单施N肥使木材纵向干缩率增大 ;(3)单施P肥或P肥与N、K配比施肥及单施一定量的K肥能明显提高湿地松木材晚材率、基本密度、顺纹抗压强度、抗弯弹性模量 ,且P肥量与材性提高量成正比 ,而N肥处理显著降低了木材性质 ;(4)施肥处理对生长量与木材性质间相关性的影响因施肥种类而异 ,树高、胸径、材积因子与顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度基本上呈正相关 ;晚材率、木材密度与顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度呈正相关 ;(5 )林分内优势木木材物理力学性质明显优于中庸木 ,中庸木木材性质优于劣势木     

浸渍塑化杨木单板顺纹弯曲性能研究

本研究以酚醛树脂为浸渍液,杨木单板为木材试样,对经浸渍塑化处理的杨木单板进行三点弯曲试验,探索了木/竹复合层合板的组分材料--塑化杨木单板受不同压力时的顺纹弯曲弹性性能,并分析了其与塑化压力间的关系.结果表明,塑化杨木单板的静曲模量和静曲强度与塑化压力呈非线性关系.通过对杨木单板试验研究,为木材/竹材复合材料制造过程中的结构设计和生产工艺提供一定的理论依据和基本思路,并对产品的设计、组织现场生产和产品质量评估提供一定的参考.     

低分子酚醛树脂处理杨木物理力学性能测试

采用低分子酚醛树脂对杨木进行浸渍处理,然后采用加热压缩处理使树脂在木材中固化,制得表面压密材,并对其物理力学性能指标进行检测。结果表明：杨木（Populus ussuriensis）素材的平均密度为394kg/m3,随着压缩率的增加,木材密度明显增大,当压缩率为20%时,木材的平均密度为463kg/m3,同时木材顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和表面硬度增大,浸渍处理后的木材颜色变化不大。     

气干和饱水状态下毛竹4种力学性质的比较

以毛竹为研究对象,测试不同年龄毛竹顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、弯曲模量和顺纹拉伸弹性模量在气干状态(北京,含水率8%)和饱水状态下之间的差异,由此探索竹材力学性能的含水率依赖特性.结果表明:上述4种力学性能指标对含水率变化的敏感程度不同,顺纹抗剪强度和顺纹抗压强度受含水率的影响程度最大,弯曲模量次之,顺纹拉伸弹性模量最小;4种力学性能指标对含水率变化的敏感程度均随着竹龄的增大而降低,但是受影响的程度不同,其中顺纹抗压强度从气干到饱水态的降幅受竹龄的影响最小,最大和最小降幅之间的差值只有3.6%,顺纹剪切强度和顺纹拉伸模量次之,弯曲模量最大,差值为14.77%.     

硅酸钠/酚醛树脂改性杨木物理力学性能研究

以硅酸钠/酚醛树脂为浸渍液,采用满细胞法,利用真空-加压的浸渍方式,提高速生杨木的物理力学性能。采用正交试验方法,以浸渍液配方、真空时间、保压时间为变量,物理力学性能作为评价指标。结果表明:增重率达到40%左右时,改性材的弹性模量(MOE)、静曲强度(MOR)、顺纹抗压强度和抗冲击韧性分别提高了29.5%、28.0%、36.2%和21.0%。体积干缩湿涨率降低了14%。     

微波预处理对杨木渗透性的影响

研究微波预处理过程中辐射功率、时间和处理方式对杨木单板渗透性的影响规律,以获得后续杨木改性处理理想的微波预处理工艺。在本试验条件下,微波预处理可以使经过质量浓度20%的聚乙二醇2000(PEG-2000)浸渍后的杨木单板烘干后的增重率从26.8%提升至38.2%;随着微波预处理辐射时间的增加,杨木单板浸渍增重率的平均值先上升后下降,并在辐射时间为50 s时达到顶峰;随着微波源输出功率的增加,对杨木单板的渗透性提升效果逐渐上升。微波预处理含水率为10%～13%的杨木单板的优化组合工艺条件为:微波源输出功率100%、微波辐射时间50 s,可使杨木单板在短时间内达到平均温度135.5℃。在微波预处理过程中,需要注意谐振腔与试件接触部位的温度控制,以减小同组试件升温速率差异对微波处理效果的影响。     

大花序桉木材顺纹抗压强度变异研究

以18 a生的11个大花序桉种源木材为研究对象,分析了种源间、单株间、树干高度上的木材顺纹抗压强度的变异情况,结果表明.大花序桉部分种源间、株间及高度间木材顺纹抗压强度均有显著差异,B85号种源的顺纹抗压强度最大,为83.4 MPa;12195号种源的最小,为69.8 MPa,并显著小于B85、17008等6个种源.各种源木材顺纹抗压强度沿树干高度的变化并不相同,有的呈递增趋势,有的呈递减趋势,有的先增后减,有的先减后增.因此,在种源选择基础上,应进一步进行单株选择,以便在更大程度上提高大花序桉木材顺纹抗压强度改良效果.大花序桉种源木材顺纹抗压强度和树高、胸径等生长性状相关性不明显,可相互进行独立改良,因而可望同时获得生长快和木材顺纹抗压强度高的改良成效.     

无催化条件下乙酰化杨木的工艺与性能

采用纯乙酸酐为处理液,在无催化剂条件下,分析反应温度和反应时间对乙酰化杨木增重率和反应速率的影响,并测试乙酰化杨木的性能.结果表明:随反应时间的延长和反应温度的升高,乙酰化杨木的增重率增大,密度略增,抗胀率增大,吸湿率减小;乙酰化对杨木弹性模量和抗弯强度的影响不显著.红外光谱分析表明,乙酰化木材中亲水性的羟基被乙酰基所取代,形成巯水性基团酯基,从而提高处理木材的尺寸稳定性.     

酚醛树脂改性处理对人工林轻木性能的影响

为了拓宽人工林轻木的应用领域,以酚醛树脂为处理液,分别采用常压、负压-负压浸渍法处理轻木。试样的性能检测结果显示:与对照材相比,处理试样的增重率、硬度及顺纹抗压强度均增加,尺寸稳定性改善。     

ACQ-B防腐处理对木箱包装材料力学性能的影响

采用常温常压浸泡法、利用水溶性木材防腐剂-季铵铜(ACQ-B)处理木箱包装材料-樟子松板。在实验室条件下,用电子万能力学试验机研究不同浓度药液处理和后期不同干燥条件对木材的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和横纹抗压强度的影响。结果表明,经不同浓度药液处理以及后期不同的干燥条件,使得樟子松木材的抗弯强度和抗弯弹性模量变化不大;顺纹抗压强度在较高浓度下有所增强,0.5%浓度处理下略有降低;而横纹抗压强度均有不同程度的降低。     

转基因741杨与非转基因741杨木材物理力学性质差异

本研究对田间试验林中8年生转基因741杨与非转基因741杨木材物理力学性质进行了对比分析。结果表明,转基因741杨的横纹抗压比例极限应力除了全部弦向略低于非转基因741杨外,干缩性、抗弯强度、顺纹抗压强度转基因741杨均高于非转基因741杨。除了干缩性差异不显著外,大部分性质差异显著,均达0.01极显著水平。抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和木材横纹全部径向抗压极限应力差异达0.01极显著水平。绝干密度、弦面握钉力和冲击韧性差异达0.05显著水平。其余性质的差异并不显著。     

浸渍后处理及干燥处理对木材树脂浸渍改性效果的影响

【目的】探讨不同浸渍后处理方式和干燥方式对MUF树脂浸渍材增重率和尺寸稳定性的影响,为树脂浸渍改性技术提供参考和借鉴。【方法】利用5%、10%、15%和25%浓度的MUF树脂真空加压浸渍毛白杨木材,每种浓度树脂浸渍后试样首先分别进行4种方式浸渍后处理(气干处理7天、高湿度环境中平衡处理7天、树脂溶液中平衡处理7天以及不进行气干或平衡处理),然后分别利用2种干燥方式(直接干燥和湿干燥)进行干燥处理,干燥处理后测量不同处理条件下树脂浸渍材的增重率和容胀率,最后将素材和树脂浸渍材置于蒸馏水中常压浸渍14天,测试树脂浸渍材的抗胀率和径弦向差异湿胀程度。【结果】木材增重率与树脂浓度呈正相关关系,4种浓度树脂浸渍后试样增重率分别为9.7%、19.1%、28.4%和50.0%;不同浸渍后处理试样间的增重率差别不大;相同浸渍后处理条件下,直接干燥试样的增重率略低于湿干燥试样的增重率。树脂浸渍后,置于高湿度环境或树脂溶液中处理的试样,细胞壁容胀率较高;相同浸渍后处理条件下(除气干处理外),直接干燥试样的细胞壁容胀率低于湿干燥试样的细胞壁容胀率。树脂浸渍材抗胀率的变化规律与其细胞壁容胀率的变化规律基本一致。随着增重率增加,树脂浸渍材的径弦向湿胀率均降低,而其径弦向差异湿胀程度呈增加趋势,低增重率时试样的径弦向差异湿胀程度低于素材,而增重率超过30%左右时试样的径弦向差异湿胀程度高于素材。【结论】1)相同浓度树脂浸渍条件下,干燥方式对增重率的影响大于浸渍后处理方式,湿干燥处理有利于树脂在木材内部良好固着,从而获得更高的增重率;2)细胞壁容胀率受浸渍后处理方式和干燥方式二者的共同影响,置于高湿度环境或树脂溶液中的浸渍后处理有利于树脂继续扩散到木材细胞壁,湿干燥处理有利于树脂进一步扩散到木材细胞壁中并良好固着,从而对细胞壁产生更好的容胀效应;3)树脂浸渍材的抗胀率与细胞壁容胀率密切相关,树脂对细胞壁的容胀是树脂浸渍材尺寸稳定性提高的前提;4)树脂浸渍材的径弦向差异湿胀程度随增重率增加而有所增加。     

古建用落叶松木材物理力学性能预测及其影响因素

为实现对木结构古建筑的预防性保护,有必要对木构件的材质性能进行及时有效的预测和评价。采取小试样-缩尺-足尺递进的方式,将微钻阻抗仪和应力波检测等无损检测方法与实验室物理力学性能测试相结合,构建并检验了落叶松木材物理力学性能与微钻阻抗值和波阻模量关系预测模型,进而提出了古建用落叶松木材物理力学性能的现场无损检测分析方法。研究结果表明：落叶松小试件密度与微钻阻抗值呈现明显的线性正相关关系,木材密度与微钻阻抗值线性方程相关系数为0.91;落叶松小试样顺纹抗压强度、抗弯强度及抗弯弹性模量与波阻模量呈现较明显的线性正相关关系,木材顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量与波阻模量线性方程相关系数分别为0.86,0.74,0.74;通过微钻阻抗仪和应力波检测可推算落叶松木材物理力学性能。利用小试件测试数据所建立的预测方程进行落叶松大试件物理力学性能推算存在一定的误差,其缩尺试件密度和顺纹抗压强度预测值与实际值平均偏差分别为12%和16%,足尺试件密度和顺纹抗压强度预测值与实际值平均偏差分别为16%和17%。现场预测应同时考虑测试路径因素,自心材至边材区域,落叶松木材密度、顺纹抗压强度、微钻阻抗值沿径向...