改性玻璃纤维布增强落叶松复合材料的胶合性能

通过界面改性来提高玻璃纤维(GF)/落叶松复合材料的胶合界面性能,从而提高纤维增强木质复合材料的综合性能。比较了等离子体、硅烷、单宁、硅烷/单宁复合4种方法改性玻璃纤维表面对GF/落叶松复合材料胶合性能以及力学性能的影响。结果表明:本试验条件下,单宁处理时间为2 h,硅烷处理质量分数为1%,等离子体处理时间为40 s时,GF/落叶松复合材料的胶合性能最佳,复合材料静曲强度和弹性模量均有所提高;单宁能够部分取代硅烷偶联剂改性玻璃纤维,增强玻璃纤维/间苯二酚胶黏剂之间的结合;比较4种方法处理效果可知,等离子体处理效果最佳,单宁/硅烷复合偶联剂效果次之,然后是硅烷和单宁单独处理。     

GFRP增强竹木复合结构用集成材木梁胶合性能研究

通过对比等离子体处理及羟甲基间苯二酚(HMR)改性等胶合界面处理工艺对GFRP/竹、竹/木界面胶合性能的影响,并用胶层剥离率、剪切强度对界面胶合性能加以表征,以期得出胶合界面的优化改性处理工艺。试验结果表明,GFRP增强竹木复合结构用集成材木梁的胶合界面优化处理工艺为:GFRP表面不作处理;木材与竹材表面分别预先以2.5、1.25m/min的送料速度进行5次射频功率为400W的等离子体处理,随即以150g/m~2的涂布量涂布HMR。试材的浸渍剥离率、煮沸剥离率、干剪强度、湿剪强度及木破率均满足结构用集成材国家标准GB/T 2689%—2011中关于使用环境3的要求。     

FRP增强结构用集成材木梁胶合性能研究

FRP增强结构用集成材木梁可有效地提升梁体的抗弯强度,FRP与结构用集成材的复合首先要解决的是FRP与木材的胶合问题。本试验对比等离子体处理及羟甲基间苯二酚HMR改性处理工艺对FRP木材界面胶合性能的影响,并用胶层剥离率、剪切强度对胶合性能加以表征。试验结果表明,FRP增强结构用集成材木梁的胶合界面优化处理工艺为：FRP表面不处理,木材表面预先以2.5 m/min的送料速度进行射频功率为400 W的等离子体处理5次,然后以150 g/m2的涂胶量涂布HMR。试材的浸渍剥离率、煮沸剥离率、干剪强度、湿剪强度及木破率均满足结构用集成材国家标准GB/T 26899-2011中关于使用环境3的要求。     

等离子体处理对高温干燥杨木单板表面性能的影响

单板在高温干燥条件下表面会发生钝化,表面活性下降,从而影响胶合性能。利用常压低温等离子体处理高温干燥杨木单板,以改善其表面特性,提高胶合性能。主要研究了等离子体处理功率和处理速率对高温干燥杨木单板表面特性及界面胶合性能的影响。研究结果表明:等离子体处理可明显提高单板表面的润湿性,当处理功率为4.5 k W、处理速率为2 m/min时,脲醛树脂胶和酚醛树脂胶在杨木单板表面的初始接触角和平衡接触角分别降低了18.2%,17.8%和40.4%,38.8%,脲醛树脂和酚醛树脂胶所制胶合板的胶合剪切强度分别增加了56.0%和51.5%。等离子体处理后脲醛树脂在高温干燥杨木单板所制胶合板的胶合界面中的渗透深度明显提高,胶合界面的平均渗透深度和有效渗透深度增幅分别为80.0%和61.9%。等离子体处理后,高温干燥杨木单板表面羰基数量有所增加。     

常压等离子体处理对单板表面特性及豆胶胶合的影响

采用常压空气介质阻挡放电等离子体对杨木单板表面进行改性处理,利用自制纳米纤维素改性大豆蛋白胶黏剂制备胶合板,研究等离子体处理工艺对杨木单板表面润湿性能和杨木胶合板胶合性能的影响,以期提高胶合板性能、降低施胶量,并从等离子体处理对微观形貌和化学组分两方面的影响分析其机理。试验结果表明:常压等离子体处理后,胶液在单板表面的初始接触角和平衡角相比未处理单板最大分别下降12.4%和46.3%,润湿性能得到明显改善;在达到Ⅱ类胶合板胶合性能的前提下可降低一定的施胶量;改性单板表面粗糙度提高,含氧官能团含量增加,均有利于胶液在单板表面的润湿。综合胶合板性能与经济效益,选择较优处理工艺条件为处理功率4.5 kW、处理速率14 m/min和单面施胶量140 g/m~2。     

等离子体改性热塑性树脂薄膜制备环保胶合板试验

为获得无甲醛释放的环保胶合板,将热塑性树脂薄膜(低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC))用作胶黏剂,并利用空气介质阻挡等离子体对热塑性树脂薄膜进行表面改性处理以提高薄膜与杨木单板的界面相容性,从而获得性能良好的环保胶合板。研究了等离子体处理对胶合板胶合性能的影响,并从等离子体处理对热塑性树脂薄膜表面化学组分及其对胶合板界面形貌的影响分析其胶合机理。结果表明:在等离子体处理功率为4.5 kW、处理时间为8 m/min的条件下处理热塑性树脂薄膜,胶合板的胶合强度得到显著提高,LLDPE/杨木胶合板的胶合强度从0.49 MPa增至0.81 MPa,PP/杨木胶合板的胶合强度从0.65 MPa提高到0.84 MPa,均达到Ⅱ类胶合板标准要求。其中用等离子体处理后PVC与杨木制备的胶合板能满足Ⅰ类胶合板的标准要求,胶合强度达到0.79 MPa。XPS分析表明,等离子体改性热塑性树脂薄膜的表面发生了氧化反应,引入了含氧官能团,提高了薄膜表面极性,有利于提高薄膜与杨木单板之间的相互作用,从而使得胶合板的界面胶合更为紧密,说明等离子体处理后树脂与杨木单板的相容性提高,树脂能在单板表面更好地附着。热塑性树脂薄膜与杨木单板制备的胶合板仅有极微量甲醛释放,其主要源于木材自身,远低于国家标准对人造板甲醛释放限量的要求。研究证明等离子体处理能明显改善热塑性树脂薄膜与杨木单板的界面相容性。     

玄武岩纤维增强落叶松集成材胶合工艺的研究

对聚氨酯胶粘剂制造落叶松集成材/玄武岩纤维增强树脂(BFRP)的胶合工艺技术进行了研究.采用正交试验法考察加压时间、砂光处理、压力对落叶松集成材/BFRP胶合性能的影响并确定优化工艺参数.结果显示:试验的优化工艺参数为A3B2C1,即加压时间为4h,采用80目砂光处理和压力为1.2 MPa.     

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。     

等离子体处理对杨木单板层积材性能的影响

采用常压冷等离子体处理杨木单板制备非结构用单板层积材(LVL),研究处理功率、处理速率对单板层积材性能的影响。结果表明:常压冷等离子体处理能明显改善杨木LVL的胶合性能,当处理功率为4.5 k W、处理速率为2 m/min时LVL的浸渍剥离率降低了59.3%;常压冷等离子体改性可以明显影响杨木单板表面的物理化学性质,提高单板表面润湿性,当处理功率为6 k W、处理速率为8 m/min时脲醛树脂胶在杨木单板表面接触角的初始角下降25.4%、平衡角下降36.8%;红外光谱分析表明,杨木单板经常压冷等离子体处理后表面羰基数量有所增加,并产生少量的酮基,杨木表面的共轭羰基或羧基数量增加,C—O数量也有所增加。     

等离子体处理对6种木材表面润湿性能的影响

【目的】基于现有大量空气等离子体对人工林木材表面改性的研究,采用不同气体辉光放电等离子体对3种人工林和3种天然林木材进行改性处理,对比研究其对木材表面润湿性能的影响,为常压空气等离子体处理木材表面的工业化生产提供理论支持,为等离子体在不同木材表面改性的应用奠定理论基础。【方法】采用空气(Air)、氧气(O2)、氮气(N2)、氩气(Ar)和氦气(He)5种气体辉光放电低温等离子体分别处理山杨、云杉、蓝桉3种人工林木材和实木制品及木质制品表面饰面常用的红栎、白桦和黑胡桃3种天然林木材,测试计算不同等离子体处理条件下木材的接触角和表面自由能,以及经氮气等离子体不同时间处理后木材的表面水接触角,研究不同气体辉光放电低温等离子体对不同材质木材表面润湿性能的影响。【结果】木材表面经空气、氦气、氩气、氮气和氧气5种气体等离子体处理后,表面与水、二碘甲烷的接触角均明显减小,表面自由能增大,润湿性得到显著改善。试验条件下,氦气等离子体处理对云杉、山杨木材表面润湿性能影响最大,而蓝桉、红栎、白桦和黑胡桃木材均为氩气等离子体处理后的表面接触角降幅最大,表面自由能增大明显。等离子体处理时间对木材表面润湿性影响相对较大,一般人工林木材以3 min为宜,天然木材以4 min为宜。【结论】不同气体等离子体处理木材表面后,木材表面润湿性能均得到改善,且以空气作为等离子体处理气体的润湿效果相对较好。在实际生产应用中,可采用空气等离子体处理提高木材及木基复合材料间的胶合、接枝等性能。     

施胶工艺对常压冷等离子体处理改善杨木单板胶合特性的影响

采用常压介质阻挡放电产生的冷等离子体对杨木单板进行改性处理,研究单板含水率、涂胶量和胶黏剂种类对杨木单板胶合特性的影响,结果表明:常压冷等离子体处理能显著地改善不同制板工艺条件下杨木胶合板的胶合强度,提高率可达15％～45％.含水率越低,等离子体处理后强化胶合强度的效果越好,并且对于UF、MUF、PF三种胶黏剂,常压冷等离子体处理均可在常规胶量下增强杨木单板的胶合强度,表明了常压等离子体处理可运用于工业化生产,并且是降低成本和甲醛释放量的一个有效方法.     

落叶松集成材的胶合条件和性能

落叶松集成材不仅克服了落叶松易变形、易开裂的缺点,而且纹理美观、材质均匀、强度高,是建筑木构件、家具和室内装修的理想材料,是弥补优质材供应不足的措施之一,为落叶松利用开辟了新的途径。胶合是集成材制造的主要工序。为了保证集成材质量、提高生产率、降低产品成本,掌握诸因素对集成材胶合性能的影响十分重要。本试验在室内用脲醛树脂胶,室外用间苯二酚树脂胶,分别进行了涂胶量、加压压     

不同胶黏剂不同树种结构用集成材胶合性能的研究

分别采用LX1-1、KR-134、S309和RF-C05 4种胶黏剂依次胶合欧洲云杉、欧洲赤松、兴安落叶松木材层板,制备成对应的结构用集成材。再依照GB/T26899—2011《结构用集成材》和GB/T 50005—2003《木结构设计规范》国家标准对制得的试样进行检测。实验结果表明,4种胶黏剂的胶合性能存在较大的差异:1)剥离率:4种胶黏剂在胶合欧洲云杉、赤松2种集成材时,浸渍剥离率均满足国标要求,但KR-134和RF-C05在第二次煮沸剥离率均未能满足国标。在胶合落叶松集成材时,LX1-1、KR-134在浸渍时剥离能满足国标要求,煮沸剥离未能满足国标要求,S309和RF-C05 2种剥离率均不满足国标。2)剪切强度和木破率:除S309落叶松集成材的湿剪强度和木破率均未能达到标准要求外,LX1-1、KR-134和RFC05胶合欧洲云杉、欧洲赤松和落叶松结构用集成材试样的湿剪强度均在3.9MPa以上,干剪强度均在5.9MPa以上,且木破率均大于75%,满足国标相关要求。3)LX1-1型异氰酸酯胶黏剂在胶合性能上优于其他3种胶黏剂,且兴安落叶松相比较其他2种木材,更加难以被胶粘。     

基于规格竹片的胶合界面研究现状及建议

胶合界面对竹质复合材料的整体性能起着非常关键的作用,在制备或使用过程中,胶合界面是应力应变传递的必经通道,是决定材料使用强度和使用寿命的关键因素。为提升和改进新开发的竹材弧形原态重组材料的胶合性能,从规格竹片表面特性和处理、竹材用胶黏剂改性处理及胶合界面表征等方面分析了胶合界面的研究现状,并结合存在的问题提出了建议。不同物理和化学方法处理后竹材表面润湿性的研究较多,且主要集中在矩形规格竹片,而胶黏剂改性研究对象和方法相对单一;现有规格竹单元多为矩形竹片,其胶合界面呈平面结构,而弧形竹片间的曲面胶合界面影响应力和应变的传递,胶合界面表征技术在微观尺度上较好地体现了界面微观特性,但未能体现界面的几何效应。因此,弧形曲面胶合界面的观测空间有待提升。此外,界面形态和微观力学性能的独立表征未能体现界面整体性能,应发展多维设备联用,实现多性能同步表征。     

速生杨木改性材力学及胶合性能的研究

采用氨溶季胺铜防腐剂(ACQ-D)和自制低分子酚醛树脂预聚体(PF),通过满细胞真空浸渍的方法对速生杨木进行了防腐和增强化学改性处理.对改性前后材料的基本力学强度性能,以及素材、增强改性材、防腐改性材和防腐增强改性材任两种材料的胶合强度进行了测试和分析.结果表明,试验范围内,防腐处理对材料的力学性能影响不大;PF增强改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度分别提高了97.11、83.36、125.53%、37.01%,防腐后增强改性材对应指标值分别提高了101.34、75.05、111.83%、32.60%,符合日本JAS标准中E类指标结构用材要求.PF增强改性材与其它材料进行胶合,压缩剪切胶合强度均大于11 MPa,木破率大于90%,能够满足日本集成材JAS标准的规定.     

竹集成材高频热压胶合工艺及性能研究

采用酚醛树脂胶黏剂,以竹条含水率、涂胶量为试验因子进行竹集成材的高频热压胶合试验,并对其物理力学性能进行检验.结果表明,竹集成材高频热压胶合技术是可行的.在本试验范围内,竹集成材的密度和胶合性能随涂胶量的增加而提高.通过分析试验数据,得出较优的高频热压胶合工艺条件为:涂胶量300 g/m2,竹条含水率12％,高频热压时间10 min.     

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。     

结构集成材的防腐处理

结构集成材作为建筑之梁、柱、檩条、门窗等承载部件的重要材料 ,除对其物理力学性能要求较高外 ,还必须具备耐腐、防火、耐候等性能。试验结果表明 ,利用常规防腐剂对集成材进行防腐处理 ,不仅可延长其使用年限 ,而且对其胶合性能没有不良影响。针对集成材的结构特点 ,采用集成材胶合前对层板进行药物处理的方法 ,可使药剂的作用到达集成材的深处 ,使集成材内进行药物处理成为可能 ,达到理想的防腐效果。常用的木材防腐剂类型主要有油性防腐剂、油溶性防腐剂、水溶性防腐剂 3种类型 ,如铜铬砷 (CCA)、氧溶砷酸铜 (ACA )、杂酚油、五氯酚…     

等离子体改性制备塑膜增强柔性装饰薄木工艺

为提高塑膜与薄木之间的界面胶合特性,采用低温等离子体分别对塑膜和装饰薄木的胶合面进行改性处理,制备塑膜增强红栎柔性装饰薄木。优化工艺参数为:等离子体处理速度4 m/min,热压压力0.6 MPa、温度120℃、时间150 s;柔性装饰薄木的剥离强度达0.52 k N/m,横向抗拉强度达4.13 MPa,柔韧性卷曲钢棒直径可小至4 mm,浸渍剥离强度达到I类试验要求,同时热压温度明显降低,减少了能耗。     

集成材常用胶粘剂的性能试验

集成材是采用胶粘剂将短材或低质材胶合而制造的材料,其质量在很大程度上取决于胶粘剂的性能。集成材的基本要求是具有足够的胶合强度和良好的耐久性。而胶粘剂种类不同,集成材的胶合强度和耐久性差异较大。因此,了解各种胶粘剂的性能,正确选择和使用胶粘剂,对保证集成材的质量是非常重要的。为了了解集成材的各种胶粘剂的胶合性能,正确选择集成材的胶粘剂,我们选用了几种胶粘剂,并进行了集成材胶合性能的试验。本试验是以落叶松和水曲柳为代表树种,进行6种胶粘剂的性能试验,其中选择一种日本生产的间苯二酚胶粘剂与国内生产胶粘剂进行对比试验。一、试验方法1.试验材料