金属纤维与木单板的复合

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入黄铜纤维和不锈钢纤维作为导电单元,制备三层结构的落叶松复合胶合板,研究金属纤维不同施加量以及涂胶量对木基复合材料电磁屏蔽性能(SE)和胶合强度(ST)的影响.结果表明,除SF25-80外,胶合强度均达到或超过国家标准,涂胶量增大对电磁屏蔽效能有不利影响.在施加黄铜纤维条件下,电磁屏蔽效能为6.34～28.76dB,电磁屏蔽和胶合强度模型均不显著;在施加不锈钢纤维条件下,胶合板的电磁屏蔽效能为13.63～21.14dB,电磁屏蔽模型显著,胶合强度模型不显著.金属纤维的加入一方面有利于导电网链的形成,但另一方面对胶合强度有不利影响,进而不利于胶合板的导电性,电磁屏蔽性能是这两个方面综合作用的结果.     

金属纤维长度对胶合板性能的影响

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入不锈钢纤维(SF)和黄铜纤维(CF)导电单元,制备三层结构的落叶松复合胶合板,研究不同长度的导电单元以及涂胶量对木基复合材料电磁屏蔽性能(SE)和胶合强度(ST)的影响。结果表明,胶合强度均达到或超过国家标准。涂胶量增大对电磁屏蔽效能有不利影响。在施加不锈钢纤维的条件下,胶合板的电磁屏蔽效能为13．40～21．37dB,电磁屏蔽模型和胶合强度模型均显著。在施加不锈钢纤维的条件下,电磁屏蔽效能为15．61～35．01dB,电磁屏蔽模型均显著,胶合强度模型不显著。金属纤维长度的增加可以使胶层中不锈钢纤维的搭接率增加,有利于电磁屏蔽效能的增加。     

混和导电单元对落叶松胶合板电磁屏蔽功能的影响

以不锈钢纤维(SF)、黄铜纤维(CF)、超细镍粉(Ni)以及石墨粉(CP)为导电单元,采用纤维与粉末、不锈钢纤维与黄铜纤维混和方式,在脲醛树脂胶中加入混和导电单元制备3层结构的落叶松胶合板,研究导电单元不同施加量以及混和方式对木基复合材料电磁屏蔽性能(SE)和胶合强度(ST)的影响.结果表明:胶合强度达到或超过国家标准.不锈钢纤维与石墨粉混和时,电磁屏蔽效能从5.62～21.14 dB;不锈钢纤维与镍粉混和时,电磁屏蔽效能从0～21.14 dB;黄铜纤维与石墨粉混和时,电磁屏蔽效能从10.53～28.76 dB;黄铜纤维与镍粉混和时,电磁屏蔽效能从12.30～28.76 dB;不锈钢纤维与黄铜纤维混和时,电磁屏蔽效能从6.34～21.14 dB.电磁屏蔽模型显著,胶合强度模型不显著.金属纤维比导电粉末更有利于材料电磁屏蔽效能提高,不锈钢纤维比黄铜纤维更有利于材料电磁屏蔽效能提高.     

电磁屏蔽功能胶合板的研究

以镍粉、石墨粉、不锈钢纤维和铜纤维作为导电单元,脲醛树脂为胶黏剂,制备3层落叶松胶合板,研究不同导电单元和涂胶量对板材电磁屏蔽效能(ESE)及胶合强度的影响.结果表明,纯镍粉填充的胶合板的ESE几乎为零;后3种导电单元填充的胶合板ESE分别达到5～10 dB,17～21 dB和6～17 dB;试板的胶合强度除不锈钢纤维添加量为80 g/m2时低于国家标准外,其余条件下均达到或超过国家相关标准要求.     

电磁屏蔽功能胶合板初探

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入碳、石墨等导电单元,制备3层结构的杨木胶合板,研究不同导电单元对胶合板电磁屏蔽效能的影响.结果表明:导电单元的粒度越小,胶合板的电磁屏蔽效能越好,最大可达22 dB,但相关机理和量化关系还有待于深入研究.     

不同胶黏剂对玄武岩纤维增强竹木胶合板胶合性能的影响

分别采用环氧树脂、水溶性酚醛树脂和醇溶性酚醛树脂胶黏剂制备玄武岩纤维增强竹木胶合板,研究不同胶黏剂以及偶联剂处理竹材对板材胶合性能的影响。结果表明:1)采用不同胶黏剂胶合制成的玄武岩纤维增强竹木胶合板胶合性能依次为:醇溶性酚醛树脂胶黏剂〉水溶性酚醛树脂胶黏剂〉环氧树脂胶黏剂。2)竹材经偶联剂HMR和KH550处理后的胶合性能得到明显提高。     

环氧化合物改性大豆蛋白胶黏剂制备工艺与性能研究

通过三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(THPTG)交联聚合大豆蛋白降解液制备低黏度大豆蛋白胶黏剂,研究THPTG用量、反应时间、反应温度等工艺参数对大豆蛋白胶黏剂黏度、耐水胶合强度和固化性能的影响,优化大豆蛋白胶黏剂制备工艺条件。结果表明:THPTG用量与反应时间对大豆蛋白胶黏剂黏度、耐水胶合强度均有显著影响,而反应温度仅对黏度影响较大;THPTG用量为9%时,大豆蛋白胶黏剂固化温度为130.20℃,固化反应热达到最大值199.7 J/g。大豆蛋白胶黏剂优化的制备工艺条件为THPTG 9%、反应时间50 min、反应温度70℃,制备的胶黏剂黏度为106 mPa·s,耐水胶合强度达到0.76 MPa,满足GB/T 9846—2015对于Ⅱ类胶合板标准要求。     

胶合板用镁质胶黏剂的制备与性能表征

为解决醛系合成树脂胶黏剂甲醛释放、热稳定性差和阻燃效果较差的难题,探讨了一种功能叠加型无机镁质胶黏剂的制备技术,以期替代醛类合成树脂胶黏剂在木材工业上的使用。本研究中镁质胶黏剂的优化配方为n(MgO)/n(MgCl_2)=6,n(H_2O)/n(MgCl_2)=16,胶合板制备工艺为施胶量700 g/m~2(双面),冷压时间28 h,养护时间15 d。试验结果显示,养护天数对镁质胶黏剂制备胶合板胶合强度的影响最显著。当养护天数为3～19 d时,胶合板的干、湿胶合强度均呈现先增大后下降的趋势,13 d时干、湿胶合强度均达到峰值,干、湿胶合强度分别为1.40和1.08 MPa。通过对胶合板剪切破坏界面进行扫描电镜观察发现,镁质胶黏剂渗透到木材孔隙中形成了胶钉,产生了机械咬合结构。利用热重分析仪和锥形量热仪等对镁质胶黏剂的热稳定性和燃烧性能进行了测试,结果表明,镁质胶黏剂在本研究温度范围(30～800℃)内的总质量损失率为48%。在50 k W/m~2的热辐射功率下,镁质胶黏剂制备胶合板的平均热释放速率(HRR)为35.84 k W/m~2,总热释放量(THR)为20.97MJ/m~2。与普通酚醛树脂胶黏剂相比,镁质胶黏剂具有较好的热稳定性和阻燃性能。     

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。     

邻苯二酚基多糖交联剂合成与表征及其对豆胶性能影响

仿照贻贝蛋白高黏附结构,合成邻苯二酚基多糖交联剂(CP)用以增强大豆蛋白胶黏剂的耐水胶接性能,研究CP原料中玉米淀粉与叔丁基二甲基氯硅烷保护的3, 4-二羟基苯甲酸(DHBAT)质量比、CP加入量、胶合板热压工艺(涂胶量、热压温度和热压时间)对大豆蛋白胶黏剂制备胶合板耐水胶接性能的影响规律,表征CP和改性大豆蛋白胶黏剂(SPI-CP)的功能性基团以及胶黏剂热稳定性、结晶区间、断面形貌等解析CP对大豆蛋白胶黏剂的增强机制。试验结果表明：通过4-二甲基氨基-吡啶和N, N-二环己基碳二亚胺催化的酯化反应将邻苯二酚结构成功接枝到玉米淀粉制成CP;CP的最佳配方为m(多糖)∶m(DHBAT)=1∶2,加入量为6%。SPI-CP胶黏剂制备胶合板耐水胶合强度较未改性时提高了64.62%,达1.07 MPa,干状胶合强度提高了154.44%,达2.29 MPa,满足国家标准中的Ⅱ类胶合板要求。这归因于CP中的邻苯二酚结构氧化形成醌类结构与蛋白氨基发生席夫碱反应,形成化学键交联,增强胶黏剂的耐水胶接性能;SCI-CP胶黏剂制备胶合板的优化热压工艺参数为热压温度130℃,热压时间4.5 min(板坯厚4...