马尾松刨花板新工艺的研究

马尾松是我国南方地区人工林速生树种,广泛用于国民经济的各个方面,也是制浆造纸的主要用材之一.用马尾松间伐材制造刨花板,是一条新的应用途径,但首先要解决的就是胶合问题.在众多影响胶合性能的因素中,抽提物是其中之一.抽提物的特殊成分阻碍湿润,也导致胶黏剂固化不良.抽提物移向木材表面或接近表面时,可十扰胶黏剂与木材界面的形成,在界面处形成障碍,从而阻碍木材润湿,导致胶合强度降低,同时改变胶黏剂的特性、胶液的正常流动及其在木材表面的铺展,甚至阻碍界面胶层的固化.     

竹粉填充对脲醛树脂胶黏剂性能的影响

为探索竹粉替代面粉填充脲醛树脂胶黏剂的可行性,减少面粉在非食品工业的消耗,充分利用竹材加工剩余物,以竹粉作为脲醛树脂胶黏剂的填充剂,研究了竹粉的添加量、粒度对脲醛树脂胶黏剂的粘度、胶合性能和甲醛释放量的影响,以及竹粉在胶液中的分散情况,并采用傅里叶变换红外光谱对添加了竹粉的脲醛树脂胶黏剂进行了分析。结果表明：竹粉在脲醛树脂胶液中易分散,且随竹粉粒度的减小,竹粉分散越均匀;竹粉粒度、添加量对脲醛树脂胶黏剂的胶合强度有较显著的影响,但对甲醛释放量的影响不显著;当添加量为脲醛树脂胶黏剂( UF)胶液质量15％的220－240目竹粉时,竹粉填充不影响其胶合强度和甲醛释放量。     

不同CNF添加量对CNC气凝胶结构与性能的影响

采用硫酸水解法制备纤维素纳米晶体(CNC),并通过悬浮滴定、叔丁醇置换和冷冻干燥制备球形纤维素气凝胶(CNCa)。为了提高CNCa的性能,将化学预处理结合机械研磨法制备得到的纤维素纳米纤丝(CNF),添加到CNC悬浮液中,最后制得CNC/CNF混合气凝胶。采用透射电镜、X-射线衍射仪观察纤维素的形态和结晶度,利用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、比表面积分析仪、万能力学试验机对气凝胶的微观形貌、化学态、比表面积及压缩性能进行表征。结果表明:CNC与CNF的尺寸、形态和结晶度均有差异;CNCa内部纤丝无序交联,比表面积达96.67 m2/g;在80%应变下,压缩强度为0.148 MPa。添加CNF,气凝胶直径随之增加,形态由"球形"趋向"米粒状";当CNF添加量为25%时,内部孔隙丰富,比表面积增至134.41 m2/g,压缩强度增至0.221 MPa。CNF的添加未对CNC气凝胶的化学官能团和晶型结构产生影响;但CNF添加量过大时,气凝胶各项性能均减弱。     

竹材/酚醛树脂胶合界面的荧光跟踪定位表征

采用3种不同荧光染色剂,对酚醛树脂胶合的漂白竹材胶合界面进行定位染色跟踪;应用图像分析处理技术,对其进行RGB和ISO Intensity的色彩模拟胶黏剂分布.结果表明:甲苯胺蓝染色后,酚醛树脂与基材的色彩强度差异显著,界面对比效果最佳.以甲苯胺蓝染色剂的浓度和染色时间为变化因素,各取3个水平变量,对漂白竹材胶合界面进行灰度差异值优化处理,并进行对比实验,结果表明漂白竹材在染色剂浓度为0.5%,染色时间为30min时,达到最优值.同时用3D灰度图形表征证实在此条件下胶黏剂与基材立体方向上灰度值差异的显著性,胶黏剂在界面上的平均渗透深度为54.18μm.     

胶合竹植筋深度及直径对抗拔性能的影响

采用胶合竹梁、双组份环氧树脂胶黏剂,不同直径和长度的公制螺纹杆,进行胶合竹顺纹双端植筋拉伸试件制备及测试,初步分析研究了植入深度和植筋杆直径2个因素对胶合植筋强度和破坏模式的影响。抗拉试验破坏模式主要为植筋杆的拔出破坏和螺纹杆的韧性断裂破坏2种模式,其中植筋杆的拔出破坏位于胶合竹/胶黏剂界面;胶合竹顺纹双端植筋的破坏载荷及名义剪切强度随螺纹杆直径和植入深度增加而增大;胶合竹基材较胶合木基材渗透性差,植筋杆受力不能很好地传递到竹材内部,是影响抗拔载荷主要因素之一。     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇(PVA)交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂/无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

防腐处理胶合木的层间界面断裂韧性研究

以云杉-松木-冷杉(SPF)防腐胶合木为研究对象,运用双悬臂梁(DCB)及端部切口三点弯曲(ENF)试验法研究防腐胶合木层间界面断裂韧性.结果表明:铜唑防腐剂不利于层板复合,防腐胶合木层间界面Ⅰ型及Ⅱ型断裂韧性均明显降低,降低幅度分别为18.0％和11.5％;层板表面刨切处理可提高防腐胶合木的层间界面断裂韧性;胶黏剂对...     

单宁-大豆蛋白胶黏剂基胶合板等离子体改性研究

以相思单宁和大豆蛋白制备单宁-大豆蛋白胶黏剂(SFT)为研究对象,以胶合板胶合性能和耐水性能为测试指标,分析了等离子改性的杨木及松木胶合板性能。结果表明,与大豆蛋白胶黏剂相比,胶黏剂SFT胶合板胶合强度和耐水性能有明显提高,其中单宁与大豆蛋白复合交联体系的形成及邻苯二酚基团引入可能是关键因素。等离子处理后的杨木和松木表面接触角显著减小,表面能显著提高,表面润湿性能得到了很大的改善,其协同SFT制备的杨木胶合板和松木胶合板胶合强度与耐水性能显著提高,但松木胶合板性能的提升幅度要明显高于杨木胶合板。FI-IR和SEM分析表明,等离子体高能粒子在杨木和松木木材表面同时发生了物理和化学作用,前者是在木材表面形成蚀刻粗化面,后者是在木材表面产生大量的极性基团。此外,等离子体可能使油脂发生氧化降解,甚至转化成有利于胶接的成分,使得等离子改性的松木胶合板性能提升幅度高于杨木胶合板。     

TEMPO氧化法制备五节芒纤维素纳米纤丝及其悬浮液稳定性和流变行为表征

五节芒Miscanthus floridulus的纤维素含量高。为高效利用五节芒,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化处理五节芒纤维素,再通过高压均质制备了五节芒纤维素纳米纤丝(CNF)。透射电镜(TEM)观察发现,五节芒纤维素纳米纤丝为纤维状结构,直径为(10.0±2.3) nm,长度在微米级,表面羧基质量摩尔浓度为1.98 mmol·g-1;Zeta电位结果表明:五节芒纤维素纳米纤丝悬浮液具有极好的储存稳定性。稳态流变测试表明:纤维素纳米纤丝悬浮液随着固含量提高,黏度升高,剪切变稀行为增强;动态流变测试表明,由于五节芒纤维素纳米纤丝的高长径比,其悬浮液在固含量为0.56%时,即表现出明显的凝胶行为;Cox-Merz规则在纤维素纳米纤丝固含量较低时适用,而当纤维素纳米纤丝固含量为0.56%时不适用。     

十二烷基硫酸钠对大豆基木材胶黏剂的改性作用

采用10.0g·kg^-1的十二烷基硫酸钠（SDS）改性质量分数为250.0g·kg^-1的大豆粉浆液,制成SDS改性大豆基木材胶黏剂（SF）,运用单因素和正交试验法考察了pH值、反应温度和反应时间对改性SF胶耐水胶合强度的影响。试验结果表明,SDS改性大豆基木材胶黏剂的最佳工艺：pH8,反应温度35℃,反应时间4h。改性后的SF胶Ⅱ类耐水胶合强度为0.70MPa。由红外光谱分析可知,SDS改性使大豆蛋白质分子大量的非极性基团外露,增加了蛋白质分子的疏水性,提高了改性SF胶的耐水胶合强度。图4表3参10     

木材界面液化的自胶合工艺参数对胶合性能的影响

针对木材的自胶合,引入溶剂催化液化法,以杨木和桉木单板为原料,进行了界面液化自胶合试验。分析了液化剂种类(苯酚、丙三醇)、涂布量(150、300、450 g/m2)、热压温度(125、150、175℃)、热压时间(10、15、20min)和树种(杨木、桉木)5个因子对胶合剪切强度的影响。结果表明:利用液化方法在木材表面构造黏稠过渡层以取代木材界面,实现木材的自胶合在技术上完全可行;单板树种对液化胶合性能有明显影响,在试验的工艺条件下,桉木的胶合性能优于杨木;丙三醇液化胶合性能高于苯酚;热压温度和时间对苯酚液化胶合性能的影响不明显,而对丙三醇影响明显。建议就木材界面液化自胶合的机理开展进一步深入研究。     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性1）

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇（ PVA）交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂／无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱（ FT－IR）研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。 FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

静电纺CNC增强PMMA纳米复合纤维的制备与性能

为了提高聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)纳米纤维的力学强度,以纳米纤维素晶体(cellulose nanocrystals, CNC)为增强体,采用静电纺丝技术制备了CNC/PMMA纳米复合纤维,考察了CNC添加量对CNC/PMMA纳米复合纤维的微观形貌、力学性能和热学性能的影响,结果表明CNC可均匀分布在电纺液和PMMA基体中,所制备的CNC/PMMA纳米复合纤维表面光滑,形貌规整.随着CNC添加量的增大,纳米复合纤维直径从1.37μm减小到0.48μm,表明添加CNC可显著提高CNC/PMMA纳米复合纤维的力学性能.随着CNC添加量的增加,拉伸强度呈现先增大后减小的趋势;当CNC添加量为16%时,CNC/PMMA纳米复合纤维的力学性能最优,最大拉伸强度为0.31 MPa,比纯PMMA纳米纤维提高107%.此外,添加CNC可小幅提高CNC/PMMA纳米复合纤维的玻璃化转变温度和热稳定性.     

木质素环氧聚合物合成及其改性大豆蛋白胶黏剂的性能

以木质素、乙二醇二缩水甘油醚为材料,在碱性催化剂作用下开环反应合成木质素环氧聚合物(EPL),将木质素环氧聚合物与大豆分离蛋白(SPI)进行交联反应,制备改性大豆蛋白胶黏剂;采用环氧值测定、傅里叶红外光谱、核磁共振、热质量分析等方法,分析木质素环氧聚合物的环氧值、化学结构,探索木质素环氧聚合物对改性大豆蛋白胶黏剂结构、热稳定性、胶合强度的影响,评价木质素环氧聚合物对大豆蛋白胶黏剂结构、胶合性能的改性效果.结果表明:木质素成功接枝环氧基团,合成了高反应活性的木质素环氧聚合物,环氧值为2.92 mol/kg,与商用水性环氧树脂环氧值接近;木质素环氧聚合物可以与大豆蛋白分子发生氢键作用和化学反应,形成交联结构,提高改性大豆蛋白胶黏剂的耐热性能;当木质素环氧聚合物质量分数为5％时,改性大豆蛋白胶黏剂胶合强度达到0.99 MPa,满足国家标准GB/T 9846—2015规定的Ⅱ类胶合板要求.     

苯丙乳液掺杂对地质聚合物木材胶黏剂性能的影响

  目的  地质聚合物因兼顾合成有机胶黏剂的高强度与无机胶黏剂的耐候性等特点,在人造板木材胶黏剂中具有巨大的应用潜力,但无机网络的高脆性与低界面相容性限制了其与木材的胶接强度。本研究以提高地质聚合物的基体韧性及其与木材的剪切性能为目的,采用地质聚合物为原料制备木材胶黏剂,探索地质聚合物在木材胶黏剂领域应用的可能性,旨在从原料角度解决人造板产品甲醛释放的危害。  方法  采用苯丙乳液（苯乙烯?丙烯酸酯）作为有机掺杂物,以偏高岭土（MK）为地质聚合物原料,以γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）为偶联剂,经碱激发、有机掺杂和养护成型制备有机掺杂地质聚合物木材胶黏剂,通过调节苯丙乳液含量和养护工艺,研究其对地质聚合物基体性能及其与木材剪切性能的影响。  结果  相比于纯地质聚合物,苯丙乳液会降低地质聚合物基体的抗压与抗折强度,使压折比降低至6.09,剪切强度升高至2.6 MPa,接触角降低了4.1%,增加基体表面微孔尺寸与裂缝数量;添加KH-550后,基体抗压与抗折强度仍有所降低,但其明显改善了胶黏剂性能,压折比降低为5.96,剪切强度升高至3.6 MPa,接触角降低了25.7%,基体表面微孔尺寸变小,裂缝减少,结构更紧密。硅烷在基体中起偶联作用,使苯丙乳液与地质聚合物产生化学连接。  结论  苯丙乳液有机掺杂与硅烷偶联协同作用,在偏高岭土基地质聚合物中形成韧性膜,虽然降低了偏高岭土基地质聚合物基体强度,但能较好地改善其脆性,达到增韧效果,并且能够提高地质聚合物与木材的界面相容性,从而增强地质聚合物木材胶黏剂的剪切强度。      

氨基化纳米纤维素改性无醛装饰纸的制备及性能

为了研究氨基化纳米纤维素(AEAPMDS-CNC)改性无醛装饰纸吸附CO2的性能,通过3-(2-氨基乙氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPMDS)接枝到纳米纤维素(CNC)改性无醛装饰纸,采用傅里叶红外光谱对AEAPMDS-CNC进行表征,分析AEAPMDS和CNC质量分数、反应时间及叔丁醇对浸渍纸吸附CO2性能试验,对改性后的无醛装饰纸的表面胶合性能和表面耐磨性能进行了测试。结果表明:改性剂没有破坏CNC的基本形态,AEAPMDS与CNC接枝成功;浸渍纸的吸附性能随AEAPMDS、CNC质量分数的增加而增加,随反应时间的增加而适当增加,最佳时间为4 h,叔丁醇的存在也有利于提高其吸附性能;装饰纸吸附量最大为1.606 mmol/g,对其是否可重复吸附仍在进一步探究中;改性后的无醛装饰纸的表面胶合强度基本不变,表面耐磨性能有一定的提高。     

浸渍温度对［Bmim］Cl改性杨木单板微纤丝角和结晶性能的影响

【目的】研究浸渍温度对[Bmim]Cl改性杨木单板微纤丝角和结晶性能的影响,为后续基于[Bmim]Cl的木质制品制备机理研究和工艺优化奠定基础。【方法】用[Bmim]Cl对人工林杨木单板进行不同温度(90,110,130和150℃)浸渍处理,然后对浸渍试样进行热压-凝固浴-模压定型处理得到改性试样,以未经[Bmim]Cl浸渍的杨木单板为对照,用X射线衍射仪对各处理单板的微纤丝角和结晶性能进行检测。【结果】与对照相比,[Bmim]Cl不同温度浸渍处理会使杨木单板的微纤丝角均有所提高,其中90℃浸渍处理对应的微纤丝角(27.09°)最大,130℃浸渍处理对应的微纤丝角(19.90°)最小;110℃处理组杨木单板的相对结晶度(53.54%)最小,130℃处理组最大(67.61%);110℃处理组木材结晶区宽度最小,为1.59nm,130℃处理组木材结晶区宽度增加到最大值,约为2.37nm。【结论】[Bmim]Cl不同浸渍温度对木材微纤丝角、相对结晶度和结晶区宽度均有影响,但[Bmim]Cl浸渍处理并未改变其纤维素晶型。     

荻草茎秆动态润湿性能及表面自由能

荻草Miscanthus sacchariflorus是一种高大直立的多年生高生物量草类。通过对荻草茎秆动态润湿模型、表面自由能的研究,探索荻草茎秆被胶黏剂胶合及作为人造板原材料的可能性。运用接触角测试仪,分别测定脲醛树脂(UF),三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)和酚醛树脂(PF)在荻草茎秆内、外表面的接触角,拟合出动态润湿模型。利用扩散渗透系数K,比较3种胶黏剂对荻草茎秆的润湿能力。运用表面张力仪测试荻草茎秆内、外表面自由能。结果表明:3种胶黏剂在荻草内、外表面的润湿模型,能很好地模拟接触角随时间变化的关系;3种胶黏剂在荻草茎秆表面的润湿性能为:三聚氰胺改性脲醛树脂<脲醛树脂<酚醛树脂;荻草茎秆的平均自由能约为47.49 mJ·m-2,与木材相近,高于麦秸。     

H_2O_2溶液处理对毛竹材润湿与胶合性能的影响

通过测定水、脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂在H2O2溶液处理后的毛竹材弦切面上的接触角,分析H2O2溶液处理工艺对毛竹弦切面润湿性能和胶合性能的影响。结果表明,经H2O2溶液处理对水和脲醛树脂胶黏剂在毛竹材弦切面上润湿性能有较大改善,且胶合强度有较大的提高;而对酚醛树脂胶黏剂的润湿起阻碍作用,同时胶合强度略有下降;对于脲醛树脂胶黏剂,H2O2溶液浓度不宜过高,且处理后的毛竹竹条应充分水洗或清水浸泡,以减少H2O2溶液的酸性残留,避免对其润湿性能和胶合性能的影响。     

胶合竹顺纹植筋的抗拔性能

选择胶合竹为研究对象,以双组分环氧树脂为胶黏剂,采用拉—拉荷载模式开展胶合植筋连接抗拔性能研究。主要探讨了边距、胶层厚度以及长径比等对植筋连接抗拔强度的影响。结果表明:边距对植筋连接抗拔强度有一定影响,边距过小导致胶合竹开裂,抗拔强度下降,推荐边距应大于4d(植筋杆直径);胶层厚度对植筋抗拔强度影响不显著;长径比是影响植筋连接抗拔强度的重要因子,抗拔强度随长径比的增大而增大,并存在一个临界植入深度使得抗拔强度等于植筋杆屈服强度。胶合竹与胶黏剂粘接界面名义剪切强度随长径比的增大而减小。根据长径比给出植筋抗拔强度预测方程。试验过程中主要产生胶合竹开裂、植筋杆拔出和植筋杆屈服3种破坏模式。