竹节对竹材动态粘弹性的影响

采用动态热机械分析仪(DMA)分析同一竹子不同高度处的竹材制成厚度相同的有节与无节的试件,以及同一高度处的竹材制成不同厚度的有节与无节试件,研究其动态力学性能变化规律.结果表明:①竹材的储能模量随温度的升高而下降,损耗模量在玻璃化转变温度前,随温度的升高而增大,超过玻璃化转变温度,随温度的升高而下降,损耗因子的变化趋势与损耗模量相同;②处于竹竿上部的竹材的常温储能模量要比下部的大,并且损耗峰温度也要稍高于下部的竹材,竹青含量越高的试件的常温储能模量和损耗模量都越高;③含有竹节的竹材的储能模量要稍高于不含竹节的竹材.     

竹龄与竹材部位对毛竹材动态黏弹性的影响

以毛竹材为研究对象,探索不同竹龄、竹秆部位、竹壁部位对毛竹材动态黏弹性的影响。结果表明：在相同的测量条件下,随着测试温度的升高,毛竹材的贮存模量逐渐减小,损耗模量先增大后减小。随着竹龄的增加,毛竹材的贮存模量和损耗模量逐渐增大;在竹秆轴向上,毛竹材的贮存模量和损耗模量自下而上逐渐增大;在竹壁径向上,毛竹材的贮存模量和损耗模量由内而外逐渐增大。     

以杉木积成材为芯板的新型细木工板的动态热机械分析

为了探索以杉木积成材为芯板的新型细木工板的动态热机械性能,利用动态热机械分析技术对新型细木工板进行了研究,结果表明:以杉木积成材为芯板的新型细木工板的储能模量(E′),随着试验温度的升高而迅速下降;损耗模量(E″)和损耗角正切(tan d),却随着试验温度的升高而迅速上升;其使用环境温度不能高于88℃。     

竹篾性能研究及应用现状

竹篾作为竹材利用的常用基本单元之一,在竹材相关领域获得了广泛的应用。按照加工方式、剖切方向、竹壁径向部位、表面光滑程度、端面形状和颜色等六种分类依据将竹篾分为不同的种类,介绍了手工制篾与机械造篾的操作流程及使用设备,竹篾的物理、力学性能以及化学成分;阐述了竹篾在竹编制品、室内装饰与复合材料三个领域的应用现状。通过对竹篾的性能及应用现状进行研究,以期为竹篾的产业发展与合理利用提供理论基础。     

毛竹竹材物理力学性能研究

为了解不同竹龄毛竹生材含水率、线性干缩率、气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度等物理性能,对其加工应用的影响,笔者以2-7年生毛竹为材料进行研究,结果表明：竹材的生材含水率、气干干缩率（弦向、径向、纵向）和全干缩率（弦向、径向、纵向）随着竹龄的增加呈减小的趋势;从基部到梢部竹材的生材含水率、线性干缩率均减小;竹材线性干缩率弦向＞径向＞纵向.竹材气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度均随着竹龄的增加呈增大的趋势,尤其是3年生竹材的这些物理力学性能与2年生差异显著,但3年后生竹材差异不大;从基部到梢部竹材的气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度逐渐增加.综合考虑毛竹的物理力学性能和竹林的经济效益,适合采伐的是3年后生竹材,锯截之后的竹材也应根据部位不同进行区分,以便于加工应用过程中合理利用,提高产品的理化性能和质量的稳定性.     

竹材热解及炭化收缩特征分析

对四种竹材的热解行为及炭化收缩现象进行了分析研究,结果表明:(1)竹材的种类和年龄对其热解特征和炭化收率有重要影响;(2)炭化过程中竹材收缩率随温度升高而增大;(3)竹材的炭化收缩率在不同年龄、不同部位也有差异.在相同炭化温度下,竹材炭化过程中切向和径向的收缩率高于轴向.     

密闭高温软化处理竹材的玻璃化转变温度

动态热机械分析(DMA)可以用来评判水热处理竹材的效果.DMA研究表明:高温软化处理的竹材,其储能模量明显降低,在40℃时,经高温软化处理后竹材的储能模量比未软化处理后的竹材降低了60.4%;未软化处理竹材的玻璃化转变温度(Tg)为119.8℃,软化处理竹材的玻璃化转变温度(Tg)为88.4℃,软化处理竹材的Tg比未软化处理竹材的Tg下降了26.2%.     

重组竹用竹蔑炭化前后构造和性能对比

以重组竹用竹篾为研究对象,采用光学显微、动态热机械分析仪和傅立叶红外光谱仪测试其炭化前后微观构造和理化性能,并通过纤维离析测量炭化前后竹篾纤维尺度。研究结果表明:竹篾炭化后颜色加深,维管束之间的基本组织排列更疏松,厚壁细胞的形状和尺寸未发生明显变化;炭化后竹篾含水率和密度有所降低,吸水性能改善;竹篾炭化后储能模量和损耗模量略有增大,竹篾的弹塑性降低,刚性增强。     

径向竹丝帘复合胶合板研究

采用将竹材径向剖削为径向竹篾之后加工制造径向竹丝,再织成径向竹丝帘等方法,研制了径向竹丝帘复合胶合板。结果表明:径向竹丝帘复合胶合板的厚度偏差小,竹材利用率高;板材的较佳热压工艺参数为:热压温度140℃,热压压力3.5～4.0 MPa,热压时间80～100 s/mm。     

高温热处理竹材重组材工艺及性能

采用加缝处理后的竹篾先进行不同温度的蒸汽高温热处理,再按照热压法生产竹材重组材的方法压制试材,并测试其物理力学性能。结果表明,在试验范围内,竹篾热处理温度越高,压制成的竹材重组材吸水厚度膨胀率越低,尺寸稳定性越好;此外,竹篾经高温热处理后,竹材重组材的力学性能与竹篾未处理材有一定程度的下降,且MOR的下降速率高于MOE。     

径向竹篾帘复塑板的研制

径向竹篾帘复塑板是以竹材径向剖篾和径向胶合为其特征的一种新型复塑竹帘胶合板 ,对其试验的结果表明 :径向竹篾的加工与浸胶具有竹材利用率高、胶粘剂用量少的优点 ;采用竹帘卷内放置有孔棱的空心刚性轴进行束缚干燥 ,可以有效提高干燥速度和干燥质量 ;采用热 -热胶合工艺 ,每毫米厚的板材热压 1.5 min,即可获得高比强度的复塑板材 .     

毛竹维管束的拉伸性能研究

采用机械剥离的方法制取竹材不同部位的维管束,并用激光共聚焦显微镜确定维管束的组成与面积,使用微型万能力学试验机测试维管束的拉伸强度和模量。试验结果表明,沿竹材径向内层到外层,维管束的强度和模量不同,拉伸强度在290～950MPa之间,模量在19～55GPa之间。     

毛竹材含水量影响因子研究

研究了毛竹年龄、竹秆部位、竹林所在坡向和坡位、以及全年不同月份对竹材含水量的影响。结果显示:毛竹竹材含水量随竹龄增加而逐渐降低;竹秆基部含水量明显高于中部,竹材梢部含水量最低;竹林所在坡向和坡形影响着竹材含水量,竹材含水量表现出阴坡 > 半阴坡 > 半阳坡 > 阳坡、凹形坡 > 直线坡 > 凸凹坡 > 凸形坡的变化规律;全年中8月份竹材含水量最高,2月份最低。     

纳米CaCO_3对其改性木塑复合材料动态流变性能研究

通过超声波分散改性技术对硅烷偶联剂KH570改性的纳米碳酸钙进行表面改性制备了改性纳米碳酸钙,采用熔融共混法制备了木纤维(WF)/聚丙烯(PP)/纳米碳酸钙三元复合材料。使用ARES旋转流变仪系统研究了复合材料的动态流变性能。结果表明:扫描频率、温度及纳米Ca CO3含量均会对体系的流变性能产生影响。随着扫描频率的增大,体系的储能模量G′与损耗模量G″越大,而复数粘度η*则减小,温度升高时复数粘度和松弛时间降低。当纳米Ca CO3加入量≤15%(质量分数)时,随着纳米Ca CO3含量的增加,WF/PP/纳米Ca CO3复合材料的储能模量、损耗模量和复数黏度逐渐增加且均高于WF/PP,当纳米Ca CO3加入量15%(质量分数)时,反而呈下降趋势。     

热处理温度对重组竹性能的影响

采用不同温度处理的竹束制备重组竹,研究热处理温度对重组竹颜色、耐水性能、力学性能、表面自由能和动态热力学性能的影响。结果显示:随着热处理温度的升高,重组竹的颜色变深,耐水性能得到改善,表面自由能提高,力学性能和储存模量下降。在实际生产中,可根据重组竹产品的应用需求,选择合适的竹束处理温度,从而获得性能适宜的重组竹产品。     

竹材的PH值和缓冲容量

测定了国产21种竹材基、中、梢三部分的pH值和缓冲容量。结果表明,21种竹材的pH值为4.80～6.66,平均值为5.698,其中12种散生竹在5.42—6.66之间,9种丛生竹在4.80—5.72之间;同竹种不同部位的pH值有变异,散生竹的大部分是基部较梢部为大,而丛生竹的大部分却是梢部较基部为大;12种散生竹材的碱缓冲容量为0.1522～0.5568 meq,9种丛生竹材的为0.0919～0.2534meq,变化范围较散生竹材为小。     

热压干燥对竹材吸湿膨胀性的影响

对热压干燥竹材和气干竹材的吸湿膨胀特性进行的测试和分析结果表明:热压干燥竹材竹间和竹节的吸湿膨胀率均是径向大于弦向和纵向;而热压干燥竹材竹间部位的吸湿膨胀率小于气干竹材的竹间部位,热压干燥竹材竹节径向的吸湿膨胀率略大于气干竹材竹节的径向,其余各方向均小于气干竹材竹节部位。热压干燥竹材竹节吸湿膨胀率除纵向外,均是竹节部位大于竹间部位。     

热压过程竹材的径向应变特性

竹材的径向应变直接影响到很多竹产品的表面平整度和厚度公差.通过采用动态电阻应变仪对热压不同阶段竹材的径向应变进行检测,表明在压力和温度的共同作用下,在升温阶段,竹材的径向应变经历了由小变大,再由大变小的过程.在保温降压阶段,随压力降低竹材产生径向回弹,径向应变逐渐减小,当压力降到零时,竹材仍保持一定的负应变.在卸压后的自然冷却过程中,随冷却时间延长竹材径向应变呈增加趋势,温差越大,负应变越大.在热压过程的各阶段,在相同压力和温度条件下,不同试样应变值存在较大差异.     

基于弯曲挺度法的缠绕用薄竹篾柔性表征

利用竹材的高柔性制造的竹缠绕复合材料是竹材创新利用的革命性产品。深入研究竹材柔性表征方法、评价指标和内在机理可为定向仿生制备高性能竹缠绕复合材料和优化竹缠绕管道工艺提供理论指导。探索弯曲挺度法表征缠绕用薄竹篾柔性的适用性,比较竹材维管束梯度结构和木材木射线组织微观结构差异对竹、木材柔性的影响机制。结果表明:弯曲挺度法适用于缠绕用薄竹篾的柔性表征,该法可快速、准确地获得不同竹篾薄层的柔度。适宜的测试条件为:跨厚比不小于100,加载角速率为600~1800(°)/min。竹材柔性具有梯度性:从竹黄到竹青,随着纤维比量增加,竹篾(50 mm×5 mm×1 mm)柔度从2.92×10-3 mN-1·m-1降低至1.07×10-3 mN-1·m-1,竹材柔性降低。利用混合定律获得竹材维管束和薄壁细胞的弯曲模量和柔度(厚1 mm)理论值分别为0.365 GPa、28.82 GPa和3.284×10-2 mN-1·m-1、0.42×10-3 mN-1·m-1。在相同含水率、尺寸和密度下,竹、木材比柔度排序为竹黄侧>竹青侧>木材,木材柔性低是横向木射线组织限制其柔性变形所引起的。     

热处理对毛竹竹材颜色变化的影响

在空气介质中对毛竹竹材进行热处理,探讨热处理温度(100~220℃)和时间(1~4 h)对竹材材色的影响。结果表明:热处理温度和时间对竹材材色的明度L*、红绿轴色度指数a*和黄蓝轴色度指数b*均有显著影响;随着热处理温度的升高和时间的延长,热处理竹材的总体色差△E*加剧。