浅谈木质材料黏弹性的研究和发展现状

介绍了木质材料静态黏弹性和动态黏弹性的参数化表现形式及研究意义,阐述了木质材料静态黏弹性和动态黏弹性的国内外研究和发展现状。

Abstract：

The parameterized representation and research significance of static and dynamic viscoelasity of wood materials are introduced and the domestic and foreign research and development status of the static and dynamic viscoelasity of wood materials are stated     

混合组坯对杨木单板层积材弹性常数及力学性能的影响

单板层积材具有结构均匀、强度高等优点,材料、结构、制造工艺等差异对其性能影响显著。以13层22 mm厚全顺纹、2层及3层横纹其余顺纹混合组坯的杨木单板层积材为对象,通过电测法、三点弯曲及拉伸实验,对其主要弹性常数及力学性能参数进行测试,得出以下结论:1)随着横纹层数的增加,顺纹方向的弹性模量下降,横纹方向的弹性模量增加,层积方向的弹性模量先减小后增加,单板层积材的各向异性降低;2)随着横纹层数的增加,静曲强度减小,变异性逐渐增大,进行结构设计时需更多考虑材料的性能稳定性;3)组坯方式对LVL抗拉强度的影响不大,适当增加横纹层板可提高抗拉强度;4)组坯方式对泊松比的影响较大,随着横纹层数的增加,泊松比总体降低,采用纵横混合式组坯可能有利于抵抗由拉、压载荷所造成的材料变形。     

杨木单板的压缩与树脂浸渍处理对胶合板性能的影响

采用正交试验设计方法,研究了杨木单板压缩率、胶液浓度、树脂浸渍时间和热压温度四个因素对杨木胶合板性能的影响。结果表明:杨木单板的压缩与树脂浸渍处理可以显著提高杨木胶合板的力学性能。当杨木单板压缩为35%、胶液浓度90%、树脂浸渍时间2h、热压温度150℃时,杨木胶合板的MOE、MOR和胶合强度分别高出国家标准127%、212%和77%。     

二氧化硅/木材复合材料的动态黏弹性

为弄清二氧化硅/木材复合材料的动态黏弹性,通过动态热机械分析仪研究不同增重率的二氧化硅/木材复合材料松弛过程的转变温度及力学损耗角正切的变化.结果表明:二氧化硅/木材复合材料的松弛过程数量减少,直接溶胶-凝胶法制备的二氧化硅/木材复合材料,α松弛过程的转变温度随着增重率的增加而向高温方向移动.增重率为0,5.10%和28.00%的α松弛过程的转变温度分别为75.2,76.8和93.6℃;α松弛峰的峰值减小,增重率为0,5.10%,12.63%和28.00%的α松弛过程的损耗角正切值分别为0.043,0.041,0.033和0.03.加硅烷偶联剂法制备的二氧化硅/木材复合材料,随着增重率的增加,α松弛过程的起始温度向低温方向移动,增重率为6.61%,8.08%和10.58%的α松弛过程的起始温度分别为44.9,41.0和32.2℃.     

刨花在压缩力下变形状态的研究——(Ⅱ)杨木刨花压缩力学行为对刨花板质量影响的分析研究

对杂交白杨、毛白杨、美洲黑杨刨花进行压缩力学表现的测试结果表明,它们之间的流变表现有某种重要的差异。杂交白杨以厚为0.35mm刨花所制成的刨花板,当板的密度以压缩比由1.2到1.5的范围升高时,MOR迅速增长而IB则无明显提高,而同时导致了在高密度范围内,板的尺寸稳定性下降。这可归因于杂交白杨薄刨花缺乏足够的回弹力。当杂交白杨的刨花厚度增至1.2mm时,由于其回弹力加强,随着板密度增高,MOR和IB二者同步地明显提高,但尺寸稳定性及弹性模量则有所下降。由另二个杨木树种,以厚为0.35 mm刨花所制成的刨花板,在广泛的压缩比范围内,MOR,IB都随密度增加而有显著提高,这二种杨木在流变性能方面,弹性表现及叠离率均优于杂交白杨。     

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。     

γ射线辐照处理竹材的动态黏弹性与温度变化的关系

木质材料的动态黏弹性是指在交变的应力、应变作用下发生的滞后现象和力学损耗(徐有明,2006),是影响材料加工利用的重要因素。研究表明:木材在不同的含水率下,或经干燥、压缩等不同处理后,其动态黏弹性均会发生改变(蒋佳荔等,     

杉木动态黏弹行为的时温等效性

运用时温等效原理研究含水率为0.6%的木材试样的动态黏弹性质。在25～150℃温度范围内,通过频率扫描(0.1～20Hz)试验获得不同恒定温度水平下木材的贮存模量和损耗因子值。将其他温度下的黏弹性曲线通过水平移动因子平移并叠合连接至参考温度(本研究中为135℃)曲线,分别生成一定频率范围内的贮存模量和损耗因子主曲线。通过最小二乘拟合法,采用Arrhenius方程对水平移动因子与温度的关系曲线进行拟合分析。结果表明:贮存模量主曲线的水平移动因子与温度的关系曲线在25～150℃内满足Arrhenius方程,因此利用时温等效原理描述木材的动态刚度性质是适用的;但时温等效原理无法预测木材的松弛转变行为。     

一种自制环氧树脂结构胶粘剂的动态黏弹性能研究

环氧树脂胶粘剂具有许多修补或加固结构物所需的独特性能。由于其具有极为典型的黏弹性力学性能,研究环氧树脂胶粘剂在老化过程中的动态力学行为不仅具有理论意义,而且具有广阔的工程应用前景。实验采用复配胺类固化剂,自制了一种环氧树脂基修补胶,研究了其动态黏弹性。根据时间-温度等效原理建立了50℃下胶粘剂的频率-模量主曲线,分别使用整数阶和不同阶数的分数阶Zener流变模型对主曲线进行拟合分析。研究表明,分数阶Zener模型在较宽频率范围内对主曲线有较好的拟合效果,且分数阶数越低,拟合效果越好。     

杨木单板及其染色后的光变色研究

以杨木单板及其染色单板为试材,使用氙光衰减仪进行辐射试验,分析这两种单板的光变色规律及影响因素,并进行耐光性能评价。结果表明:杨木单板的光变色是木材本身;染色杨木单板的光变色是染料和木材共同作用的结果,影响其光变色的主要因素是染料的品种和结构。因此,杨木单板的光变色小于染色杨木单板,而染色杨木单板中酸性蓝染色单板光变色最显著。     

温致变色杨木单板浸渍工艺

以杨木单板为基体,以热敏染料、显色剂、十四醇、增感剂为木材温致变色剂,利用超声波浸渍注入木材的方法制备可逆温致变色杨木单板,研究可逆温致变色杨木单板的浸渍工艺。结果表明:影响试件变色色差(ΔE*)的主要试验因子为超声波功率,方差分析其在0.01水平下对试件ΔE*影响显著;其次为浸渍时间和浸渍温度,方差分析二者在0.01水平下对试件ΔE*影响不显著。最佳浸渍工艺为浸渍温度75.0℃、浸渍时间4.0h、超声波功率120.0W。研制成可逆温致变色杨木单板新产品,杨木单板起始变色温度为26℃,终止变色温度为32℃;温度由26℃升至32℃时,试件由蓝色变成木材本色;温度由32℃降至26℃时,试件由木材本色变成蓝色,达到室温可逆变色的效果。     

杨木单板异型家具构件的性能与质量分析

利用速生杨木单板,生产弯曲胶合异型家具构件.通过对其主要性能指标的检测,探讨以速生杨木单板为原料制造弯曲胶合异型家具构件的可能性,并对影响构件质量的因素进行分析.结果表明:杨木异型家具构件产品的性能.超过了相关质量标准的要求,可用于替代高档硬质实木使用,提升了杨木产品的科技含量和附加值.     

活性染料对杨木单板染色后胶合性能的影响

为了研究活性染料对染色单板胶合性能的影响,分别采用环保型低毒脲醛树脂胶和单组分湿固化异氰酸酯胶进行杨木染色单板的胶合,测试染色后杨木单板的润湿性和胶合强度,结果得出:染色处理能够在一定程度上增加单板的孔隙度,有利于黏度较低的胶黏剂的铺展,也有利于改善其胶合性能;对于黏度较大的胶黏剂则影响不明显。     

不同厚度杨木单板连续漂白工艺技术研究

分析了在不同单板厚度、不同漂白时间、连续漂白不补充漂白剂、连续漂白补充漂白剂等条件下杨木单板的漂白效果,结果表明：单板厚度对漂白效果有一定的影响;漂白时间延长,漂白效果更好,但漂白时间不宜过长;连续漂白时,需要补充一定量的漂白剂。     

杨木单板斜接研究

探讨影响杨木斜接单板抗拉强度的因子,分析斜接杨木单板在拉伸载荷作用下的破坏形式,以及磨削口纵向长度和磨削角大小对斜接杨木单板抗拉强度的影响.     

密实型杨木强化单板层积材制造工艺及应用前景分析

介绍了杨木强化单板层积材的制造工艺。杨木强化单板层积材的压缩率约为15％～40％，其硬度、抗弯强度、耐水性、尺寸稳定性等指标远高于普通单板层积材，可作建筑用木梁、立柱、水泥模板、家具、门窗、地板、车厢板、集装箱板等多种材料。它是一种很好的结构用材，市场前景十分看好。     

活性染料对杨木单板染色耐光性影响的研究

采用活性染料、酸性染料和直接染料分别对杨木单板进行染色,分析并确定耐光性最佳的染料及此染料染色的最佳工艺参数。结果表明：活性染料染色杨木单板的耐光性最佳;确定出的最佳染色工艺参数为：染料浓度10g/L,染色时间2．5h,染色温度60℃,浴比20：1。这一研究结果为杨木单板仿制珍贵木材提供了理论依据和实际生产工艺参数。     

杨木单板实木门的制造工艺及应用研究

探讨了利用速生杨木单板层积材及科技木生产实木门的可行性,介绍了杨木单板实木门的制造工艺。速生杨木单板层积材压缩率、硬度、抗弯强度、尺寸稳定性等指标均远高于普通板材,是一种很好的结构用材,可用其替代高档硬质实木使用,以提升杨木产品的科技含量和附加值。     

I-214杨染色单板光变色规律的研究

以染料弱酸深蓝5R和活性艳红X-3B染色的I-214杨素材和漂白板为试材,选用氙光作照射光源,考察不同染料、不同工艺条件下染色单板在110 h光照过程中试材表面材色指数,即明度指数(L*),色度指数(a*与b*)和变色度(△E* ab)的变化.结果表明:染色单板在110 h氙光照射过程中变色明显,b*值提高显著;△E* ab在光照初期大,后期平缓直到不变;同一品种染料,高浓度染液中染色单板比低浓度染液的光照变色大,浸染时间长短对染色单板光照变色影响不明显,先漂白再染色的单板材色均匀,光照变色平缓;不同品种染料的染色单板光照变色规律有差异.