层状木材陶瓷的制备及表征

用山毛榉薄木/酚醛树脂(PF)复合材料在常压下密闭隔氧烧结制备具有层状结构的木材陶瓷.用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)对试件的结构和物相进行研究.SEM分析显示:木材陶瓷具有清晰的层状结构,保留了木材作为生物模板的天然特征.XRD的研究结果表明:提高烧结温度在改善木材陶瓷可石墨化程度的同时还能提高其纯度.烧结温度和树脂含量对层状木材陶瓷的力学性能和孔隙结构具有双重作用:抗弯强度在800℃之前迅速增加,在1 200℃附近出现转折点;表观密度呈现出与此基本相同的现象;真密度随着烧结温度和树脂含量的增加而增加.层状木材陶瓷的断裂韧性为0.8～1.2 MPa·m1/2,是采用常规方法制备的木材陶瓷的2倍多,且层状结构能够提高裂纹的扩展容限,避免破坏过程中的灾难性断裂.     

杨木纤维/PF树脂制取木陶瓷的研究

采用XRD、SEM等技术,对以杨木纤维/PF树脂为基材制备的木陶瓷进行了研究,结果表明:木陶瓷呈三维网状结构,保持了木材结构的部分特征,随着烧结温度的升高有可石墨化倾向;随着树脂含量的增加和烧结温度的升高,木陶瓷的抗压强度、弹性模量以及耐磨性能增强,表观密度和显气孔率升高,而体积电阻率迅速降低。     

木材液化产物制备热塑性树脂的研究

在酸性催化剂作用下,用木材的苯酚液化产物和甲醛进一步树脂化制备了液化木基热塑性酚醛树脂(PWF).用正交试验方法研究了各影响因素对树脂产率和软化点的影响,结果表明,pH值和反应温度对PWF树脂产率的影响最大,而甲醛与苯酚的投料比对PWF树脂软化点的影响最大.当木材液化产物中残留的苯酚与甲醛的物质的量之比为1∶0.75,pH值为木材液化产物的实际值,在105℃反应150min时,液化木基热塑性酚醛树脂的产率达到124%,软化点为110℃左右.用凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)对比研究了PWF和传统热塑性酚醛树脂(PF)的结构特征.结果显示PWF和PF的结构基本相似,酚单元之间的连接形式主要是邻-对位和对-对位连接.PWF中含有木材组分的液化碎片,且相对分子质量较低,分布较窄.     

杉木液化产物制备环保型PF树脂的研究

用硫酸和苯酚将杉木液化,采用傅立叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱技术对液化产物进行了分析,并对用液化产物代替苯酚制备PF树脂的工艺进行了探讨。研究结果表明:杉木液化产物中含有大量的具有苯环结构的小分子活性物质,分子量主要分布在800～2 300之2;原料配比、树脂化温度、升温方式和残渣率等因素对PF树脂的质量有明显影响,采用优化工艺制备的PF树脂的游离酚和游离醛的含量分别为0.5%和0.3%,且胶合性能优良。     

亚麻纤维增强木材-聚丙烯复合材工艺

该文探讨了亚麻纤维对木材-聚丙烯(PP)复合材料力学性能的增强,尝试调节亚麻的添加量,对比亚麻纤维含量对复合材料的增强效果。并介绍了亚麻纤维增强木材-聚丙烯复合材料的挤出成型工艺流程。发现随着亚麻含量的增加,木材-聚丙烯复合材料的力学性能有先升后降的趋势,即亚麻纤维对木粉-聚丙烯复合材料有一定的增强效果;由本实验数据分析得出亚麻含量为50%时,复合材料的冲击强度、拉伸强度最大,亚麻含量为30%时,复合材料的弯曲强度最大。     

平压浸注填充PF树脂工艺对杨木增重率的影响研究

为探讨浸注工艺对木材增重率的影响,以PF树脂为浸注材料,以树脂浓度、压缩次数、保压时间、浸渍时间和压缩率为试验因素,采用单因素试验方法在平压浸注装置上对杨木试件进行了浸注填充。结果显示:2次压缩较1次压缩,杨木木材增重率增加了20. 2%;保压时间从0 min延长至10 min,杨木木材增重率增加了11. 5%;浸渍时间从1 h延长至2 h,杨木木材增重率提高了8. 8%;再增加压缩次数、延长保压时间和浸渍时间,杨木木材增重率均变化不大;而杨木木材增重率随PF树脂浓度和杨木木材压缩率增加呈线性增加,PF树脂浓度与压缩率对杨木木材增重率具有显著影响。因此选择压缩次数为2次,保压时间为10 min,浸渍时间为1 h,PF树脂浓度与杨木木材压缩率由改性木材的用途决定。     

家具和地板用浸渍改性杉木研究进展

杉木是我国南方重要的速生林树种之一,但其木材存在诸多缺陷,极大地限制了其在家具、地板中的进一步开发利用。将杉木进行浸渍改性以提高综合利用率是解决全球木材的供需矛盾和家具、地板用材短缺的重要手段之一。浸渍改性目前主要应用的树脂有UF树脂、PF树脂、聚乙烯醇缩甲醛、MF树脂等,其中以PF应用较常见,其改性效果较为显著。浸渍改性过程中,主要有真空处理、真空加压、抽提后常压浸渍或真空浸渍等浸注方法,辊压浸注作为常温常压条件下高效快速浸注处理木材的方法也可用于杉木的浸渍改性,真空-叠压法既能保证改性药剂完全渗入杉木木材,也能防止杉木试材在压力下被压溃。不同的浸渍工艺参数和树脂固化条件对改性后杉木性能影响不同:浸渍时间对浸渍材的吸水率及吸水厚度膨胀率影响较大,热压温度、热压时间与压缩变形恢复率、静曲强度密切相关,各工艺因素间存在一定的相互关系和影响。最后讨论了浸渍改性杉木在家具、地板业中的发展方向与应用前景,为杉木浸渍改性的进一步研究和应用提供参考。     

杉木木粉羧甲基化产物及其高吸水树脂特性的研究

研究了杉木(Cunninghamia laceolata)木粉不同粒度对羧甲基取代度及丙烯酸接枝高吸水树脂吸水率的影响规律。结果表明,100目和200目木粉与40目木粉X射线衍射峰没有区别,表明100目和200目木粉纤维结晶没有被破坏,木粉粒度对羧甲基取代度的影响不大;100目和200目木粉直接接枝丙烯酸聚合物吸水倍率明显降低,表明木粉颗粒逐渐变小,木粉原有的空间结构被破坏,不足以形成网络结构;红外光谱分析表明,杉木木粉羧甲基化后,纤维素和半纤维素中引进了大量的羧甲基,且保留了木质素特征峰,但在丙烯酸接枝的高吸水树脂中木质素吸收特征峰不存在,说明过硫酸钾引发剂产生的自由基优先与木质素苯环反应,使木质素苯环开裂,导致木质素苯环的吸收特征峰消失。     

pH值对酚醛树脂性能的影响

为了探究pH值对酚醛树脂(PF)理化性能及其压制的胶合板性能的影响,实验分别合成了pH值为10、11、12和13的四种PF树脂,并重点分析了树脂的游离甲醛、游离苯酚、凝胶时间、胶合强度和甲醛释放量的变化规律。通过FT-IR和~(13)C-NMR对不同pH值的PF树脂进行了结构表征,利用旋转流变仪研究了树脂的固化速度。实验结果表明随着树脂的pH值升高,PF树脂的游离苯酚和游离甲醛的含量均呈下降趋势,凝胶时间先缩短后变长,固化速度先加快再变慢。当pH值为12时,PF树脂和胶合板的性能达到最佳。     

基于纳米压痕技术的木材胶合界面力学行为

【目的】研究木材胶合界面的静态和动态力学行为,探讨树脂渗透对木材管胞壁层力学性能的影响,为木质复合材料制造工艺优化和增强改性提供理论依据。【方法】采用纳米压痕静态和动态力学测试技术(Nano-DMA),对针叶材火炬松与酚醛树脂(PF)、脲醛树脂(UF)胶黏剂所形成胶合界面区域各相材料的静态弹性模量、硬度、蠕变性能以及储能模量和损耗模量等力学行为进行分析。【结果】静态力学行为方面,在界面区域,PF和UF渗透进入管胞壁层后,木材管胞壁的弹性模量( E r)和硬度( H )提高;经PF渗透后,木材管胞壁的 E r和 H 分别增加7%和26%;Burgers蠕变力学模型可有效描述胶合界面区域管胞壁的纳米压痕蠕变特性,经树脂渗透后,木材管胞壁的瞬时弹性模量增加,黏弹性模量和黏性系数减小;在保载初期,PF界面区域木材管胞壁的蠕变柔量约下降60%,UF界面区域木材管胞壁的蠕变柔量约下降58%。动态力学行为方面,随着加载频率增加,界面材料的储能模量( E ′ r)逐渐增大,而损耗模量( E ″ r)和损耗因子(tan δ)呈减小趋势;当加载频率为10 Hz时,PF和UF树脂渗透使得管胞壁层的储能模量分别增加16%和29%。【结论】胶合界面区域胶黏剂进入管胞壁层,对木材管胞的静态力学性能具有增强作用,同时胶黏剂可提高管胞壁的短期抗蠕变能力;木材管胞壁具有较高的储能模量和损耗模量,而树脂的储能模量和损耗模量较低,经树脂渗透后,木材管胞壁的储能模量增加,但损耗模量和损耗因子呈下降趋势,可能对界面传递和分散应力产生不利影响。     

工业木质素用于制造木陶瓷

以工业木质素为原料制造新型多孔炭材料木陶瓷,并对产品得率、强度及微观结构形态进行了研究。结果表明,随着酚醛树脂用量的增加,木质素陶瓷的质量得率和体积得率略有增加,抗弯强度大大提高,抗压强度也提高明显。当木质素与酚醛树脂质量比为1．33∶1时,木质素陶瓷的抗弯强度为1．88MPa,抗压强度达3．86kN/cm~2。微观结构分析表明,在木质素—酚醛树脂复合板中有团块状木质素夹杂出现,高温烧结后样品孔隙结构增多。高温烧结前后样品的比表面积分别为0．2448m~2/g和0．9742m~2/g。     

新型酚醛树脂改性大豆蛋白基胶黏剂的研究

以脱脂大豆粉为原料制备大豆蛋白基胶黏剂(豆胶,S),以普通甲醛制备的酚醛树脂(PF_1)和高浓度甲醛制备的酚醛树脂(PF_2)为交联剂,使用前将两者直接混合得酚醛树脂改性豆胶(PF_1/S、PF_2/S)。利用差示扫描量热(DSC)、红外光谱(FT-IR)、动态热机械性能(DMA)和核磁共振碳谱(~(13) C NMR)分析对产品性能进行了测试与表征。结果表明:等物质的量之比条件下,高浓度甲醛较之普通甲醛制备的酚醛树脂改性豆胶胶合板干、湿剪切强度分别提高4.3%和11.6%,并且强度稳定性好;动态DSC分析表明,PF_2可以降低豆胶体系的固化温度和活化能,与豆胶的交联反应较容易;~(13) C NMR分析表明,PF_2体系羟甲基达88.73%,明显高于PF_1的80.91%;FT-IR分析证实酚醛树脂与豆胶中的氨基发生反应,并且PF_2反应效率更高;DMA分析表明,PF_2/S能够改善胶合产品的力学性能和热稳定性,降低豆胶的固化反应起始温度,提高固化反应速率。     

竹材刨花板蠕变性能的研究

结构用刨花板由木质刨花和胶粘剂热压而成,属高分子材料,具有粘弹性。在负荷作用下产生弹性变形,在长期负荷下发生蠕变。试验表明,竹材制成的酚醛胶刨花板,在高湿环境下,比竹材脲醛胶刨花板有较好的抗蠕变能力;如在竹材刨花板上贴上一层竹席,则抗蠕变性能进一步提高。竹材脲醛胶刨花板比木材脲醛胶刨花板有较好的抗蠕变性能。在低湿度环境下,所有板材的蠕变性能差别较小。     

低分子量的酚醛树脂胶在慈竹层压板中的应用

将一种低分子量的酚醛树脂胶应用于慈竹层压板生产中。通过生产试验，解决了慈竹竹材层压板中占３０％～４０％的竹膜篾片的胶合问题，产品在中国第二汽车制造厂使用近４年，完全达到车箱板的要求。     

Strength,decay and termite resistance of oriented kenaf fiberboards

The development of oriented fiberboards made from kenaf (Hibiscus cannabinus L.) and their suitability as a construction material has been investigated. Three different types of boards consisting of five layers with individual orientations were prepared using a combination of low molecular weight and high molecular weight phenol-formaldehyde (PF) resin for impregnation and adhesion purposes. Additional boards with the same structure were prepared using high molecular weight PF resin only. The mechanical properties of the boards have been examined as well as their resistance against fungal decay and termite attack. All kenaf fiberboards showed elevated mechanical properties compared with medium-density fiberboard made from wood fibers, and showed increased decay and termite resistance. Differences in the decay and termite resistance between the board types were caused by the presence of the low molecular weight PF resin for the impregnation of the fibers. No significant difference was found for the mechanical properties. The effect of the PF resin for impregnation was much clearer in fungal decay resistance than for termite resistance; however, fiber orientation had no effect on both decay and termite resistance of the specimens.     

新型浸渍酚醛树脂的研制

本文介绍了一种新型浸渍酚醛树脂，通过调整合成工艺及更换添加剂等措施，使该树脂具有良好的水溶性及低量的了酚，用该树脂浸渍的胶膜纸生产的浸渍纸贴面混凝土板板，其耐磨、耐酸碱，耐干裂，耐水蒸气等各项指标都能满足使用要求。     

Manufacture of oriented board using mild steam treatment of plant fiber bundles

This study investigated the effects of mild steam treatment (0.1 MPa for 2 h) of natural bio-based fibers and orientation (0° and 90°) of those fibers in various fiberboards. Ramie bast, pineapple leaf, and sansevieria fiber bundles were used as materials. The composite fiberboards were prepared using phenol-formaldehyde (PF) resin. To investigate the effect of mild steam treatment on wettability, contact angles of PF resin to the fiber were measured. The mechanical properties of the boards were examined as well as their dimensional stability. The contact angle data showed that mild steam treatment was effective in improving the wettability of fibers. Unioriented steam-treated boards showed better performance of internal bond (IB), moduli of rupture (MOR) and elasticity (MOE), thickness swelling (TS), and water absorption (WA) than other boards. Unioriented steam-treated sansevieria board with longitudinal fiber direction showed higher average values of MOR (403 MPa), MOE (39.2 GPa), and IB (1.33 MPa) and lower values of TS (5.15%) and WA (8.68%) than other boards. The differences in the mechanical properties and dimensional stability of boards were found mainly due to the differences in the ratios of fiber fraction of the boards to the density of the fiber bundles.     

重组竹制造工艺的研究

本文是作者在施胶量、热压温度和热压时间三个主要因子对重组竹性能影响的初步研究基础上又进一步探讨了施胶方式、竹纤维束水洗、胶种以及胶的浓度等因素对产品性能的作用。研究结果表明:竹纤维束水洗有较显著的作用;水溶性酚醛胶比醇溶性酚醛胶更适用于重组竹的制造,胶液浓度过稀不仅自身性能差,而且还会使重组竹性能降低;采用浸胶方法虽有利于胶液的均勻分布,但对IB未产生明显的作用。     

三聚氰胺脲醛树脂改性酚醛树脂胶粘剂的研究

采用常规合成的脲醛(UF)或酚醛(PF)树脂胶对多层胶合板贴面时，很容易出现开胶或透胶现象。本研究采用三聚氰胺脲醛(MUF)树脂对PF树脂进行改性，生产浅色改性PF胶粘剂，探讨了MUF与PF树脂摩尔比、混合比、热压条件等对胶液的粘度、缩合度、稳定性、胶层颜色及胶合质量的影响。结果表明，改性后的浅色酚醛树脂胶粘剂筘存性好、固化后胶层近似木材本色、高强耐水、耐候，用来压制的多层实木复合地板可达到GB9846．1～12-88Ⅰ类胶合板要求。     

浅析木材酸性及其对MDF生产的影响

本文对福州人造板厂生产用木片的ｐＨ值、缓冲性能及其对ＵＦ胶固化时间的影响进行了研究，结果表明：木片的ｐＨ值与缓冲性能是影响ＵＦ胶固化的重要因素，煮沸回流后的木片ｐＨ值与ＵＦ胶的固化时间相关性最大；在ｐＨ值相近的情况下，木粉与胶的混合物固化时间随木材缓冲性能的增加而缩短；树皮对胶固化的阻碍大大超过相同ｐＨ值的木材；作为主要原料的马尾松，其地域不同、ｐＨ值不同而呈现出对ＵＦ胶固化的影响也不同。