葡萄藤化学组分及藤/木复合刨花板性能研究

在我国,每年可以产生多达600万t的葡萄藤,它们大多被废弃在田地间,造成了巨大浪费。利用废弃的葡萄藤作为木质刨花板原料的部分替代材料可变废为宝,因此,研究了葡萄藤碎料添加量、施胶量以及等离子体预处理技术对复合刨花板性能的影响。结果表明,由于葡萄藤碎料自身性能较差且无法与木刨花很好地结合,葡萄藤碎料的加入会使得复合刨花板性能下降,在葡萄藤碎料添加量达到25%时葡萄藤/木复合刨花板的静曲强度、弹性模量、内结合强度分别下降了35.9%,35.0%,13.1%,吸水厚度膨胀率增幅为31.2%。施胶量的增大可以改善葡萄藤碎料加入带来的板材性能下降问题。葡萄藤碎料经等离子体预处理改性之后的润湿性能提高,对胶液的吸收能力增强,压制出的葡萄藤/木复合刨花板相比未改性的葡萄藤/木复合刨花板,在施胶量为10%的情况下,其静曲强度、弹性模量、内结合强度分别提升了23.0%,21.6%,10.7%;在施胶量为14%的情况下,分别提升了17.4%,11.8%,7.4%。等离子体处理后葡萄藤碎料与木刨花之间的结合也更加紧密,吸水厚度膨胀率也分别由9.32%和6.85%降至8.68%和5.86%。     

动物蛋白改性剂添加量对难燃中密度纤维板静曲强度的影响

以粉状和膏状动物蛋白为改性剂,研究不同添加量对难燃中密度纤维板静曲强度的影响,结果表明:粉状动物蛋白改性剂,在一定范围内随着添加量的增加,可以使难燃中密度纤维板的静曲强度数值得到提高,最佳添加量为8%;添加膏状动物蛋白改性剂,最佳添加量为2%,随着添加量的增加,会导致难燃中密度纤维板的静曲强度降低。在提高难燃中密度纤维板静曲强度性能上,粉状动物蛋白改性剂好于膏状动物蛋白改性剂。     

二乙二醇醚增韧改性三聚氰胺-尿素-甲醛树脂的性能

三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)相比脲醛树脂(UF)具有低甲醛释放和高耐水的优点,被广泛用于制造环保和防潮胶合板、刨花板和纤维板。但是,增加三聚氰胺含量会导致MUF树脂脆性变大。制备了二乙二醇醚增韧改性MUF树脂,研究了二乙二醇醚添加量对胶合板胶合强度、弹性模量、静曲强度和冲击韧性的影响。结果表明:添加MUF胶液质量2%~8%的二乙二醇醚可延长MUF树脂的固化时间,降低胶合板的胶合强度,而胶合板的抗弯破坏由脆性断裂向韧性断裂转变。与对照组对比,二乙二醇醚改性MUF树脂可明显提高所制胶合板的弹性模量、静曲强度和冲击韧性。较优的二乙二醇醚添加量为MUF胶液质量的2%,此时,胶合板弹性模量、静曲强度和冲击韧性相比对照组分别提高了66.7%,71.1%和100%。     

改性脲醛树脂中三聚氰胺添加量对中纤板防潮性能的影响

采用三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂生产中纤板(MDF),检测树脂中不同三聚氰胺添加量时MDF试板的各项性能指标.结果表明:三聚氰胺添加量对试板防潮性能的影响显著,随着三聚氰胺添加量的增加,试板的24h吸水厚度膨胀率呈降低趋势,湿静曲强度和内结合强度逐渐增加;在一定范围内,建立的线性回归方程可用于预测MDF的防潮性能.     

烟秆/木材刨花板的初步研究烟秆

初步探讨了实验室条件下烟秆/木材刨花板的生产工艺,研究了热压时间、施胶量、密度、木刨花加入量等因素对板材的静曲强度、内结合强度、吸水厚度膨胀率的影响.实验结果表明,烟秆/木材刨花板的静曲强度和吸水厚度膨胀率较纯烟秆刨花板有所提高,内结合强度相差不大.     

木塑复合材料阻燃改性中的主要影响因素

研究了木塑复合材料阻燃改性中的3个重要因素,即木塑比例、阻燃剂种类和阻燃剂的添加量对其性能的影响。结果表明:木塑比例对材料的综合性能影响最大,木粉与塑料的比例提高时,材料的耐水性能提高,而材料的阻燃性能降低,静曲强度降低;在不同种类的阻燃剂对材料的阻燃性能改性实验中,复合磷氮类阻燃剂效果最佳;阻燃剂的添加实验表明,随着阻燃剂添加的量增加,材料的阻燃性能提高,内结合强度加大,而耐水性能降低。     

硅灰石矿物粉改性脲醛树脂胶黏剂的研究

用未改性硅灰石[Ca_3(Si_3O_9)]矿物粉和硅烷类改性硅灰石矿物粉改性脲醛树脂胶黏剂,研究了硅灰石对脲醛树脂胶黏剂性能的影响和改性脲醛树脂制备的刨花板的胶合性能。研究结果表明,硅灰石矿物粉及其添加量对UF胶的固体含量、pH值、黏度、接触角、固化时间均有一定的影响,所制备的刨花板与用原胶相比胶合性能有不同程度的降低,随着硅灰石添加量的增加,刨花板的吸水厚度膨胀率增加,内结合强度有一定程度下降,但可以达到刨花板国家标准的要求。硅灰石矿物粉作为脲醛树脂胶黏剂改性剂是可行的。     

木纤维增强石膏板性能研究

利用木纤维及其表面改性手段提高石膏板的强度,并探讨纤维形态和尺寸对石膏板性能的影响。在木纤维不同粒径(0.38~1.70 mm、212~380μm、160~212μm和未筛分)、不同使用比例(1%,3%,6%和10%),以及添加硅烷偶联剂表面处理因素条件下制备木纤维增强石膏板,研究上述因素水平对石膏板力学性能、密度及吸水厚度膨胀率的影响,并利用红外光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对性能改进的原因进行了分析。试验结果表明,粒径为0.38~1.70 mm的木纤维增强效果最好,当添加量为3%时,板材的弹性模量、静曲强度和内结合强度最高,与纯石膏板相比分别提高了14.24%,35.73%和57.41%。经硅烷偶联剂处理改性后,木纤维表面极性减弱,与石膏界面的结合得到改善,并提高了石膏结晶度。添加量为3%改性木纤维增强石膏板的弹性模量、静曲强度和内结合强度分别达到7 501.43,6.67和1.08 MPa,与纯石膏板相比,分别提高了25.75%,92.22%和100.67%。此外,适当添加木纤维还能减小石膏板的脆性。研究证明,对木纤维进行筛分有利于提高石膏板的增强效果,硅烷偶联剂KH550的加入可改善木纤维和石膏间的结合,提高石膏板的力学性能。     

大豆蛋白胶稻草碎料板制备关键工艺参数研究

采用自制大豆蛋白胶,通过热压法对稻草碎料板的制备工艺参数进行了系列试验的结果表明：稻草碎料板的静曲强度（MOR）在施胶量为71%时（相当于粗蛋白添加量为12%）最强,接近GB/T 21723-2008的要求;稻草碎料板的内结合强度（IB）随着施胶量的增大而增强,在施胶量为82%时（相当于粗蛋白添加量为18%）,内结合强度接近GB/T 21723-2008的要求;稻草碎料粒径对稻草板的静曲强度和内结合强度影响不显著,稻草碎料板的静曲强度和内结合强度随板材表观密度增大而显著增强。     

枝桠材制备木质刨花板成板工艺及性能研究

采用柳树枝桠材制得的片状刨花制备木质刨花板;通过正交试验设计,研究施胶量、预设密度以及石蜡添加量对板材物理力学性能的影响。结果表明,预设密度对静曲强度和静曲弹性模量均有显著的正相关线性影响,对内结合强度有显著影响;施胶量对静曲弹性模量和内结合强度有一定的正相关影响;所有试验因素对2 h吸水厚度膨胀率均有一定影响。从板材性能和成本角度考虑,确定柳树枝桠材制备木质刨花板的最佳工艺为:施胶量7%,预设密度0.7 g/cm~3,石蜡添加量4%。     

杨树浸渍改性材物理及力学性能研究

利用聚乙烯醇缩甲醛复合改性剂对杨树木材进行浸渍改性处理,对比研究了杨树素材与改性材的物理性能及主要力学性能的变化,并利用扫描电子显微镜(SEM)分析了改性剂在改性材中的分布情况。结果表明:改性材的气干密度和抗缩系数(PASE)随改性剂浓度的上升而增加,改性材的气干密度最高为0.41 g/cm3,比素材的提高了13.9%,抗缩系数(PASE)最大提高到47.8%。改性材吸水率随改性剂浓度的上升而下降,与素材相比最大下降了19.2%。当改性剂的浓度为25%时,改性材的弹性模量和静曲强度达最大,分别为27.4%和13%。SEM分析显示改性剂填充于部分木射线以及交错纤维间的空隙中。     

人工林杉木和杨树木材物理力学性质的株内变异研究

按照中国国家标准研究杉木和I-214杨树木材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和密度,同时按照日本国家标准研究2个树种的顺纹抗剪强度.结果表明:杉木的抗弯强度、顺纹抗压强度和密度由胸高直径处向上呈波浪形增加,抗弯弹性模量则稳定降低,但不同高度间杉木的物理力学性质没有显著差异;近树皮处木材的物理力学性质高于近髓心处木材,并有极显著差异.对于I-214杨树,只有抗弯弹性模量从髓心到树皮逐渐增加,其他的物理力学性质,最小值在从髓心到树皮的过渡区,最大值在近树皮处,从髓心到树皮,杨树的物理力学性质有极显著的差异.杉木和杨树的径面顺纹抗剪强度从髓心到树皮有极显著差异,并且近树皮的高于近髓心的木材,而弦面顺纹抗剪强度从髓心到树皮没有显著差异.木材密度与力学性质有很好的线性相关关系,木材密度是一个很好的力学强度的预测手段.     

Evaluating the effect of heat treating temperature and duration on selected wood properties using comprehensive cluster analysis

In this study, twenty-five heat treatments were conducted at the various treating conditions of five temperatures and five durations. At each treatment, 15 poplar specimens were used. Twelve variables that represented wood color, physical and mechanical properties and durability were measured for both treated and untreated specimens. To evaluate the effect of heat treatment on the wood performance, a comprehensive cluster analysis was applied to the measured variables of treated and untreated specimens. Cluster analysis showed that treating and control specimens can be distinctly classified into 2, 3 or 4 clusters according to the intended purposes. Two clusters can represent the control group and twenty-five testing groups. Four clusters represented the control group and three groups of testing specimens having mild, moderate and severe treating conditions, respectively. At the mild treatment, modulus of rupture (MOR) was reduced <11 %. Wood durability increased to moderate resistant. At the moderate treatment, EMC decreased by 28 %, and MOR was decreased by more than 12 %. In the severe treatment, wood durability increased to resistant or highly resistant; however, its MOR was reduced half.     

竹木复合单板层积材制备工艺

以浸渍酚醛树脂的杨木单板和竹帘为原料制备竹木复合单板层积材, 探讨制造工艺对复合材料性能的影响.结果表明,竹木复合材料的MOE及MOR均达到或超过了日本JAS标准的相关规定,尺寸稳定性良好; 单板厚度、树脂浓度、压缩率对MOE和MOR有显著影响;组坏方式对MOR影响显著;而吸水厚度膨胀率的影响作用比较复杂.     

Effects of densification on untreated and nano-aluminum-oxide impregnated poplar wood

Effects of densification of poplar wood (Populus nigra) impregnated with nano-aluminum oxide (NA) and pre-treated with water vapor for 4 and 6 h were investigated in the present study. Physical and mechanical properties of treated poplar wood were measured according to the ASTM D-143 standard specifications, and then compared with the untreated specimens. Results showed significant improvement in all properties as a result of densification. A 4-h vapor pre-treatment improved effects on both physical and mechanical properties. When the duration of vapor-treatment increased to 6 h, wood polymers degraded to the extent that the improvements due to the vapor pre-treatment decreased substantially, though the final results were still significant improvements compared with the control specimens. High thermal conductivity coefficient of NA slightly but not significantly improved properties. Due to the high spring-back after 15 days, densified poplar is not recommended for applications in which densified wood will be exposed for long periods to high humidity or to direct water.     

Influence of the thermo-hydro-mechanical treatments of wood on the performance against wood-degrading fungi

Hybrid poplar (Populus deltoides × Populus trichocarpa) and Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii) wood specimens were densified with three variations of thermo-hydro-mechanical (THM) treatment. The THM treatments differed in the steam environment, including transient steam (TS), saturated steam (SS), and saturated steam with 1-min post–heat treatment at 200 °C (SS+PHT). The bending properties, FTIR spectra, and colour of the THM wood specimens were studied before and after exposure to two different wood decay fungi, brown rot Gloeophyllum trabeum, and white rot Trametes versicolor. The results showed that the performance of densified hybrid poplar wood was considerably poorer than the performance of Douglas-fir heartwood. The FTIR spectra measurements did not show changes in the densified hybrid poplar wood, while some changes were evident in densified Douglas-fir specimens. After fungal degradation, the most prominent changes were observed on the SS+PHT specimens. Colour is one of the most important parameter predominantly influenced by the wood species and the intensity of the densification process for both wood species, while after fungal exposure, the colour of all densified Douglas-fir specimens obtained more or less the same appearance, and densified hybrid poplar specimens resulted in lighter colour tones, indicating that the pattern of degradation of the densified and non-densified specimens are similar. The 3-point bending test results determined that the THM treatment significantly increased the modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE) of the densified wood specimens, while fungal exposure decreased the MOE and MOR in hybrid poplar and Douglas-fir specimens.     

杨木和辐射松树脂增强改性材机械加工性能研究

为考察杨木和辐射松树脂浸渍材的机械加工性能,参照LY/T 2054—2012《锯材机械加工性能评价方法》,分别对杨木和辐射松的素材与树脂浸渍材及其经过真空热处理的树脂浸渍材的刨削、铣削、钻削、开榫和车削5种机械加工性能进行测试评价。结果表明:1)本试验范围内,在综合评分满分40分情况下,杨木素材、树脂浸渍材和真空热处理树脂浸渍材的总评分分别为20分、30分和25分;辐射松素材、树脂浸渍材和真空热处理树脂浸渍材的总评分分别为24分、33分和29分;树脂浸渍材机械加工综合性能最佳,热处理树脂浸渍材次之;2)杨木和辐射松的树脂浸渍材及其真空热处理树脂浸渍材的刨削、铣削性能均为优秀,车削性能均为良好;杨木和辐射松的树脂浸渍材及辐射松真空热处理树脂材开榫性能良好;钻削性能仅辐射松树脂浸渍材达到优秀;3)辐射松素材与改性处理材的机械加工性能均优于杨木,综合比较,辐射松树脂浸渍材具有较佳的机械加工性能。     

聚乙烯醇缩甲醛胶对杉木木材的物理与力学性能的影响

对杉木素材与聚乙烯醇缩甲醛浸渍处理材的物理与力学性能进行了对比研究,并利用扫描电子显微镜(SEM)分析了改性剂在木材中的分布情况。结果表明:随着改性剂浓度的提高,改性材的气干密度和抗缩系数均逐渐提高,气干密度最大可达0.4 g/cm3,提高了5.7%,抗缩系数最大提高了18.8%;改性材的吸水率逐渐下降,最多下降了21.1%;当改性剂浓度为30%时,改性材的破坏极限和弹性模量分别提高了6.7%和35.3%;当改性剂浓度为15%时,静曲强度下降了9.9%。SEM结果表明,改性剂填充于部分木射线以及交错纤维间的空隙中。     

有机/无机复合浸渍液对杨木的改性处理

利用脲醛树脂／丙烯酸酯乳液／硅溶胶三元复合浸渍液制备复合木材,并与杨木素材为对照。采用红外光谱研究复合木材的组成变化,热分析研究其热稳定性的变化,并研究了复合木材的力学性能。结果表明,杨木中的功能基团与复合浸渍液中的脲醛树脂可发生键合作用,使改性木材的热稳定性及力学性能均有所提高。     

基于CONE法的热处理杨木燃烧特性研究

利用锥形量热仪CONE对不同热处理工艺下的杨木燃烧行为进行研究。结果表明:热处理后杨木中亲水的羟基、羰基数量明显减少,大量半纤维素降解。木材试样从外部热源引燃到燃烧结束,出现两个主要放热峰。热处理后杨木引燃和燃烧过程的发烟量较大,且热处理杨木引燃时间更短。热处理材的热释放峰值pk-HRR、平均热释放速率av-HRR和总热释放量THR均低于未处理材,表明其燃烧强度低于未处理材。热处理杨木燃烧过程的总烟释放量TSP较未处理材有所增加,同时其引燃时间也有所缩短。因此,对用于家具和室内装饰的热处理木材,建议进行恰当的阻燃处理。