端羧基丁腈橡胶增韧改性酚醛树脂的化学结构及胶合性能

酚醛(PF)树脂胶合强度高、耐水(湿)耐候性强、阻燃性能较好,但固化后的PF树脂呈现出高聚合度三维网络结构,脆性较高、韧性不足,胶层在外力特别是冲击载荷作用下易于产生裂纹并迅速扩展,导致胶层开裂甚至失效。针对PF树脂胶黏剂固化后脆性大、韧性差的不足,探究引入端羧基丁腈橡胶(CTBN)对其增韧改性(添加量5%~25%)后试制杨木胶合板。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、固体核磁等方法分析表明,CTBN柔性链段不仅有效嵌入PF树脂固化体,而且通过活性端基(—COOH)与PF树脂羟甲基发生接枝反应。纳米压痕测试结果表明,随着CTBN添加量的增加,PF树脂固化体的硬度和杨氏模量均出现下降趋势,表明改性PF树脂固化体具有良好的韧性。胶合强度结果表明,当CTBN添加量为15%时,干胶合强度提升幅度最大,达到了110.5%;当CTBN添加量为5%时,湿胶合强度提升幅度最大,达到了48.33%。数字散斑结果表明,CTBN的加入有效减少了杨木胶合板受到外力作用时胶层应力集中的现象。研究结果证实了CTBN增韧PF树脂并提高木材胶合性能的理论和技术可行性。

改性异氰酸酯胶粘剂稻草刨花板的研究

采用改性异氰酸酯胶粘剂,在实验室压制了稻草刨花板。根据美国ASTMD1037标准,测试板的静曲强度和弹性模量、内结合强度、表面抗拉强度和模量,以及吸水厚度膨胀率和线性膨胀率。探讨了密度(0.60,0.75,0.90g/cm3)和施胶量(3%,4%,5%)对稻草刨花板性能的影响,分析了石蜡(0～3.75%)对板子力学性能和尺寸稳定性的作用。结果表明:当密度超过0.75g/cm3时,稻草刨花板抗弯性能达到ANSIA208.1标准M3级木质刨花板的要求;当施胶量为5%,密度达到0.90g/cm3时,板子内结合强度超过标准最低值。石蜡对板子的力学性能没有明显影响,但对控制板子的吸湿变形具有积极作用。

干燥处理对速生材单板表面特性的影响

采用气流和热板两种方法对杨木和桉木两种速生材单板进行干燥处理,温度设5水平(气流干燥:135、165、195、225和250℃;热板干燥:100、135、165、195和225℃),时间取3、7和10 min。分别采用CIE L*a*b*系统和滴液法分析了处理前后单板颜色及表面润湿角的变化,并测试了不同热处理条件下单板的胶合强度。试验结果表明:热处理改变了单板颜色在a*-b*二维色度空间的分布位置;随着干燥温度的提高和(或)时间的延长,单板表面明度L*和胶合强度减小、而总色差ΔE*和润湿角提高。因此,干燥热处理可显著调控木材的表面性能。

杨木地板基材密实和碳化改性

采用"密实化(常温/100℃、增湿/不增湿)-炭化(温度:240、260、280℃;时间:30～180s)"两步法工艺改性意杨木材,测试了密实前后板材的断面密度分布,密实后板材的吸湿/水浴回弹,以及炭化后板材的表面硬度、耐磨性和润湿性。结果表明:密实化提高了木材的表层密度,压缩率由表及里呈递减趋势,压缩程度可由密实工艺参数调控;在常温、常湿条件下,密实后的意杨板材具有较低的回弹率;密实和炭化提高了木材的硬度和表面耐磨性,改变了木材的表面润湿性。

液态UF树脂/木质单元复合板坯的常温导热系数

为了研究人造板板坯的导热性能,采用准稳态平板法,测试了木材纤维和稻草刨花两种板坯在载胶状态下(UF树脂施加量为10%,以绝干纤维或刨花为基础)的导热系数,研究了试验板坯目标密度(0.6、0.7、0.8和0.9 g/cm3)和含水率(木材纤维:10%、15%、20%、25%和30%;稻草碎料:10%、15%和20%)对板坯导热系数的影响。结果表明:在试验目标密度和含水率条件下,木材纤维板和稻草刨花板板坯的导热系数分别为0.231 5～0.523 6 W/(m.K)和0.260 4～0.344 6 W/(m.K);板坯导热系数随密度增大和含水率提高而递增,含水率对木材纤维板板坯导热性能的影响比对稻草板板坯的显著;在板坯含水率低于20%时,稻草板板坯的导热性能普遍优于木材纤维板板坯。

改性异氰酸酯稻草刨花板的吸湿特性

在实验室压制的改性异氰酸酯稻草刨花板,采用室温水浸法,揭示板子在高湿环境中的尺寸稳定性以及吸湿行为,探讨密度(0.60、0.75、0.90g/cm3)、施胶量(3％、4％、5％)和石蜡含量(0、1％、1.75％、2.5％、3.75％)对板子湿性能的影响。结果表明,稻草刨花板具有明显的湿膨胀行为,该过程受到密度和施胶量的影响。石蜡的施加,对板材的力学性能没有明显的影响,但有效地控制了尺寸的变化。吸着饱和点SSP是刨花板吸湿变形的临界含水率。

二次热压工艺对纤维板性能的影响

【目的】通过模拟热压贴面工艺,揭示高密度纤维板(HDF)基材在二次热压过程中性能的变化。【方法】控制HDF基材的二次热压工艺条件(热压温度分别为160,180,200和220℃;热压压力为1MPa;热压时间分别设定为30,45和60s),研究热压对HDF板材的厚度、内结合强度(IB)、静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)及24h吸水厚度膨胀率(TS)的影响。根据HDF板材的显微结构,提出了板材中纤维排列的"叠层"和"‘品’字"模型,并结合上述试验,对板材性能变化进行阐释。【结果】经历二次热压后,由于HDF板材受到压缩、内部胶接点受到破坏,板的厚度显著减小(最高压缩率达到8.39%);热压温度越高、时间越长,板材IB、MOR和MOE的降低和TS值的上升越明显。【结论】二次热压工艺对HDF基材性能具有显著影响,建议热压温度不高于180℃、热压压力约1MPa、热压时间小于30s。

等离子体改性稻秸的XPS分析

在10～20Pa高真空环境和100～350W功率条件下,采用氧等离子体对稻秸进行改性处理3～7min,并对改性前后的稻秸进行表面光电子能谱(XPS)分析,以揭示稻秸界面特性的变化规律。结果表明,氧等离子体可对秸秆进行有效的刻蚀和接枝。通过等离子体处理,秸秆表层碳元素含量显著降低,而氧元素含量大幅度上升;秸秆表面的C—C/C—H键含量显著降低,而强极性的羰基、羧基—CO/—COOH含量显著增加,有助于脲醛树脂对秸秆的润湿和渗透。XPS分析表明,稻秸表面包含长链脂肪烃外层和含硅无机矿物质内层,对合成树脂的渗透和胶合产生了阻碍。

木材-橡胶功能复合材料的研究进展

橡胶可用于调控传统木质复合材料的黏弹特性,满足阻尼减振、隔音吸声等特殊功能需求。根据木材与橡胶复合的单元形式,将木材-橡胶功能复合材(WRC)分为纤维状单元/橡胶复合材(FRC)、单板/橡胶复合材(VRC)、刨花/橡胶复合材(PRC)、实体木材/橡胶复合材(RSW)等类别。分析了各种木材-橡胶功能复合材的研究进展和技术难点,介绍了橡胶改性木材胶黏剂的研究结果,并对木材-橡胶功能复合材的发展前景进行了展望。

基于剖面密度梯度(VDP)技术的意杨板材剖面密实梯度

以12mm厚意杨Populus deltoids板材为试材,在1MPa,100℃和2～5min条件下,实施横向热压密实试验,采用剖面密度梯度(VDP)测试仪获取了密实后速生杨木锯材的断面密度分布,并利用建立的"密度-压缩率"转换公式,转换为压缩率数据,从而实现了木材断面压缩率的准连续定量和定位。结果表明:①VDP技术可以准确定量密实后木材各厚度微层的压缩率;②意杨木材断面压缩率分布与剖面密度梯度类似,呈现表高芯低的宽"V"形;在试验工艺条件下,表层约50%厚度受到不同程度的压缩,最大压缩率达到34%～37%,而芯层未受到显著压缩。

国内外胶合板甲醛散发研究

从胶合板甲醛散发测试方法、影响因素及控制方法 3方面 ,概述了国内外胶合板甲醛释放的研究。建议在国内系统深入地开展相关研究 ,以期推动国产胶合板甲醛散发控制的标准化和工业化 ,与国际接轨。

洋麻秆刨花板的实验室研究(Ⅰ)——板坯结构对板性的影响

采用异氰酸酯(MDI,3％)试制了单层(密度:0.55、0.70、0.85g/cm^3)和三层洋麻秆刨花板(密度:0.85g/cm^3;表芯比:3:7、1:1、2:1),分别根据ASTM D1037和ANSI A208.1标准测试和评价了板的性能。结果表明:三层结构优化了板子的端面密度分布,增强了板子的综合性能;采用1:1的表芯比,洋麻秆刨花板的综合性能最佳。

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。

单板/HDF复合木地板的制造工艺与产品性能研究

单板/高密度纤维板(HDF)复合木地板结合了实木地板和浸渍纸层压木质地板的优点,是地板产业发展的新方向之一。文中以12mm厚HDF为基材、复合意杨单板,试制了"耐磨纸-单板-HDF基材-平衡纸"四层结构地板用复合板材。研究了不同单板厚度、胶黏剂种类(聚氨酯-PU,脲醛树脂-UF)及涂布量对板材翘曲度、吸水厚度膨胀率、内结合强度及机加工性能的影响。结果表明:1)单板与HDF复合制造木地板是可行的;2)复合木地板的翘曲度随单板厚度和施胶量的提高而递增,最高可达约0.6%;3)贴面采用聚氨酯胶黏剂,产品性能优于脲醛树脂胶合板材,但冷压周期偏长。推荐工艺条件为:单板1.2mm,PU或UF胶黏剂均可,涂布量控制在100g/m^2左右。

洋麻秆刨花板的实验室研究(Ⅱ)——胶粘剂体系和原料配比对板性的影响

采用异氰酸酯(MDI)和酚醛树脂(PF),试制了100％洋麻秆刨花板(密度:0.25、0.40、0.55、0.70、0.85g/cm3),即:KPB1(3％MDI)和KPB2(6％PF),以及“洋麻秆-雪杉”复合刨花板(KCPB,施胶量:3％MDI;密度:0.85g/cm3;洋麻秆替代率:0、20％、40％、50％、60％、80％、100％),根据ASTM D1037和ANSI A208.1标准测试和评价了板的性能。结果表明:(1)KPB1与KPB2的性能优劣与密度水平相关;(2)刨花板的施胶效率与密度密切相关;(3)洋麻秆与雪杉刨花可以任意比例混合,KCPB的性能不受明显影响。

定向刨花板混凝土模板的制造工艺研究

开发了一种以定向刨花板为基材、覆贴单板和浸渍纸的新型建筑模板,探索单板厚度(0．8、1．7mm)、单板树种(马尾松、意杨)和单板贴面方向(平行、垂直)等工艺因子对板性的影响。结果表明,单板和浸渍纸增强了复合模板抗静态弯载的能力,并赋予材料较高的尺寸稳定性,产品的性能达到或超过了《混凝土模板用胶合板》(GB/T17656—1999)国家标准的要求。

胶合板甲醛散发的研究

分别用抽吸法和穿孔法测试了胶合板、细木工板、刨花板和中密度纤维板的甲醛散发量。结果表明,在所测板种中，胶合板的甲醛散发量相对较高。在试验中还发现，用穿孔法和抽吸法测试胶合板的甲醛散发量，两者所得结果之间存在着换算关系。

薄型单板层积材结构改进的研究

薄型单板层积材（LVL）可替代锯材,应用于木质门窗构件等轻载结构领域。由于单板全部顺纹组坯,导致产品存在横向翘曲变形的技术问题。为此,尝试采用＂部分单板横纹组坯＂和＂纤维板与单板复合＂两种方法进行改进,制造了15 mm厚LVL,包含1~2层单板横纹组坯或1~2层3 mm纤维板。测试结果表明：单板横纹组坯,显著降低了LVL的抗弯性能,但LVL的弹性模量仍能达到单板层积材国家标准中70E级别的要求,而静曲强度甚至超过180E级别优等品的限值;与此同时,改进结构的LVL吸水翘曲变形显著降低。横纹单板越靠近LVL表层,板子抗弯性能降低越显著,而翘曲变形改善越明显。采用纤维板与单板复合制造LVL,纤维板的内结合强度衰减明显,易受破坏。

废旧木材在人造板生产中的利用

围绕废旧木材在人造板生产中的应用,介绍了废旧木材的来源及缺点,提出了克服这些缺点的措施。列举了两种废旧木材在人造板生产中的应用实例。

人造板氨气真空法降醛处理的理论与技术

介绍了人造板氨气真空降醛处理方法的原理、工艺流程和应用的设备。