人工修枝对尾巨桉胶合板性能的影响

为给桉树胶合板材定向培育和集约经营提供参考,以尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)人工林为研究对象,设置人工修枝与自然整枝处理,采用2种处理材制作普通胶合板,对比分析胶合板的物理力学性能。结果表明,胶合板物理力学性能均符合国家标准。与自然整枝材比较,人工修枝材生产的胶合板较优,其含水率高出5.37%,胶合强度高出17.24%,顺纹静曲强度高出11.64%,横纹静曲强度高出16.78%,顺纹弹性模量高出12.43%,横纹弹性模量高出10.72%,甲醛释放量降低13.33%,人工修枝处理能提高胶合板质量。

明胶改性脲醛树脂

脲醛树脂是目前工业生产中最主要且无可替代的人造板胶黏剂,改善其胶合强度和甲醛释放量一直是研究热点。本研究以传统的“碱-酸-碱”工艺合成脲醛树脂,在合成过程的酸性阶段和冷却出料阶段分别加入明胶,对脲醛树脂进行改性。通过红外光谱、核磁共振碳谱、差式扫描量热仪等对树脂的结构和固化性能进行分析,并对胶黏剂改性前后的胶合性能、黏度、固化时间等进行测试。结果表明,不同阶段改性后的UF树脂固化温度降低、固化时间缩短,黏度和胶合强度均增加,甲醛释放量降至1.39 mg·L^(-1),达到GB/T 18580-2001中要求的E1级。

基于matlab图像处理的CLT木破率测量方法

准确、高效地测量正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)木破率,丰富其测量方法,对评价CLT胶合质量具有重要作用。使用数码相机获取木破率图像,通过matlab进行自动识别,利用Otsu算法自动分割剪切破坏面积,从而测量木破率,与传统木破率测量方法和Photoshop图像测量方法的结果进行准确性、稳定性的对比分析。结果表明,采用matlab测量法测量木破率与图像处理软件(Photoshop)和实际测量结果无显著差异,该方法具有稳定性好、效率高、速度快等优点,能够准确、快速测量木破率。本研究提供了一种科学、便捷的木破率测量方法,满足了工业化生产需求,为评价胶合质量提供了准确的参考数据和指导意义。

基于纤维拔出研究木材胶合界面的断裂行为

【目的】借鉴复合材料中纤维拔出方法探究木材/酚醛树脂(PF)胶合试件真实的界面剪切强度,分析拔出木条的断裂形貌和细胞壁层的破坏模式,为揭示木材胶合界面的断裂机理提供理论支撑。【方法】根据前期试验条件探索,分别制备得到两种类型木材胶合试件:早材木条/PF树脂和早–晚材木条/PF树脂。利用万能力学试验机和超景深三维显微镜测得的数据计算出平均界面剪切强度,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征手段分析界面相内聚合物分子间作用形式、拔出木条的宏观断裂形貌、微观尺度细胞壁层破坏模式以及裂纹的萌生与扩散。【结果】载荷–位移曲线表明:拔出过程中木条/PF树脂界面相均发生脆性断裂,早材木条/PF树脂的界面剪切强度为(1.23±0.12)MPa,而早–晚材/木条/PF树脂的界面剪切强度为(3.66±0.11)MPa,约为早材木条的3倍。FTIR分析得出:木材与PF树脂聚合物分子间被证实发生化学交联反应,增强界面相黏结性能。SEM结果显示:拔出后埋入顶端早材木条试样的断裂类型为剪切破坏,而埋入底端早材木条的断裂类型为拉伸–剪切破坏共存;拔出后早–晚材木条试样的断裂类型以碎片化拉伸破坏为主。AFM图像表明:拔出后早材木条试样以跨壁层破坏为主,起始裂纹发生在厚度变化较大的相邻管胞壁的S_(2)层,随后沿着S_(1)/S_(2)界面扩展;拔出后早–晚材木条试样晚材细胞S_(2)层起始裂纹同时沿着CML/S_(1)和S_(1)/S_(2)界面扩展;此外,交叉场区域容易发生应力集中,外部拉力载荷使得射线细胞发生剥离或整体脱落。【结论】PF树脂在早材和晚材中渗透差异导致两种类型胶合界面的剪切强度差异,早材木条和早–晚材木条自身结构和性能的差异性是造成拔出后界面断裂形貌差异的主要原因。

十二烷基硫酸钠对大豆基木材胶黏剂的改性作用

采用10.0g·kg-1的十二烷基硫酸钠(SDS)改性质量分数为250.0g·kg-1的大豆粉浆液,制成SDS改性大豆基木材胶黏剂(SF),运用单因素和正交试验法考察了pH值、反应温度和反应时间对改性SF胶耐水胶合强度的影响。试验结果表明,SDS改性大豆基木材胶黏剂的最佳工艺:pH8,反应温度35℃,反应时间4h。改性后的SF胶Ⅱ类耐水胶合强度为0.70MPa。由红外光谱分析可知,SDS改性使大豆蛋白质分子大量的非极性基团外露,增加了蛋白质分子的疏水性,提高了改性SF胶的耐水胶合强度。

六种沙生灌木pH值、缓冲容量及对脲醛树脂胶(UF)固化时间的影响

为了合理开发我国西北地区的沙生灌木，研究了内蒙西部地区沙柳、柠条、沙棘、红柳、桦棒、杨柴６种主要沙生灌木的ｐＨ值、酸碱缓冲容量与ＵＦ胶混合物固化时间。结果表明：６种灌木均呈弱酸性，ｐＨ值为６０３～４５４，酸缓冲容量为０１０５～００４０ｍｍｏｌ，碱缓冲容量为０３１４～０２２２ｍｍｏｌ。种间的ｐＨ值、缓冲容量和ＵＦ胶固化时间差异显著，而每种灌木部位间的上术指标均无显著差异。

高频热压胶合中板坯内温度分布及变化趋势

以杨树人工林木材单板为试材,在进行三聚氰胺甲醛树脂浸渍组坯后,利用高频设备热压成型,并以此探讨高频热压胶合中板坯内的温度场分布和变化规律。结果表明:高频热压胶合中板坯内温度随时间变化曲线可用乘幂函数表示。对于板坯的温度场分布,在板材长宽方向,因边缘各点的含水率差异导致加热过程中温度的不一致,但在超过100℃后各点温度会逐渐接近;厚度方向上,高频电场中板坯的中心或两表层温度并非最高,最高温度出现在靠近正极板的部位,最低温度出现在紧贴负极板表层。

桉木阻燃胶合板胶合强度及润湿性研究

以磷酸氢二铵(DAP)和氢氧化铝(ATH)为阻燃剂,采用不同的配比和不同的浸渍处理工艺制备系列桉木阻燃胶合板,探讨了DAP协同ATH阻燃剂对桉木阻燃胶合板胶合强度和润湿性的影响。结果表明,阻燃处理方式不同,(DAP)与(ATH)的协同效果也不同。采用单板浸渍的处理方式,DAP与ATH协同作用对胶合板胶合强度起到减弱的效果;而采用成板浸渍处理,二者的协同作用明显提高了胶合板的胶合强度。ATH与DAP协同作用提高了桉木单板表面的润湿性,但其效果不如单独使用DAP时明显。

木材用糠醇树脂的研究进展

糠醇来自玉米、小麦加工剩余物,稳定的呋喃环和羟甲基赋予糠醇较好的耐热耐水性能和较高的反应活性,使其广泛用于制备生物质材料。将糠醇用于制备木材胶黏剂及用于木材改性研究,能有效提高木材的高值化利用率。通过综述糠醇的资源现状、化学结构和糠醇自缩聚或与单宁、木质素、尿素共缩聚合成糠醇树脂的过程和性能,分析了糠醇自缩聚树脂对木竹材改性的原理及其在木竹材改性领域的研究现状,进一步对木材用糠醇树脂的有效利用提出了研究展望,为木材行业更好的研究糠醇提供了新的思路。

API胶粘剂在落叶松、白桦和柞木木材弦径面渗透的显微研究

利用显微照片对水性高分子异氰酸酯 (API)胶粘剂在落叶松、白桦和柞木木材中的渗透性进行研究。结果表明 :API胶粘剂在 3种木材弦径面的渗透未看出有很大差别 ,即使木射线发达的柞木 ,在弦切面的木射线中也几乎看不到有API胶粘剂的渗入 ,说明木材弦面上的木射线没有起到引导API胶粘剂渗入木材内部的作用 ,文中分析了原因。

木材-橡胶功能性复合材料制造工艺主要影响因素的交互作用和相关性(英文)

确定聚异氰酸酯(PMDI)与脲醛胶(UF)混合胶黏剂胶接木材与废旧轮胎橡胶制备功能性复合材料工艺的可行性;研究木材-橡胶功能性复合材料制备工艺的主要影响因素(密度、热压时间和温度)对复合材料力学性能:内结合强度(IB)、静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)作用的相关性。采用Design-Expert的响应曲面法分析各主要因子密度、温度、时间对力学性能影响的变化规律,优化各因子,并揭示相互影响和作用机制。结果表明:密度对材料的力学强度有显著性的影响,热压温度与时间的交互作用同样对材料的力学性能影响显著;采用低成本的PMDI/UF混合胶黏剂能够很好地胶结木材和橡胶制备功能性复合材料;获得木材-橡胶复合材料最佳优化工艺:密度1000kg·m-3、热压时间300s、热压温度170℃。利用电子扫描电镜(SEM)揭示了木材-橡胶功能性复合材料的微观结构,并进行界面结构分析。对PMDI/UF胶黏剂胶接橡胶和木材的物理化学胶合机制进行全面系统的分析。

纤维素/半纤维素酶处理对杨木表面胶合性能的影响研究

研究了速生杨木单元经过纤维素酶和半纤维素酶处理后的表面润湿性能、化学基团和胶合强度的变化。结果表明:随着纤维素酶和半纤维素酶用量的增加,杨木的表面自由能和胶合强度逐渐上升。在试验区间内,酶处理时间越长,杨木的胶合性能改善效果越明显。

工程胶合木胶合成型工艺优化研究

以兴安落叶松Larix gmelini为原材料,以间苯二酚树脂为胶粘剂,较系统地研究了压力和涂胶量对落叶松胶合木胶合性能的影响规律,获得了优化的胶合工艺参数。结果表明:胶合木试件的剥离率随着胶合压力和涂胶量的减小而增大;剪切强度和木破率随着胶合压力的增加呈现出先增加后降低的变化趋势,随涂胶量的增加呈现先增加后保持不变的变化趋势;胶合木胶合成型的优化工艺参数为胶合压力1.25 MPa、双面涂胶量300 g/m2。

封闭型聚氨酯预聚体共混改性MUF树脂特性研究

本文通过合成封闭型聚氨酯预聚体(BPUP)对MUF树脂进行共混改性处理,研究了-NCO/-OH(R值)及预聚体添加量对共混胶粘剂胶合性能的影响;并探讨了基材含水率对共混胶粘剂润湿性的影响规律。结果表明:随着R值增加,共混胶粘剂的粘度、p H值和干湿强度均呈增加趋势,接触角整体呈下降趋势;随着BPUP添加量增加,共混胶粘剂的干、湿胶合强度和木破率明显提高;随着基材含水率的增加,初接触角减小,平衡接触角增大,胶粘剂在基材表面的扩散-渗透速率降低,润湿性减弱。

三苯基甲烷三异氰酸酯交联聚乙烯醇木材粘合剂的研究

采用正交实验法 ,探究在水基中三苯基甲烷 - 4 ,4′ ,4″-三异氰酸酯 (TTI)交联聚乙烯醇 (PVA)的反应。TTI是直接用列克纳胶 (JQ - 1)为原料 ,利用其与PVA交联反应产物的不溶性和体系的压缩剪切强度等性能判断该反应的进程。结果表明 ,TTI的加入较大幅度地提高PVA胶水的粘结性能和耐水性能 ,尤其突出的是颜色为稳定的乳白色。

改性超支化聚合物对脲醛树脂性能的影响

采用"碱-酸-碱"合成工艺,在树脂合成反应末期加入不同比例的尿素及改性超支化聚合物,合成了2种脲醛树脂(UF0和UF1),测试了2种脲醛树脂的基本性能及其所制胶合板的力学性能,并借助差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)对树脂的固化性能及耐热性能进行了表征和分析。试验结果表明:加入改性超支化聚合物的UF1树脂具有较低的固化温度,有利于提升树脂的固化速度,且树脂具有较好的热稳定性;胶合板的2h耐冷水胶合强度可以提升近50%,树脂中游离甲醛含量明显下降,而对树脂的固体含量及黏度影响不大。^(13)C NMR结构分析表明,改性超支化聚合物的加入可以有效提升树脂中亚甲基桥键(—CH_2—)和尤戎环(Uron)的比例,对树脂耐冷水性能的提升具有重要作用。

低摩尔比脲醛树脂掺杂支化聚合物体系研究

【目的】脲醛树脂(UF)是生产人造板用最重要的一类胶黏剂,低摩尔比生产技术的推广使甲醛问题得到了有效控制,但树脂胶接及耐久性出现了急剧下降,为了协调甲醛与树脂性能之间的关系,本研究拟选取支化聚乙烯亚胺(HPEI)作为改性剂,利用其独特的结构特征,实现对低摩尔比脲醛树脂胶接性能的调控。【方法】设置了以HPEI聚合物添加量、添加方式为变量,考察在不同条件下对脲醛树脂体系胶接性能的影响,同时借助差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外分析(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等仪器分析手段对HPEI聚合物在树脂体系中的作用机制进行表征和分析。【结果】HPEI聚合物的引入可有效提升低摩尔比脲醛树脂的胶接强度,特别是耐水胶接强度,提升幅度最高可达65%。从经济角度考虑,HPEI聚合物的添加比例以1%为宜。对比HPEI聚合物的不同加入方式,在相同用量条件下,HPEI聚合物与脲醛树脂之间以共聚方式形成的体系,综合效果更加突出。通过FT-IR对不同树脂体系的结构组成分析发现,共聚合方式更加有利于HPEI与UF树脂体系之间化学层面交联反应的发生,而且从树脂固化特征参数的变化上也得到了印证。而根据对改性前后树脂的形貌特征分析也发现HPEI聚合物以共聚合方式加入到UF树脂体系中后,固化后树脂结构呈现出蓬松的层状组合特点,更有利于与木材之间形成良好的机械胶接,从而赋予树脂体系更加显著的胶接和耐久性。【结论】通过本试验的实施,HPEI聚合物可以用于低摩尔比脲醛树脂的增强改性剂,在树脂合成反应过程中添加1%质量比例的HPEI聚合物,可有效提升树脂的胶接及耐久性能,展现出了良好的发展前景。

CuCl2处理对木榫焊接性能的影响

选取国产落叶松作为木榫旋转焊接基材,采用CuCl_2浸渍桦木木榫,分析浸渍处理对焊接性能。结果表明,1)CuCl_2处理组试件和未处理组试件平均抗拉拔力分别为4 988N和4 027N,说明浸渍木榫能够有效提高焊接试件抗拉拔力;2)对木质素等熔融物质在焊接界面的分布情况进行观测分析,发现在CuCl_2处理试件界面分布较均匀,而在未处理试件界面有熔融物质缺失和富积区域;3)采用FTIR对未处理木榫与界面、CuCl_2处理木榫与界面的对比分析,发现木质素、半纤维素等在焊接过程中均发生了热解,CuCl_2处理试件的木质素芳香环发生了少量热解,而未处理试件木质素侧链发生热解后,芳香环相对比较稳定并通过-CH_2-发生了单元间缩合;4)CuCl_2处理和焊接过程均能提升相对结晶度,未处理木榫相对结晶度为19.2%,CuCl_2处理木榫、未处理界面和CuCl_2处理界面的相对结晶度分别高于未处理木榫12.5%、75%和51%。

大豆蛋白-三聚氰胺-尿素-甲醛树脂胶黏剂固化剂的研究

以大豆蛋白降解液、三聚氰胺、尿素和高浓度甲醛为原料,合成了一种低摩尔比的大豆蛋白-三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂胶黏剂(SMUF)。选用(NH4)2SO4、(NH4)2S2O8、(NH4)2HPO4和H3PO4作为SMUF树脂的固化剂,研究了固化剂对SMUF树脂基本理化性能的影响。结果表明:1)传统固化剂(NH4)2SO4不能使SMUF树脂充分固化,最终树脂胶合强度低、耐水性差,固化后的胶层断面疏松、多孔;2)H3PO4和(NH4)2S2O8属于中强酸体系,两者均能一定程度加速SMUF树脂的固化,树脂胶合强度和耐水性均得到改善,固化温度显著降低,固化放热量有所提高;3)(NH4)2HPO4是一种缓冲型酸,其催化SMUF树脂的固化速度较为均匀,树脂综合性能较优,树脂的胶合强度和耐水性较好,固化温度也有所降低,树脂交联程度高,树脂固化层断面相对较为均匀。

速生杨木改性材力学及胶合性能的研究

采用氨溶季胺铜防腐剂(ACQ-D)和自制低分子酚醛树脂预聚体(PF),通过满细胞真空浸渍的方法对速生杨木进行了防腐和增强化学改性处理.对改性前后材料的基本力学强度性能,以及素材、增强改性材、防腐改性材和防腐增强改性材任两种材料的胶合强度进行了测试和分析.结果表明,试验范围内,防腐处理对材料的力学性能影响不大;PF增强改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度分别提高了97.11、83.36、125.53%、37.01%,防腐后增强改性材对应指标值分别提高了101.34、75.05、111.83%、32.60%,符合日本JA S标准中E类指标结构用材要求.PF增强改性材与其它材料进行胶合,压缩剪切胶合强度均大于11 M Pa,木破率大于90%,能够满足日本集成材JA S标准的规定.