辊压树脂浸胶法对桉木重组木尺寸稳定性影响机理

【目的】为解决重组木制备过程中重组单元施胶不均匀导致的尺寸稳定性差的问题,通过辊压树脂浸胶工艺制备重组木,探究辊压树脂浸胶工艺对桉木重组木尺寸稳定性的影响机理。【方法】分别通过吊笼式浸胶法和辊压树脂浸胶法制备桉木重组木,采用超景深显微镜、扫描电子显微镜、微计算机断层扫描仪和激光共聚焦显微镜观察重组单元和重组木表面形貌、微观结构和胶液分布情况,并采用X射线光电子能谱仪、粗糙度仪、接触角测定仪以及63℃水泡24 h和28 h循环法(沸水煮4 h,63℃烘20 h,沸水煮4 h)研究重组木表面化学成分、表面粗糙度、表面润湿性和耐水性能。【结果】与吊笼式浸胶法制备的重组木(CWS)相比,辊压树脂浸胶法制备的重组木(RWS)表面裂隙减少,粗糙度降低,表面润湿性减弱,耐水性能显著增强。RWS表面粗糙度R_(a)和R_(z)相比CWS分别下降了34.38%和72.75%。接触角测试结果表明,第20 s时RWS的表面接触角相对于CWS增大幅度为283.95%。63℃水泡24 h测试结果显示:RWS的吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率分别为5.47%和1.11%,与CWS相比降低幅度分别达到52.16%和50.09%。28 h循环测试结果显示:RWS的吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率分别为6.24%和1.17%,与CWS相比降低幅度分别为51.45%和58.51%。辊压浸胶过程对重组单元产生了二次破坏,增加了胶液进入的通道;同时,辊压使细胞在被压缩到恢复原貌的过程中产生的负压,增加了胶液的渗透深度,形成网状胶合结构,加强了重组木的胶合性能,抑制了木材细胞在吸水后的回弹。【结论】辊压树脂浸胶法提高了重组木内部胶液分布的均匀性,降低了桉木重组木表面的粗糙度和润湿性,显著提高了重组木的耐水性能,改善了重组木的尺寸稳定性,对重组木的工艺优化和连续化生产具有重要的参考和指导意义。

辊压树脂定向渗透工艺对竹束干燥及重组竹性能的影响

竹束施胶前和施胶后的干燥和施胶工艺是重组竹制备过程中的关键工序。目前,企业主要采用间歇式吊笼浸胶法,但此施胶工艺存在施胶不均匀、干燥能耗高的问题。为解决上述问题,研发了辊压树脂定向渗透技术,研究了辊压树脂定向渗透技术对竹束干燥和重组竹物理力学性能的影响。试验结果表明:在相同干燥条件下,采用辊压树脂定向渗透技术时竹束施胶前、后的干燥时间比间歇式吊笼浸胶法的干燥时间缩短幅度分别约为65%和48%。由此可知,辊压树脂定向渗透技术可大大缩短竹束施胶前、后的干燥时间,提高干燥效率和降低干燥能耗。通过扫描电镜观察可知:采用辊压树脂定向渗透技术施胶过程中,压辊对竹束进行辊压,使得竹束的宽度增大,表面的裂隙增多,增加了胶液在竹束中的渗透通道;同时,胶液在辊压压力的作用下向竹材细胞壁内渗透,使得胶液在竹束中的分布更加均匀。采用两种施胶方法制备的重组竹力学性能和耐水性能测试结果显示:相对于间歇式吊笼浸胶法制备的重组竹,采用辊压树脂定向渗透技术制备的重组竹静曲强度变化不大,而弹性模量和水平剪切强度显著增大,增大幅度分别达到17.85%和59.25%;吸水宽度膨胀率和吸水厚度膨胀率均显著降低,降低幅度分别达到36.48%和22.67%。因此,采用辊压树脂定向渗透技术制备的重组竹刚度增大,耐水性能提高,尺寸稳定性得到改善。辊压树脂定向渗透技术的开发,解决了间歇式吊笼施胶过程中施胶量难以精确控制、干燥成本高的技术瓶颈问题,对降低竹束的干燥能耗和提高重组竹的产品质量具有重要的意义。