中国近五年竹材加工利用研究进展及展望

对我国近5年(2002-2006)竹材加工利用研究进展,包括竹材人造板、竹炭、竹醋液、竹纤维等进行了系统归纳和总结;对我国竹材研究方向给出几点建议,并对我国竹产业发展趋势做了展望。

麻毡增强竹炭板制造工艺初探

对以竹炭颗粒为主要原料、麻毡为增强材料制造竹炭板的可行性进行了试验,探讨了不同水平的施胶量、热压温度和时间等工艺参数对样板部分物理力学性能指标的影响。结果表明:麻毡增强竹炭板的制造工艺是可行的;本试验范围内适宜的制板工艺条件为:热压温度125℃,时间12min,施胶量11%;按此工艺制得竹炭板的MOR为4.6～6.1MPa,MOE为600～1100MPa,TS为0.6%～1.0%,24h吸水率28.7%～33.0%。

开发利用竹子加工下脚料的可行性探讨

介绍了我国竹子资源的利用现状及竹材加工企业产生的下脚料情况，阐述了开发利用这些下脚料的途径、开发技术手段、开发产品的用途、市场前景及其必要性和可行性。

竹炭基功能型复合板材的研制

以竹炭为基料、热塑性白乳胶为粘接体、无纺布为增强和表面装饰材料,通过热压胶合制备竹炭复合板材。分析板材的性能指标,探讨板材制备影响因素,发现胶料含水率与板材成型难易相关,温度对力学强度影响小,双面覆无纺布能起到明显增强作用,施胶量对板材的力学、吸附性能和导电性能均有影响。结果表明控制湿含量,采用增强措施,调节胶含量,可以制备出集吸附和导电于一体的功能型复合板材。

竹炭/聚氯乙烯复合板材的性能

以竹炭(BC)、聚氯乙烯(PVC)为原材料,制备竹炭/聚氯乙烯复合板材(BC/PVC),采用热重分析仪和热重⁃红外联用仪测试分析热失重特性,用锥形量热仪测试分析其燃烧特性,并进行了远红外辐射率和吸水厚度膨胀率等物理力学性能的测试。结果表明,BC/PVC的物理力学性能满足GB/T 24137—2009《木塑装饰板》和DB44 T 349—2006《木塑复合材料技术条件》规定的要求,尺寸稳定性优良。其中,BC的加入能够显著增强PVC的热稳定性,BC/PVC残余质量分数达45.05%,是PVC的5.3倍,且最大热分解温度延后,发生热失重的温度段缩短,热失重速率明显降低。BC/PVC燃烧时气体生成出现在中后期且总量不大,主要为CO2,BC有效减少燃烧过程中HCl的生成,降低了烟气毒性,且通过促进基材形成“有效炭层”,使BC/PVC的总热释放降低38.05%,烟气释放量仅为PVC的1/3,600 s时残炭量达到PVC的近11倍,整体阻燃防烟性能较好,显著提升材料在发生火灾时的安全性。BC/PVC在8~14μm波段的远红外发射率均值达0.938,具有较高的远红外辐射特性,有望实现PVC基复合板功能化的研发应用。

竹炭—白乳胶复合板的研制

以竹炭为基材,热塑性白乳胶为粘接体,双面覆无纺布为增强和表面装饰材料,采用热压成型工艺制备竹炭—白乳胶复合板。通过正交试验考察了竹炭粒度、施胶量及热压时间对复合板物理性能的影响,结果发现施胶量是影响复合板各性能的主要因素。制备工艺参数竹炭粒度为50目、施胶量为20%、热压时间为10 min时,复合板的质量指标可达到抗拉强度4.5MPa,静曲强度10.5 MPa,弹性模量1270 MPa,24 h吸水厚度膨胀率0.9%,24 h吸水率35.3%。

原料配比对氯氧镁水泥竹炭板性能的影响

以竹炭为原料、氯氧镁水泥为胶黏剂,通过热压成型的方式探索氯氧镁水泥竹炭板的制备工艺。研究了氯氧镁水泥配比、竹炭粒径以及竹炭质量分数等因素对竹炭板静曲强度、剖面密度、甲醛吸附率、吸水率以及24 h吸水膨胀率等性能的影响,最终得到氯氧镁水泥竹炭板较优的制备工艺参数。研究结果表明:氯氧镁水泥的最优物质的量配比确定为n(MgO)∶n(MgCl_(2)·6H_(2)O)∶n(H_(2)O)=7∶1∶10;在试验范围内,筛选得到竹炭粒径为27~60目且质量分数为45%时氯氧镁水泥与竹炭比例最佳,制得的竹炭板静曲强度可达6.14 MPa,质地均匀且致密;竹炭板依然保有竹炭的吸附功能,竹炭板对甲醛的吸附性能和吸水率随着竹炭粒径的减小呈现先增后减的趋势,在竹炭粒径为14~24目时最高,甲醛吸附率最高为1.85%,同时竹炭板具有良好的尺寸稳定性,24 h吸水膨胀率均低于0.5%;通过对竹炭板的微观结构进行扫描电镜观察发现,氯氧镁水泥能够进入竹炭孔径内部,以胶钉的形式来形成胶接强度。

竹炭板贴面工艺及性能研究

为了改善竹炭板外观质量、提高其力学性能、拓展其使用范围。实验以竹炭板为基材,选取科技木皮、竹皮和浸渍纸3种贴面材料,异氰酸酯双组份胶黏剂,采取冷压工艺,按照正交试验方法进行试验,并采用红外光谱分析其结合界面,结果表明:(1)3种贴面材料的最优工艺范围:涂胶量110~130 g·m^(-2),预固化时间5~10 h,冷压时间1.5~3.5 h,冷压压力1~2 MPa。(2)贴面后的竹炭板抗弯强度与弹性模量增长较为明显,含水率、吸水厚度膨胀率、尺寸稳定性等性能均符合GB/T 24137-2009《木塑装饰板》规定的要求。(3)通过红外光谱图谱分析可知,胶黏剂与竹炭板界面、木竹材界面均通过物理结合,而与浸渍纸界面通过化学结合。