高压电场处理杉木与脲醛/酚醛树脂的胶合界面性能及其机理

基于高压电场处理方法,研究了杉木和胶黏剂活化程度、脲醛/酚醛树脂反应行为、动态润湿行为以及木质复合材料的胶合性能等.结果表明,在高压电场作用下,杉木与胶黏剂活化程度、脲醛/酚醛树脂交联反应程度均显著提高,两种树脂的活化程度差异性主要由官能团类型、分子排布形式和极化程度不同引起.高压电场作用下,脲醛和酚醛树脂在杉木表面的吸收率分别降低了25.33%和24.21%,其复合材料的胶合界面强度分别提高了70%和28%.这主要是由于杉木和胶黏剂分子的活化、极化程度提高,增加了胶黏剂与杉木之间化学反应位点,使胶黏剂在杉木表面的扩散和渗透行为随之改变,进而提高了交联程度.

聚芳基乙炔树脂/杉木粉木材陶瓷的制备与表征

用聚芳基乙炔树脂浸渍杉木粉,固化制得聚芳基乙炔/杉木粉复合材料,经高温炭化得到了一种新型木材陶瓷。用DTG分析了聚芳基乙炔树脂和复合材料的热稳定性,用XRD、LRS和SEM研究了炭化温度和树脂用量对木材陶瓷物相构成、断面微孔形态和抗压强度的影响。结果表明,木材陶瓷呈三维多孔结构,孔分布比较均匀;复合材料保持了很高的热分解温度(325℃)和残碳率(70%)。随着炭化温度升高,d002晶面间距由0.389 5 nm减小至0.353 0 nm,而微晶尺寸Lc和La有不同程度增加。木材陶瓷的开孔率随炭化温度的升高由31.5%减小至20.1%,而抗压强度由3.0 MPa增大至6.2 MPa。树脂/杉木粉质量比对木材陶瓷的微孔尺寸和形状有较大影响,但对石墨微晶尺寸影响不明显。

速生杉木的改性研究——UF树脂浸渍后热压法改性

采用脲醛树脂 (U F)浸渍后热压的方法 ,对速生杉木气干材进行改性。试验结果表明 :1.改性后杉木的静曲强度平均提高 42 % ,弹性模量平均提高 17% ,吸水率平均降低 45 % ,吸水厚度膨胀率基本无变化 ;2 .热压工艺中的压力对改性杉木的 MOR,MOE影响最大 ,树脂浸渍时间是影响其吸水率和吸水厚度膨胀率的主要因素。

高温热处理对UF树脂改性杉木力学强度的影响

本研究以脲醛(UF)树脂改性杉木为研究对象,采用高温过热蒸汽对其进行热处理,系统研究了热处理温度和时间对UF树脂改性杉木力学强度的影响规律。结果表明:与杉木对照材相比,UF树脂改性杉木力学强度显著提高;高温热处理使杉木浸渍材的力学强度降低;随着温度升高和时间延长,杉木浸渍材的抗弯弹性模量和强度、顺纹抗压强度和横纹抗压比例极限应力均呈明显下降趋势;经热处理后,UF改性杉木抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度最大分别可降低11.4%、65.1%和17.3%,横纹全部弦向和径向抗压比例极限应力最大分别可降低60.9%和59.6%,横纹局部弦向和径向抗压比例极限应力最大分别可降低36.5%和56.5%。

冷杉树脂及其利用

冷杉树脂是一种珍贵的化工原料,在国民经济中有极为广泛的用途。本文概述了近年来在冷杉树脂形成、分布、采集、加工和综合利用等方面的研究成果,对今后合理开发利用国内的冷杉资源有重要的参考价值。

高温热处理对UF树脂改性杉木吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响

以脲醛(UF)树脂改性杉木为研究对象,采用高温过热蒸汽对其进行热处理,系统研究了热处理温度和时间对UF树脂改性杉木吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响规律。结果表明:与杉木对照材相比,UF树脂改性杉木吸湿性降低,耐湿尺寸稳定性提高;高温热处理能降低UF树脂改性杉木的吸湿性,提高其耐湿尺寸稳定性;与热处理时间相比,高温热处理温度对UF树脂改性杉木的吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响更大,随着热处理温度的升高,UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向湿胀率、径向湿胀率和体积湿胀率均呈先下降后升高的趋势;与杉木对照材相比,热处理UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向、径向湿胀率和体积湿胀率最大分别降低了39.00%、62.02%、69.89%、59.99%;与未经热处理的UF树脂改性杉木相比,热处理UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向、径向湿胀率和体积湿胀率最大分别降低了28.71%、53.42%、65.85%、54.32%。

福建杉/改性脲醛树脂胶制备轻质人造板的实验研究

以福建杉木微米级长薄刨花和改性脲醛树脂胶粘剂为原料,在实验室压制了轻质人造板材。采用单因素对比实验,就施胶量对板材的物理力学性能的影响规律进行了研究。实验结果表明:板材外观呈现木本色,施胶量对福建杉/改性脲醛树脂胶轻质人造板的静曲强度(MOR)、内结合强度(IB)、握螺钉力均有显著影响;当施胶量为30%时,所制备的密度为0.3,0.4和0.5 g/cm3的福建杉/改性脲醛树脂胶轻质人造板的物理力学性能,均能达到《日本轻质刨花板工业标准JISA5908》的各项性能指标。

改性三聚氰胺脲醛树脂增强人工林杉木的性能

采用改性三聚氰胺脲醛(MUF)树脂和递进式逐级渗透处理工艺,对人工林杉木进行浸渍处理,制备增强改性杉木木材,并与未改性素材进行物理化学性能的对比分析。结果表明:改性材的绝干密度、抗弯强度和抗弯弹性模量均有所提高,吸水率降低,热稳定性提高;FTIR和SEM分析显示,改性剂被成功引入、填充,并固化于木材管胞和纹孔等孔隙中。

PF树脂对杉木浸渍与压缩工艺的研究

为了改善杉木材质软、强度低等物理力学性能方面存在的一些缺陷,用PF(酚醛)树脂溶液对杉木进行浸渍压缩的改性处理。试验结果表明,当浸胶浓度为25%、浸胶时间为24h、热压温度为160℃和每单位厚度的保压时间为45s/mm时,所得改性杉木的性能最佳。

增强-阻燃改性人工林杉木的性能研究

为了提高人工林杉木的物理力学性能和阻燃性能,采用新型环保的改性剂配方和改良的真空加压浸渍法对杉木进行浸渍处理,并对杉木素材、增强材、阻燃材和增强-阻燃材的各项性能进行评价。结果表明:增强材和增强-阻燃材的密度分别达到0.577、0.604 g/cm^3,吸水率从128.8%下降到80%左右,尺寸稳定性提高,改性材的抗胀率由高到低排序:增强材>增强-阻燃材>阻燃材,增强材和增强-阻燃材的抗弯强度和抗弯弹性模量均比素材分别提高了35%和45%以上;3种改性材的氧指数比素材分别提高了110%、70%和130%,点燃时间延迟11~27 s,阻燃材和增强-阻燃材的热释放速率和总热释放量均降低明显,增强阻燃联合改性杉木的效果最优,杉木的各项性能全面改善。

离子液体与杉木粉对酚醛胶粘剂性能的影响

制备了离子液体/杉木粉/酚醛树脂的复合胶粘剂,用DSC、FTIR和TGA分别对其固化温度、化学结构及热稳定性进行测试分析,研究了木粉和离子液体对复合胶粘剂性能的影响。结果表明,木粉能有效降低胶粘剂的游离醛含量,离子液体可以大幅度提高胶粘剂的胶合性能。与普通酚醛胶相比,当离子液体与木粉质量比为10:1时,复合胶粘剂游离醛从1.76%降低到0.24%,拉伸剪切强度从2.16 MPa提高到5.39 MPa,且固化后不龟裂,透明度较高。TGA结果表明复合胶的热分解温度提高,但残碳率降低。分析了被离子液体溶解的木粉对游离醛的捕捉作用及离子液体对胶合性能的贡献。

热压法制备速生杉木集成材工艺

采用脲醛树脂胶粘剂,运用热压胶合工艺,对速生杉木进行指接与侧拼胶合后制成集成材,并进行横向静曲强度和弹性模量测试。分析热压法制备速生杉木集成材的工艺可行性,讨论侧拼压力、胶合时间与热压温度对速生杉木集成材横向静曲强度与弹性模量的影响,为速生杉木集成材的热压法生产提供理论依据。试验结果表明,在本研究试验条件内,采用脲醛树脂作为胶粘剂,运用热压法制备速生杉木集成材是可行的。

盾构管片裂缝修补材料的黏结性能研究

在对地铁盾构管片裂缝的修补过程中,经常会遇到修补材料脱落和失效问题,所以材料的界面黏结强度是非常重要的指标。针对隧道和地下环境,选用水性环氧树脂,参考砂浆黏结拉拔试验设计了界面拉伸黏结试验方法研究改性水泥基修补材料与老混凝土界面的黏结性能,并通过扫描电镜(SEM)观察砂浆的微观形貌,红外光谱(FTIR)分析净浆界面黏结机理。试验结果表明,掺入环氧后能显著改善修补材料与老混凝土过渡区的黏结性能,大幅提高黏结强度。

压缩率与树脂浓度对改性速生杉木基本性能的影响

以速生杉木为基材,采用低分子量酚醛(PF)树脂浸泡及热压密实工艺对其进行表面改性处理,并对改性后材料的基本性能进行检测,研究了改性过程中压缩率与树脂浓度对改性材基本性能的影响。结果表明:试件密度随压缩率与树脂浓度的增加而增加,其中压缩率的影响更为明显;随压缩率和树脂浓度的提高,其弹性模量、静曲强度以及硬度不断增加,当树脂浓度为50%、压缩率为10%时,弹性模量、静曲强度、径面硬度、弦面硬度和端面硬度分别增加了88.69%、66.07%、25.60%、29.72%和42.91%。同时,改性材表面耐磨性随树脂浓度的增加而有显著提高,但受压缩率的影响很小。

杉木液化产物制备环保型PF树脂的研究

用硫酸和苯酚将杉木液化,采用傅立叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱技术对液化产物进行了分析,并对用液化产物代替苯酚制备PF树脂的工艺进行了探讨。研究结果表明:杉木液化产物中含有大量的具有苯环结构的小分子活性物质,分子量主要分布在800～2 300之2;原料配比、树脂化温度、升温方式和残渣率等因素对PF树脂的质量有明显影响,采用优化工艺制备的PF树脂的游离酚和游离醛的含量分别为0.5%和0.3%,且胶合性能优良。

酚醛树脂对人工林杉木木材的浸注性及其改善的研究

研究了低分子量酚醛树脂对杉木木材的浸注性及树脂在木材内的分布状态 ,并对苯醇抽提前处理法、常压浸渍和真空浸注的效果进行了评价。无论抽提处理与否 ,常压浸渍的树脂水溶液充填率为理论最大浸注量的 1 0 %左右 ,而真空浸注可达到 90 %以上 ,真空浸注效果明显 ;无论是常压浸渍还是真空浸注 ,抽提处理后树脂的浸注性有很大改善 ,但常压浸渍的效果不是非常明显。软X射线解析样品纵向树脂分布状态结果表明 :无论是否经过抽提处理 ,在常压浸渍的情况下 ,树脂主要分布在样品的端部 ,而经过真空浸注处理 ,树脂注入的深度增加 ,尤其经过抽提处理后树脂可达到样品中心。由此可见 ,抽提处理和真空浸注并用 ,使树脂的分布状态有很大改善。另外 ,抽提处理后样品之间树脂分布的差异也趋于减小 ,即树脂在样品间的分布状态也有改善。用实体显微镜观察树脂在木材细胞腔内的充填状况结果表明 :沿着样品纵向从端部到中心树脂充填率呈下降趋势 ,而且抽提处理的充填率比未抽提处理的高。

苯酚-三聚氰胺-尿素-甲醛树脂复配硼化物改性杉木的阻燃性能

采用不同固体质量分数的苯酚-三聚氰胺-尿素-甲醛(PMUF)树脂和硼酸、硼砂阻燃剂对人工林杉木进行浸渍处理,并对改性材的阻燃性能进行评价。结果表明:与素材相比,硼化物改性材的氧指数提高,热释放速率和总热释放量均大幅降低;随着树脂固体质量分数的增加,树脂改性材的氧指数呈现先升高后略下降的趋势,点燃时间延长,第一热释放速率峰值逐渐减小并且第二热释放速率峰值出现时间延迟,但总热释放量上升;复配改性材的氧指数均达到55%以上,阻燃性比树脂改性材进一步提高,热释放速率和总热释放量降低明显,残炭量增加,热稳定性提高。

杉木积成材浸渍纸贴面工艺的初步研究

为了提高和改善杉木积成材的物理力学性能和外观质量,促进杉木积成材的推广应用,初步探索了杉木积成材浸渍纸贴面工艺的可行性。试验采用在杉木积成材与浸渍纸之间加入一张木单板,且一次性压贴在杉木积成材基材上的方法,并测试了贴面板的物理力学性能,分析了贴面工艺,选择了较佳工艺参数。结果表明:对杉木积成材进行浸渍纸贴面切实可行。较佳贴面工艺参数为:热压压力2 5MPa,热压时间4min,热压温度160℃。

基于原位浸渍法的酚醛树脂改性杉木木材研究

以苯酚、甲醛和氢氧化钠为改性剂,通过原位浸渍法对杉木木材进行了改性研究。探讨了浸渍压力、浸渍温度、浸渍时间和原位固化温度对改性杉木木材浸渍效果、强化效果和尺寸稳定效果的影响,并对改性杉木木材的化学结构、内部形貌、结晶结构和耐热性能进行了表征。结果表明,浸渍压力为0.5 MPa、浸渍温度为50℃、浸渍时间为32 h和原位固化温度为80℃时,改性杉木木材的浸渍效果、强化效果和尺寸稳定效果最佳。苯酚与甲醛在杉木木材中发生原位反应,既填充了杉木木材内部纹孔、细胞腔和细胞间隙,又与杉木木材中反应性羟基形成了氢键和化学键结合,从而有效提高了杉木木材的力学性能和耐水性能。酚醛树脂的浸入扰乱了杉木木材中纤维素结晶区定向排序良好的微纤丝,减弱了纤维素分子链的分子间作用,导致杉木木材中纤维素结晶度有一定程度降低。经过酚醛树脂原位浸渍改性后,改性杉木木材的耐热性能显著提高,可显著提高杉木制品的使用安全性。

浸渍杉木吸湿滞后研究

[目的]对浸渍杉木的吸湿和解吸特性进行研究,旨在为浸渍木材加工过程中的木材尺寸变化提供参考依据。[方法]根据Hailwood-Horrobin吸附模型,拟合出20℃和30℃浸渍杉木与杉木对比材的吸湿及解吸曲线并进行对比。[结果]在温度相同的条件下,相比杉木对比材,相对湿度对浸渍杉木吸湿和解吸过程影响较小;浸渍杉木的等温吸湿曲线与解吸曲线均低于杉木对比材。[结论]浸渍杉木存在吸湿滞后现象。在同样的大气环境下,浸渍杉木达到稳定的过程要快于杉木对比材,但浸渍杉木的吸湿滞后差值要小于杉木对比材的差值。