木质地板结构与密度分布特征的CT技术检测

利用CT技术无损检测实木地板、杨木重组木地板以及毛竹重组竹地板的内部结构,并分析了三者的密度变异特征。结果表明:密度变异重组木地板>重组竹地板>实木地板;杨木重组木地板从表面到背面的剖面密度分布(VDP)呈现小幅下降后大幅上升的趋势,而实木地板与毛竹重组竹地板VDP无明显变化规律。CT技术能用于地板结构与密度的检测与分析,并将在木质地板质量无损检测以及重组材地板工艺优化研究中产生积极影响。

浸胶量对杨木重组木物理力学及表面性能的影响

新型重组木是以纤维化木单板为基本单元制得的性能可控、规格可调的木基复合材料,是速生低质材优用的一项新技术,可替代优质硬阔叶材使用。利用速生材杨木制备重组木,分析浸胶量对板材物理力学性能及表面性能的影响,浸胶量分别为7%,10%,13%,16%和19%。结果表明:在相同的生产工艺条件下,随着浸胶量的增加,板材的静曲强度和抗压强度呈现先增大后减小的趋势,浸胶量为13%时为拐点,而抗弯弹性模量随浸胶量变化的趋势不明显;板材的耐水性随着浸胶量的增大而增强;表面粗糙度及表面自由能随着浸胶量的增大而减小,而3种液体(水、甲酰胺、二碘甲烷)在重组木表面的接触角均随浸胶量的增大而增大。13%为较优的杨木重组木浸胶量,此时,板材的耐水性能、抗弯性能及表面性能较优,且耗胶量较少。

玻璃纤维增强杨木重组木的表面动态润湿性

研究了密度和添加玻璃纤维这两个因素对杨木重组木的表面动态润湿性能的影响,采用水和环氧树脂作为实验液体。利用动态接触角模型对接触角随时间增加的变化情况进行拟合,并通过拟合函数得出的液体在表面铺展和渗透的速率来反映表面动态润湿性的高低。结果表明,随着密度的增加,杨木重组木表面动态润湿性呈降低趋势,且水相比于环氧树脂在杨木重组木表面的铺展渗透速率更高,润湿性更高。对玻璃纤维增强杨木重组木空白处和玻璃纤维与杨木基交界处两种不同表面的动态接触角进行了测试分析,发现水和环氧树脂在玻璃纤维与杨木基交界处的表面动态润湿性相比在空白处均有显著降低。因此,通过玻璃纤维的添加可以抑制水的渗透,进而改善杨木重组木的尺寸稳定性。

速生杨木/甘蔗渣重组材的工艺研究

研究了热压温度、重组材密度和甘蔗渣加量对速生杨木/甘蔗渣重组材主要物理力学性能的影响。试验结果表明:速生杨木/甘蔗渣重组材的密度是最显著性的影响因素,其次为热压温度和甘蔗渣加量。

两种压制方法对杨木重组木性能的影响

采用冷压热固化法和热压法两种不同压制工艺制备杨木纤维化单板重组木,并对其进行力学性能和尺寸稳定性分析,测量重组木在不同密度下力学性能和尺寸稳定性的变化,探讨两种压制工艺对杨木纤维化单板重组木性能的影响,为改善重组木生产工艺提供技术支持。研究结果表明:冷压热固化法相对于热压法制备的重组木在力学性能和尺寸稳定性方面都有显著提升,但随着密度的增大其优异性不明显。因此,在满足各项力学性能和尺寸稳定性的情况下,实际生产时推荐使用热压法。

热处理纤维化杨木单板条制造重组材的性能

基于传统重组木和重组竹的制备技术,利用中小径级速生杨木,开发一种以热处理的纤维化杨木单板条制备重组材的工艺,并检测重组材的物理力学性能。结果表明,随着热处理温度的提高,重组材的吸水性及吸水厚度膨胀率明显降低,静曲强度和弹性模量略降,硬度呈现微增。

杨木重组木窗制造工艺技术及性能评价

以杨木为原料采用定向重组工艺制成重组木,并通过实木窗制造工艺制造重组木窗。探索了施胶量、密度和铺装方式对重组木刨削、铣削、钻削等机械加工性能影响,在此基础上,采用优化的工艺条件试制重组木窗,并对窗的气密性、水密性、抗风压、保温等性能进行评价。结果表明,杨木采用定向重组工艺加工成重组木,再按照实木窗制造工艺制成重组木窗是可行的,其生产设备与现有的实木窗生产设备基本匹配,杨木重组木窗综合性能优于铝包木窗;杨木加工成重组木后,刨削、铣削、钻削机械加工性能得到极大改善,不同的工艺对机械加工性能具有显著影响,重组木密度越大,机械加工性能更优,平行铺装试样的加工性能略优于随机铺装。

蓝变杨木重组木尺寸稳定性及胶合界面微观表征

为了考查杨木蓝变对重组木尺寸稳定性的影响,以蓝变端部材(LD)、蓝变中部材(LM)、普通端部材(PD)、普通中部材(PZ)4组重组木为研究对象,对比了4组重组木尺寸稳定性的差异,并运用胶合界面荧光显微分析探讨了这种差异的原因。结果表明,4组重组木的纵向湿胀率和干缩率均小于0.50%,LD、LM的宽度湿胀率和干缩率在0.50%～2.40%之间,PZ、PD在1.50%～2.90%之间;LD、LM厚度湿胀率和干缩率为2.00%～5.00%,PZ、PD为3.30%～6.80%。4组重组木的胶层百分比从大到小依次为LM(79.81%)、LD(59.83%)、PZ(47.42%)、PD(39.36%)。当胶合强度一定时,胶层面积百分比与湿胀率成负相关,蓝变重组木的尺寸稳定性最好。

压缩率对杨木重组木表面硬度的影响

【目的】以速生人工林杨木为试验材料,利用定向重组技术制备高硬度重组木,揭示压缩率对杨木重组木表面硬度的影响规律,为杨木表面改性及其重组木制备工艺优化提供可靠的方法和科学依据。【方法】利用定向重组技术制备压缩率50%、55%和59%共3种杨木重组木,选取杨木、红榉和俄罗斯柞木为对照样,采用万能力学试验机测定3种木材和3种不同压缩率杨木重组木样品表面的金氏硬度;应用超景深三维显微镜(UDTM)、场发射扫描电镜(SEM)观察样品表面的宏观和微观形貌以及样品金氏硬度测试过程中破坏面的宏观和微观形貌;运用压汞法(MIP)测试样品孔隙率;使用激光共聚焦显微镜(LSCM)和透射电子显微镜(TEM)表征酚醛树脂在重组木中的分布情况。【结果】杨木重组木的金氏硬度随压缩率增大而增大,与杨木相比,压缩率59%杨木重组木的金氏硬度增加12.63倍,其硬度高于俄罗斯柞木和红榉。金氏硬度测试过程中的应力-应变曲线显示,压缩率越大,重组木的比例极限应力越大。场发射扫描电镜(SEM)和超景深三维显微镜(UDTM)观察可知,杨木原木的破坏面呈韧性断裂,制备的重组木随压缩率增大其破坏模式逐渐变为脆性断裂。压汞法(MIP)测试样品孔隙率可知,定向重组可显著降低杨木的孔隙率,压缩率越大,重组木的孔隙率越低。激光共聚焦显微镜(LSCM)和透射电子显微镜(TEM)观察可知,随压缩率增大,酚醛树脂沿胶层带分布的宽度和深度逐渐增加,且渗透到导管、木射线和纤维细胞的细胞腔中。通过纳米压痕测试重组木细胞壁力学性能,当重组木压缩率为55%、施胶量为15%时,其细胞壁硬度和弹性模量相较原木分别提高54.65%和20.14%。重组木表面硬度增大主要是因为杨木经定向重组后,其导管和木纤维细胞被压缩密实,孔隙率降低,单位体积内的细胞实质密度增加,细胞之间的结合面积增大,连接更紧密;同时,引入的酚醛树脂不仅将压缩的细胞结构固定,而且通过形成的胶钉可提高细胞之间的连接强度,浸入细胞壁的酚醛树脂还能够增强其硬度和弹性模量,从而赋予重组木表面较高的硬度。【结论】定向重组技术可有效解决速生人工林杨木木材材质软、表面硬度低的问题,且可通过控制压缩率调控重组木硬度,以满足不同应用场景对材料硬度的需求。