压缩率和施胶量对毛白杨重组木干状和湿状表面粗糙度的影响

表面粗糙度是评价木质材料表面质量和加工性能的重要指标之一。以毛白杨(Populus tomentosa)单板和酚醛树脂为原料,采用单因素试验制备重组木,探讨压缩率(50%、55%、59%)和施胶量(10%、15%、20%)对重组木干状和湿状表面粗糙度的影响。结果表明,压缩率对干状和湿状表面粗糙度影响显著,且对干状表面粗糙度的影响大于湿状;随着压缩率的增大,重组木的干状表面粗糙度逐渐降低,湿状表面粗糙度逐渐增大;施胶量对干状和湿状表面粗糙度影响显著,且对湿状表面粗糙度的影响大于干状;随着施胶量的增加,重组木干状和湿状表面粗糙度均逐渐降低。与毛白杨单板相比,在压缩率为59%和施胶量为15%时,重组木干状粗糙度参数Ra和Rz分别降低了79.64%和73.07%,湿状粗糙度参数Ra和Rz分别降低了62.85%和50.00%。在实际生产过程中,可通过控制压缩率和施胶量调控重组木干状和湿状表面粗糙度,以满足不同应用场景对重组木材料表面粗糙度的需求。

基于微创预处理的重组木防霉防腐性能

【目的】研究不同预处理工艺对重组木防霉和防腐性能的影响,旨在寻求最优处理方法以提升重组木在户外多变环境中的使用性能。【方法】采用传统的水煮法、微波法和创新性提出的微创法对重组木进行预处理,利用有机碘化物3-碘代-2丙炔基甲氨酸丁酯(IPBC)对其进行浸渍并采用异氰酸酯胶黏剂(MDI)饰面。通过防霉、防腐试验分析3种处理工艺重组木的防治效力,通过孔隙率、力学性能和尺寸稳定性研究3种处理工艺对重组木质量的影响。【结果】(1)通过微创预处理工艺,重组木的总孔隙率增加了64.1%,载药量提高了88.0%。(2)防霉试验结果显示重组木对照样对黑曲霉和可可球二孢菌的感染等级均为4级,而经过微创预处理/IPBC浸渍工艺的重组木对两种菌的感染等级均为0级,此外通过MDI饰面的重组木抗流失性提高了63.0%。(3)防腐试验结果显示重组木对照样对白腐菌和褐腐菌仅为Ⅱ耐腐等级,而经过微创预处理/IPBC浸渍工艺的重组木对白腐菌和褐腐菌均为Ⅰ耐腐等级。(4)力学和尺寸稳定性试验的结果表明:经过微创预处理/IPBC浸渍工艺的重组木有效保证了优异的力学性能和尺寸稳定性;相比重组木对照样,其抗弯强度和水平剪切强度相比对照样分别提高了14.9%和17.4%,其吸水宽度膨胀率和吸水厚度膨胀率分别降低了25.0%和49.2%。【结论】采用微创预处理/IPBC浸渍工艺制备的重组木对霉菌、变色菌和腐朽菌都具有优异的防治效力,同时提升了力学性能和尺寸稳定性。此外,该微创工艺绿色简单,可有效解决重组木户外应用难题。

我国重组材料科学技术发展现状与趋势

重组材料作为我国创制的一种新型绿色环保材料,经过近20年的发展,已初步建立基础理论体系和工艺技术装备体系,重组竹和重组木实现了大规模工业化生产。剖析重组材料发展过程中面临的微观结构的重构过程与机制,密度对重组材料影响机制、界面性能、耐候性、表面性能等科学问题,以及重组单元制备技术、热处理技术、连续化浸渍技术与装备、重组单元整张化技术、热(冷)压成型等重大技术问题,深入探讨重组材料在户外景观、家居、地板、结构材等领域的发展前景。

新型纤维化单板高性能木质重组材料制造工艺研究进展

简述了木质重组材料的起源与发展,主要对我国提出的新型纤维化单板高性能木质重组材料制造工艺具体环节的研究进展进行了综述。在原始木材碾压疏解阶段,随着疏解度的提高,木质重组材料的物理力学性能也随之增强。在纤维化单板改性阶段,改性处理提高了木质重组材料的防火、防霉性能,赋予了木质重组材料多功能性。总结了不同树种在浸胶阶段,浸胶方法和浸胶量对木质重组材料力学强度和功能性的差异。分析了组坯阶段的组坯方式和设备对木质重组材料强度及尺寸稳定性的影响。归纳了压制阶段中热压法和冷压热固化法两种压制方式各自的优势与不足。最终围绕木质重组材料的缺陷和现有的木质材料高附加值利用案例,针对提高木质重组材料的强度以及拓宽其应用提出了一些新设想。

重组竹的耐冲击性能

探索竹/木复合材料在极端环境中(飓风、雹暴等)对冲击载荷的适应性,并在此基础上进行合理的结构设计。利用Instron 9250HV落锤冲击试验机对毛竹重组竹和竹木复合重组材进行了低速冲击试验,研究了密度和组坯形式对冲击性能和损伤模式的影响,并分析了组坯结构与吸能机制的关系。结果表明:高密度重组竹的耐冲击性能较好,纵横组坯的竹木复合重组材冲击性能优于同密度的重组竹。冲击损伤使重组竹沿纤维方向纵向开裂,导致材料整体失效;而竹木复合重组材的横纵结构抑制了裂纹的扩展,使缺陷仅发生在冲击点附近;落锤出射面表现为层状开裂,具有分层吸能的能量吸收机制。相同密度的竹木复合重组材可以更好地抵抗冲击破坏。

木竹重组材抗弯性能的研究

根据混杂复合材料理论 ,将重组木的构成单元———木束与重组竹的构成单元———竹束 ,采用混杂方法复合 ,并对 3种不同的混杂形态和不同混杂比进行了木竹重组材的结构设计及抗弯力学性能的研究。结果表明 ,与重组木相比 ,木竹重组材的比模量略有提高 ,比强度提高较大 ;3种混杂形态中 ,以竹束为表面的夹芯结构的比模量及比强度最高 ,均匀混杂的木竹重组材的抗弯性能最低 ;木竹重组材的抗弯性能均随竹束用量的增大而有不同程度地增大。重组竹的比模量和比强度分别比重组木高出 5 0 %和 12 0 %。

重组木与重组竹抗弯性能的比较

以杨木和毛竹为原料,制造了重组木和重组竹。对重组木和重组竹的抗弯弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)进行测试和分析。结果表明:密度在0.7g/cm3以上时,重组竹的抗弯弹性模量比重组木的性能好,弹性模量与密度呈线性相关;重组竹和重组木的静曲强度与密度间呈二次相关,重组竹密度在0.8g/cm3以下时,其静曲强度比重组木略低,密度在0.8g/cm3以上时,重组竹的静曲强度比重组竹的略高。将重组竹在低密度下的高弹性模量与杨木相对较高的静曲强度相结合,制造的木竹重组材可以制造出轻质高强的新型结构材料。

疏解单板厚度对杨木重组木性能的影响

以杨木为原料制备高性能重组木,重点探讨疏解单板厚度对重组木性能的影响。结果表明:随着疏解单板厚度的增加,重组木的抗弯性能和抗剪性能下降,但抗弯强度整体差别不明显;吸水厚度膨胀率先下降后略有上升,吸水宽度膨胀率和吸水率呈逐渐下降的趋势,其中6 mm厚疏解单板压制的重组木的耐水性能性能较优。不同厚度疏解单板压制的重组木纹理略显不同,均呈现出较强的实木感。

静压作用下重组木坯料形成的力学机理和试验验证

在横观各向同性假设条件下．借用弹性力学的半无限平面体边界上受力作用和圆柱体均布载荷作用的结论，导出静压作用下重组木坯料形成的受力关系式，并用试验验证了这些结论。应用这些理论，可以精确计算重组本木束形成达到临界状态时的最大应力，并可建立其强度准则。结论还可以用于重组木坯料加工设备的参数确定和丰富木材学的基础理论。

小径木重组材与家具设计的关联性研究

小径木重组材是一种先进生物质材料,在家具、地板制造和室内外用材等方面具有较好的应用前景。为了研究小径木重组材与家具设计之间的关联性,探明小径木重组材应用于家具设计的具体适应性,文章综合运用比较分析法、功能分析法、调查法等科学研究方法,在概述小径木重组材的制造工艺和应用范围的基础上,从家具设计的形式设计、功能设计、情感设计和绿色设计4个方面,结合小径木重组材的材料特性和家具设计过程中对于材料的表现要求,对比了小径木重组材在软硬、轻重、冷暖等感觉性能及肌理、色彩、光泽等表面性能与天然木材的异同,分析了小径木重组材的机械加工性能和功能改性对于家具功能的增益,描述了小径木重组材培养型和寓物型情感特征的由来,调查了小径木重组材在产品生命周期评价体系中与定向刨花板、中密度纤维板相比能源消耗的增减。最终验证了小径木重组材应用于家具设计与制造的合理性和优胜性,侧面反映了家具制造对于小径木重组材制材的改性要求,为利用小径木重组材进行家具设计提出了参考要素,为拓宽木质家具用材渠道同时实现小径木重组材高值化利用的双赢问题提供了理论依据。

我国木、竹重组材产业发展的现状与前景

木、竹重组加工,是速生林木材和竹材未来最具发展前景的高效利用途径之一。通过回顾我国木、竹重组材产业的发展现状,对当前产业发展过程中存在的主要技术、工艺、设备和标准化体系建设等问题,进行了分析归纳,对我国木、竹重组材产业未来的发展提出建议。

中等密度木材制备高性能重组木的适应性

以中等密度木材刺槐和桉树为原料,利用纤维可控分离技术,将6~7厚单板制备成纤维化木单板,经过浸胶、干燥、热压,制备重组木,探讨中等密度木材制备重组木的工艺特点和产品性能。结果表明,2种木材均适合制备高密度重组木;当密度为1.10 g/cm^3时,2种木材重组木的力学性能是其木材的1.5~2.0倍,MOR、MOE和HSS均高于GB/T 20241-2006《单板层积材》最高指标值要求,且刺槐重组木的力学性能与耐水性能更优。

速生轻质木材制备高性能重组木的适应性研究

以低密度泡桐、杨树和柳树三种速生轻质木材为原料,利用纤维可控分离技术,将6~7 mm厚单板制备成纤维化单板,经过浸胶、干燥、热压制备重组木,探讨三种木材制备重组木的工艺特点和产品性能。结果表明,三种木材均适合用于制备高性能重组木;在重组木与木材密度之比约2.5时,泡桐重组木的吸水厚度膨胀率最低,杨木重组木的抗弯性能最好,柳木重组木的水平剪切强度最高。

预处理对竹束及竹木重组材性能影响

采用接触角/界面张力测定仪、电子顺磁共振波谱(ESR)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析了炭化、微波处理后竹束的物理化学性能,利用经过不同预处理的竹束制备了竹木重组材,研究了预处理对竹木重组材物理力学性能的影响。结果表明,炭化处理后竹束表面接触角变大,微波处理后竹束表面接触角变小;炭化处理后竹束表面的自由基浓度降低,微波处理后的竹束表面自由基浓度增大;炭化、微波处理均能使竹束表面纤维素结晶度增大,但炭化处理结晶度增幅较大;炭化处理后竹束表面亲水性羟基减少,而微波处理后竹束亲水性羟基增加;预处理竹木重组材的MOR值较未处理材降低,MOE值变化幅度很小,炭化处理竹木重组材IB和TS值较未处理材下降,而微波处理竹木重组材IB和TS值上升。

户外用重组木加速老化耐久性能的评价

采用杨木和落叶松疏解单板制备重组木,参照我国三循环水煮标准和美国六循环试验方法标准加速老化处理,并测定其力学性能和尺寸稳定性。结果表明:两种老化处理后重组木的力学性能和尺寸稳定性均下降,但抗弯性能仍能满足GB/T20241-2006《单板层积材》中结构用材的要求,尺寸稳定性满足GB/T30364-2013《重组竹地板》中室外地板的要求;三循环水煮试验条件较六循环试验条件更严酷,适用于对使用性能要求更高的重组木的性能评价。

我国高性能重组木材料制备技术开发与应用及未来发展

在总结回顾我国高性能重组木材料的开发历程、研发进展和生产现状的基础上,提出了高性能重组木今后的研究方向和重点内容及未来重组木材料产业的发展建议。

重组木坯料在腰鼓形压辊辗压中应力的级数解初探

在横观各向同性的假设条件下。借用弹性力学的复变函数解法，建立了重组木坯料在腰鼓形压辊均栽辗压下圆截面局部受压力学模型。导出的截面内应力分布的级数形式解，可用于计算圆截面木材在横向加载时沿纵向开裂的应力，为重组木坯料加工设备设计提供设计参数。

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。

新型纤维化单板重组木的主要制备工艺与关键设备

总结传统重组木的产业化发展历程和技术难题,提出先制备单板、再疏解纤维化单板、后重组的技术方案,介绍冷压热固化法和热压法制备新型纤维化单板重组木的主要工艺和关键设备。新型纤维化单板重组木突破了传统重组木采用原木直接碾压疏解制备木束的思路,解决了重组木产业化的技术瓶颈,为其产业化提供了一套可行的技术方案。

木/竹重组材制造技术专利分析

对全球木/竹重组材制造技术专利进行检索分析,包括发展趋势分析、技术分类分析、区域分布分析、主要竞争者分析、重点专利分析等内容,总结木/竹重竹材制造技术的整体发展态势,比较国内外专利申请现状的差异,为国内申请人进行技术研发和专利海外布局提供参考。