楊木單板層積材復(fù)合裝飾結(jié)構(gòu)型材制造及性能

研究玻璃纖維對楊木單板層積材彎曲性能的增強(qiáng)效果。試驗結(jié)果表明:玻璃纖維對楊木單板層積材的縱橫向靜曲強(qiáng)度(mor)、彈性模量(moe)的增強(qiáng)效果顯著,特別是橫向的mor、moe的增強(qiáng)幅度更大,橫向的moe、mor值分別提高了79.6%、60.2%。

單板縱向接長是單板層積材(lvl)生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié),單板斜接質(zhì)量的好壞直接影響生產(chǎn)效率、產(chǎn)品外觀質(zhì)量和內(nèi)在強(qiáng)度。本文探討了非結(jié)構(gòu)用楊木lvl產(chǎn)品中的單板斜接生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法,由使用酚醛樹脂膠改為三聚氰胺改性脲醛樹脂膠,并驗證了其可行性。

采用足尺測試方法,對楊木單板層積材的力學(xué)性能特征值進(jìn)行測試;分析了不同生產(chǎn)工藝條件下,不同承載方向和不同規(guī)格尺寸的楊木單板層積材力學(xué)性能特征值的差異性。

采用灰色系統(tǒng)理論,分析不同工藝條件(如壓力、施膠量、加壓時間、加壓溫度)對楊木單板層積材動態(tài)彈性模量的影響。通過楊木單板層積材彎曲振動試驗,得到不同實驗條件下的動態(tài)彈性模量,并對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明,應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論分析單板層積材生產(chǎn)工藝對材料動態(tài)彈性模量的影響是可行的。

楊木單板條層積材熱壓工藝的研究

研究了速生杉木制作單板層積材(lvl)的可行性及基本工藝。探討了熱壓溫度、時間及涂膠量對lvl材性的影響。結(jié)果表明,速生杉木制作lvl是可行的。在試驗研究范圍內(nèi),較好工藝條件為:熱壓溫度165℃;熱壓時間1.20minmm板厚:單面涂膠量200gm2。

介紹了楊木強(qiáng)化單板層積材的制造工藝。楊木強(qiáng)化單板層積材的壓縮率約為15%￣40%,其硬度、抗彎強(qiáng)度、耐水性、尺寸穩(wěn)定性等指標(biāo)遠(yuǎn)高于普通單板層積材,可作建筑用木梁、立柱、水泥模板、家具、門窗、地板、車廂板、集裝箱板等多種材料。它是一種很好的結(jié)構(gòu)用材,市場前景十分看好。

本文探討了以小徑級人工林杉木為原料制造單板層積材(lvl)的可行性。研究采用二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計,系統(tǒng)分析了熱壓溫度、熱壓時間及熱壓壓力三因子與lvl物理力學(xué)性能的關(guān)系,并得到了實驗室制作杉木lvl的優(yōu)化工藝。研究結(jié)果表明,人工林杉木lvl的物理力學(xué)性能優(yōu)越。

基于四點彎曲法,對一種基于高頻熱壓技術(shù)的厚型楊木單板層積材的縱向彈性模量和縱橫向泊松比進(jìn)行了試驗測定。其中縱向彈性模量的測定,分別采用了撓度法和應(yīng)變片法。實驗結(jié)果表明,2種測量方法所得縱向彈性模量數(shù)值比較接近,但又存在一定的差異,并對其差異的影響因素進(jìn)行了探討。基于高頻熱壓技術(shù)的楊木單板層積材縱向彈性模量的測定結(jié)果表明,其縱向彈性模量接近甚至超過楊木單板,為該材料引入重型產(chǎn)品包裝箱領(lǐng)域甚至結(jié)構(gòu)用材料,從而替代原木,提供了一定的參考價值。

以浸漬酚醛樹脂的楊木單板和竹簾為原料制備竹木復(fù)合單板層積材,探討制造工藝對復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明,竹木復(fù)合材料的moe及mor均達(dá)到或超過了日本jas標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定,尺寸穩(wěn)定性良好;單板厚度、樹脂濃度、壓縮率對moe和mor有顯著影響;組壞方式對mor影響顯著;而吸水厚度膨脹率的影響作用比較復(fù)雜。

文章主要介紹了單板層積材的發(fā)展歷史和國內(nèi)外單板層積材制造技術(shù)及現(xiàn)狀,分析了目前存在的問題,就速生楊單板層積材生產(chǎn)技術(shù)在裝飾、裝修行業(yè)巨大發(fā)展?jié)摿颓熬斑M(jìn)行了廣泛的討論。

采用加壓浸漬法將負(fù)載型光催化材料——竹炭/tio2復(fù)合體滲入楊木單板中,運用正交試驗方法對納米tio2改性楊木單板的膠合性能進(jìn)行了研究,探討涂膠量、熱壓壓力與浸漬壓力等因素對材料膠合性能的影響,并結(jié)合掃描電鏡分析給出了制板的最佳工藝條件:熱壓壓力為1.2mpa,浸漬壓力為1.6mpa,涂膠量250g/m2。

采用響應(yīng)面法(rsm)和中心組合旋轉(zhuǎn)設(shè)計(ccrd),研究了桉樹單板層積材(lvl)的生產(chǎn)工藝條件,并對優(yōu)化工藝所得的預(yù)測值進(jìn)行了實驗驗證。方差分析結(jié)果表明:面粉添加量對桉木lvl的靜曲強(qiáng)度(mor)和彈性模量(moe)有著顯著影響,而熱壓溫度和熱壓時間的影響不顯著。通過回歸分析,建立了相應(yīng)的回歸模型。回歸模型的預(yù)測值與實驗值的擬合良好,說明回歸方程能用來預(yù)測和優(yōu)化桉木lvl的力學(xué)強(qiáng)度性能。最佳工藝條件為:熱壓溫度130℃,熱壓時間1.5min/mm,面粉添加量5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。在此工藝條件下壓制的桉木lvl垂直加載條件下的靜曲強(qiáng)度(mor⊥)和彈性模量(moe⊥)分別為89mpa和16722mpa,平行加載條件下的靜曲強(qiáng)度(mor∥)和彈性模量(moe∥)分別為88mpa和15067mpa,mor和moe分別達(dá)到了結(jié)構(gòu)用單板層積材國家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等品和140e級別。

以楊木單板及其染色單板為試材,使用氙光衰減儀進(jìn)行輻射試驗,分析這兩種單板的光變色規(guī)律及影響因素,并進(jìn)行耐光性能評價。結(jié)果表明:楊木單板的光變色是木材本身;染色楊木單板的光變色是染料和木材共同作用的結(jié)果,影響其光變色的主要因素是染料的品種和結(jié)構(gòu)。因此,楊木單板的光變色小于染色楊木單板,而染色楊木單板中酸性藍(lán)染色單板光變色最顯著。

主要研究速生楊木染色技術(shù),對速生楊木單板進(jìn)行木材染色處理試驗,通過正交方法分析主要影響因素對染色楊木單板色差的影響。研究表明,速生楊木單板最佳染色工藝參數(shù)為氯化鈉濃度1.2%、染料濃度0.6%、乙酸濃度0.2%、滲透劑濃度0.08%、染色溫度80℃和染色時間2h。

以楊木單板為基體,以熱敏染料、顯色劑、十四醇、增感劑為木材溫致變色劑,利用超聲波浸漬注入木材的方法制備可逆溫致變色楊木單板,研究可逆溫致變色楊木單板的浸漬工藝。結(jié)果表明:影響試件變色色差(δe*)的主要試驗因子為超聲波功率,方差分析其在0.01水平下對試件δe*影響顯著;其次為浸漬時間和浸漬溫度,方差分析二者在0.01水平下對試件δe*影響不顯著。最佳浸漬工藝為浸漬溫度75.0℃、浸漬時間4.0h、超聲波功率120.0w。研制成可逆溫致變色楊木單板新產(chǎn)品,楊木單板起始變色溫度為26℃,終止變色溫度為32℃;溫度由26℃升至32℃時,試件由藍(lán)色變成木材本色;溫度由32℃降至26℃時,試件由木材本色變成藍(lán)色,達(dá)到室溫可逆變色的效果。

文章采用物理化學(xué)的方法,進(jìn)行了三倍體毛白楊單板軟化處理的實驗研究。結(jié)果表明:軟化劑的種類、軟化時間和軟化溫度對軟化效果都有一定的影響;本實驗的最佳軟化條件為:軟化劑為乙二胺,軟化溫度為60℃,軟化時間為60min。

以自制低分子量酚醛樹脂為膠黏劑,采用熱壓工藝對杉木單板進(jìn)行密實化試驗,研究干燥溫度、壓縮率、熱壓溫度和熱壓時間對密實型杉木單板層積材力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:壓縮率對層積材力學(xué)性能影響最大,其次是干燥溫度、熱壓溫度和熱壓時間;隨著壓縮率和熱壓溫度的提高,板材的moe、mor都有不同程度的提高;隨著干燥溫度的提升和熱壓時間的延長,板材的moe、mor都呈先增大后減小的趨勢;綜合考慮,確定密實型杉木單板層積材的最佳熱壓工藝為:干燥溫度60℃、壓縮率35%、熱壓溫度145℃、熱壓時間1.0min/mm,在此熱壓工藝條件下制得的板材,其moe和mor分別達(dá)到了gb/t20241-2006《單板層積材》120e級和180e優(yōu)級。

采用三聚氰胺甲醛樹脂輥壓浸漬楊木單板,通過高頻熱壓定型得到樹脂增強(qiáng)重組材,探討不同輥壓壓榨率和熱壓壓力對板材物理力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:利用高頻介質(zhì)加熱進(jìn)行厚板坯的成型較接觸式熱壓可行,可縮短熱壓時間,提高熱壓效率;熱壓壓力對楊木重組材的大部分物理力學(xué)性能影響顯著,輥壓壓榨率對材料的靜曲強(qiáng)度、彈性模量等影響不顯著;輥壓壓榨率20%、熱壓單位壓力2.0mpa時,高頻熱壓制備的地板用楊木重組材物理力學(xué)性能指標(biāo)綜合較優(yōu),該制備條件下成品材料密度為0.68g/cm3、靜曲強(qiáng)度50.19mpa、彈性模量4191.61mpa。

根據(jù)紡織及復(fù)合材料理論給出了描述加捻竹束在竹木復(fù)合單板層積材中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的力學(xué)模型。通過試驗對比了不配置竹束、配置不加捻竹束、配置加捻竹束3種單板層積材的水平剪切強(qiáng)度和彎曲性能。結(jié)果表明:3種單板層積材的水平剪切強(qiáng)度無顯著差異。配置竹束使單板層積材彈性模量和靜曲強(qiáng)度明顯增加,彈性模量增加22.8%,靜曲強(qiáng)度增加18.6%;配置加捻竹束的竹木復(fù)合單板層積材彈性模量的提高較為明顯,較配置不加捻竹束的層積材彈性模量增加17.6%,靜曲強(qiáng)度增加11.0%。竹木復(fù)合單板層積材中加捻竹束預(yù)應(yīng)力的存在能改善板材的剛度和強(qiáng)度,其預(yù)應(yīng)力效應(yīng)表現(xiàn)為正效應(yīng)。

利用速生楊木單板,采用高頻加熱層積彎曲膠合工藝生產(chǎn)彎曲構(gòu)件,探討速生楊木代替優(yōu)質(zhì)闊葉材生產(chǎn)曲木家具的可行性,并對影響彎曲構(gòu)件性能指標(biāo)的因素進(jìn)行分析。結(jié)果表明:速生楊木單板高頻加熱層積彎曲膠合構(gòu)件的各項性能指標(biāo)均超過了企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),完全可以代替優(yōu)質(zhì)闊葉材,用于曲木家具生產(chǎn)。方差及直觀分析結(jié)果顯示,單板含水率13%,熱壓壓力1.7mpa,熱壓時間5min,保壓冷卻時間12min,即可獲得滿意的彎曲構(gòu)件性能指標(biāo)。

介紹一種新開發(fā)的意楊單板層積材地板的涂飾加工工藝,并檢測其相關(guān)性能。結(jié)果表明:單板層積地板的浸漬剝離、表面耐磨、漆膜附著力等指標(biāo),均可達(dá)到國標(biāo)要求;生產(chǎn)成本介于中高檔實木復(fù)合地板和強(qiáng)化地板之間。