低温冷等离子体对含水率杨木单板表面改性的初步研究

利用氧气低温等离子体,在工作压力为20pa、功率为30w的条件下对hdpe薄膜进行表面改性。采用接触角、ft-ir-atr、afm、dsc等现代分析手段对改性结果进行了分析和表征。结果表明,单位面积的失重率随处理时间的延长逐渐增大;接触角随处理时间的延长呈逐渐减小的趋势;处理hdpe薄膜能在其表面形成各种极性基团,主要是羰基和羧基;处理后薄膜的热性能(熔点和结晶度)发生一定改变。

主要研究速生杨木染色技术,对速生杨木单板进行木材染色处理试验,通过正交方法分析主要影响因素对染色杨木单板色差的影响。研究表明,速生杨木单板最佳染色工艺参数为氯化钠浓度1.2%、染料浓度0.6%、乙酸浓度0.2%、渗透剂浓度0.08%、染色温度80℃和染色时间2h。

以杨木单板为基体,以热敏染料、显色剂、十四醇、增感剂为木材温致变色剂,利用超声波浸渍注入木材的方法制备可逆温致变色杨木单板,研究可逆温致变色杨木单板的浸渍工艺。结果表明:影响试件变色色差(δe*)的主要试验因子为超声波功率,方差分析其在0.01水平下对试件δe*影响显著;其次为浸渍时间和浸渍温度,方差分析二者在0.01水平下对试件δe*影响不显著。最佳浸渍工艺为浸渍温度75.0℃、浸渍时间4.0h、超声波功率120.0w。研制成可逆温致变色杨木单板新产品,杨木单板起始变色温度为26℃,终止变色温度为32℃;温度由26℃升至32℃时,试件由蓝色变成木材本色;温度由32℃降至26℃时,试件由木材本色变成蓝色,达到室温可逆变色的效果。

以杨木单板及其染色单板为试材,使用氙光衰减仪进行辐射试验,分析这两种单板的光变色规律及影响因素,并进行耐光性能评价。结果表明:杨木单板的光变色是木材本身;染色杨木单板的光变色是染料和木材共同作用的结果,影响其光变色的主要因素是染料的品种和结构。因此,杨木单板的光变色小于染色杨木单板,而染色杨木单板中酸性蓝染色单板光变色最显著。

研究玻璃纤维对杨木单板层积材弯曲性能的增强效果。试验结果表明:玻璃纤维对杨木单板层积材的纵横向静曲强度(mor)、弹性模量(moe)的增强效果显著,特别是横向的mor、moe的增强幅度更大,横向的moe、mor值分别提高了79.6%、60.2%。

选用活性艳红kd-8b和活性黄k-rn2种染料配制的染液在不同工艺条件下对东北人工林大青杨单板进行染色,通过测定染色单板在氙光衰减仪内不同时间点下光照射表面材色的l*、a*、b*值,分析染色工艺对单板表面材色指数的影响。结果表明,染液浓度是影响活性艳红染色单板材色指数的主要影响因素,染色温度是影响活性黄染色单板材色指数的主要影响因素。

采用bl-阻燃剂溶液浸渍处理杨木单板,通过改变浸渍温度、浓度、时间和干燥温度、含水率等工艺因素,分析阻燃材变色的原因以及影响因素。结果表明,阻燃处理后杨木单板颜色变黄,变深;磷酸与木质素发生缩聚反应是变色的主要原因。单板颜色和氧指数受阻燃处理液浓度影响较大,处理温度和处理时间影响较小。含水率和干燥温度对阻燃材变色有一定影响,含水率越低单板变色越明显,含水率高于4%时,干燥温度对变色影响较小;含水率低于4%时,干燥温度越高,变色越严重。

杨木单板条层积材热压工艺的研究

分析了在不同单板厚度、不同漂白时间、连续漂白不补充漂白剂、连续漂白补充漂白剂等条件下杨木单板的漂白效果,结果表明:单板厚度对漂白效果有一定的影响;漂白时间延长,漂白效果更好,但漂白时间不宜过长;连续漂白时,需要补充一定量的漂白剂。

杨木单板是木竹复合层合板的组分材料之一,其力学性能直接影响木竹复合层合板的力学性能。因此,研究其力学性能对木竹复合层合板的结构设计和优化有重要的意义。常态下杨木单板在不同压力下的顺纹拉伸弹性性能试验结果表明:压力相同时,随着板厚的增大,单板拉伸弹性模量呈现增大趋势;随着压力的增大,杨木单板的拉伸弹性模量和抗拉强度增大。

本研究以酚醛树脂为浸渍液,杨木单板为木材试样,对经浸渍塑化处理的杨木单板进行三点弯曲试验,探索了木/竹复合层合板的组分材料——塑化杨木单板受不同压力时的顺纹弯曲弹性性能,并分析了其与塑化压力间的关系。结果表明,塑化杨木单板的静曲模量和静曲强度与塑化压力呈非线性关系。通过对杨木单板试验研究,为木材/竹材复合材料制造过程中的结构设计和生产工艺提供一定的理论依据和基本思路,并对产品的设计、组织现场生产和产品质量评估提供一定的参考。

为了优化等离子体改性工艺,对聚丙烯板进行了常压空气等离子体处理。等离子体的产生采用了自制中频电源和平行板电极结构组成的介质阻挡放电系统。处理前后聚丙烯表面的微观结构、表面粗糙度和润湿性通过场致发射扫描电镜、原子力显微镜和接触角分析仪进行了分析。结果表明,等离子体处理后,聚丙烯板表面结构变粗糙且粗糙度增加了近5倍;表面接触角下降(或润湿性提高),并且等离子体剂量为1.5kj的试样具有较好的润湿性和抗老化性能。

采用热浸法和冷压法对速生杨木单板进行染色处理,利用紫外可见分光光度计研究染液质量分数、染色时间、染色温度及助剂等因素对速生杨木单板染色效果的影响。结果表明:两种方式对速生杨木单板进行染色处理都取得了较好的上染率,而热浸法的染色效果较冷压法要好。

介绍了单板层积材、密实型单板层积材在国内外的研究和利用概况。探讨了采用低分子量酚醛树脂浸渍处理杨木单板的方法制备杨木单板层积材的生产技术。结果表明:施胶量相当时,浸渍方式与涂胶方式生产的单板层积材相比,密度相当,吸水厚度膨胀(24hts)降低了24%,胶合强度提高了16%,弹性模量(moe)和静曲强度(mor)分别提高了20.17%和44.76%。采用浸渍树脂方式生产的密实型强化杨木单板层积材随着吸药量的增多,密度增大;24hts减小;胶合强度随着吸药量的增加先增大而后趋于平稳;moe和mor先增大后减小。当吸药量为168%时,moe、mor达到最大,分别为15.34gpa和135.31mpa。密实型强化单板层积材能够满足建筑和木结构等结构材要求,具有良好的发展空间。

采用加压浸渍法将负载型光催化材料——竹炭/tio2复合体渗入杨木单板中,运用正交试验方法对纳米tio2改性杨木单板的胶合性能进行了研究,探讨涂胶量、热压压力与浸渍压力等因素对材料胶合性能的影响,并结合扫描电镜分析给出了制板的最佳工艺条件:热压压力为1.2mpa,浸渍压力为1.6mpa,涂胶量250g/m2。

单板纵向接长是单板层积材(lvl)生产的核心环节,单板斜接质量的好坏直接影响生产效率、产品外观质量和内在强度。本文探讨了非结构用杨木lvl产品中的单板斜接生产工艺改进方法,由使用酚醛树脂胶改为三聚氰胺改性脲醛树脂胶,并验证了其可行性。

采用高锰酸钾作为凸显主剂,对杨木单板进行天然花纹凸显处理,研究高锰酸钾对杨木单板天然花纹凸显的影响。结果表明,高锰酸钾对杨木单板进行天然花纹凸显是可行的,杨木单板较好天然花纹凸显的高锰酸钾质量分数为0.3%,高锰酸钾浓度对杨木单板天然花纹凸显具有高度显著性影响。

采用三聚氰胺甲醛树脂辊压浸渍杨木单板,通过高频热压定型得到树脂增强重组材,探讨不同辊压压榨率和热压压力对板材物理力学性能的影响。结果表明:利用高频介质加热进行厚板坯的成型较接触式热压可行,可缩短热压时间,提高热压效率;热压压力对杨木重组材的大部分物理力学性能影响显著,辊压压榨率对材料的静曲强度、弹性模量等影响不显著;辊压压榨率20%、热压单位压力2.0mpa时,高频热压制备的地板用杨木重组材物理力学性能指标综合较优,该制备条件下成品材料密度为0.68g/cm3、静曲强度50.19mpa、弹性模量4191.61mpa。

研究了在杨木单板层积材中加入竹材作为增强材料,以提高杨木单板层积材冲击性能。结果表明:将竹材加入杨木单板层积材,可以明显地改善杨木单板层积材的冲击韧性。当竹篾分别加入杨木单板层积材的上下次表层和中间部位时,其冲击韧性分别增强了30.4%和27.3%;总冲击能分别提高了31.7%和28.1%。裂纹形成能仅增长7.2%和12.8%;裂纹扩展能增长40.9%和43.4%;韧性指数值提高了27.2%和31.5%。

利用速生杨木单板,采用高频加热层积弯曲胶合工艺生产弯曲构件,探讨速生杨木代替优质阔叶材生产曲木家具的可行性,并对影响弯曲构件性能指标的因素进行分析。结果表明:速生杨木单板高频加热层积弯曲胶合构件的各项性能指标均超过了企业相关标准,完全可以代替优质阔叶材,用于曲木家具生产。方差及直观分析结果显示,单板含水率13%,热压压力1.7mpa,热压时间5min,保压冷却时间12min,即可获得满意的弯曲构件性能指标。

研制杨木单板层积材和mdf复合装饰结构型材,并对其物理力学等性能进行测试分析,提出生产该复合型材时采用的成型工艺和相关热压工艺参数等。

通过热压聚合方法,利用苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯对杨木进行强化试验,结果表明:聚合温度是主要影响因素,而聚合时间和引发剂、促聚剂的添加数量等因素是次要影响因素;聚合温度x与单体转化率y高度线性相关,线性回归方程为y=0.107x-0.0367;最优制备工艺为:聚合温度80℃,聚合时间6h,环烷酸钴、氯化锌以及引发剂aibn所占混合树脂掖比分别为2%、6%、3%;最大转化率为64.50%。傅立叶变换红外光谱分析结果表明,强化杨木单板中含有大量的苯环聚合物,羰基官能团大量增加。