科技木单板

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4个品种的10个6年生桉树无性系为材料,进行立木生长性状调查、原木外观形质检测和单板质量等级划分,运用方差分析、相关分析及多元回归分析,系统地对单板出材率与价值影响因子进行研究。结果表明:4个品种的无性系单板材以尾巨桉无性系价值最高。无性系间立木生长性状存在极显著差异,其中树皮厚度差异最大。单板外观缺陷中的节子,尤其死节(孔洞)、裂缝是降低单板质量等级的主要因子。材积、弯曲度和尖削度是影响单板出材率与价值的主要因子。建立的单板出材率、单段原木价值和单位材积价值预测模型,对指导生产经营具有一定的意义。

文章采用物理化学的方法,进行了三倍体毛白杨单板软化处理的实验研究。结果表明:软化剂的种类、软化时间和软化温度对软化效果都有一定的影响;本实验的最佳软化条件为:软化剂为乙二胺,软化温度为60℃,软化时间为60min。

利用化学镀法在桦木单板表面沉积ni-p合金镀层制得镀镍桦木单板。测试了镀层与单板表面的结合强度,对比分析测试了镀镍前后单板的抗拉强度、胶合强度、表面润湿性及导热性,同时还分析了其环境适应性(如抗低温、耐高温和耐腐蚀等性能)。结果表明,镀层与单板表面的结合非常牢固,经表面镀镍后,抗拉强度和表面耐磨性有所提高,胶合强度和表面润湿性稍有下降,导热性能显著提高。镀镍桦木单板具有良好的抗低温、耐高温和耐腐蚀性能,能够满足实际应用的要求。

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入黄铜纤维和不锈钢纤维作为导电单元,制备三层结构的落叶松复合胶合板,研究金属纤维不同施加量以及涂胶量对木基复合材料电磁屏蔽性能(se)和胶合强度(st)的影响。结果表明,除sf25-80外,胶合强度均达到或超过国家标准,涂胶量增大对电磁屏蔽效能有不利影响。在施加黄铜纤维条件下,电磁屏蔽效能为6.34～28.76db,电磁屏蔽和胶合强度模型均不显著;在施加不锈钢纤维条件下,胶合板的电磁屏蔽效能为13.63～21.14db,电磁屏蔽模型显著,胶合强度模型不显著。金属纤维的加入一方面有利于导电网链的形成,但另一方面对胶合强度有不利影响,进而不利于胶合板的导电性,电磁屏蔽性能是这两个方面综合作用的结果。

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。

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。

以桦木单板为试材,利用计算机配色技术中的三刺激值法,以kubelka-munk理论为依据,对仿珍贵木材染料配方的调配方法进行研究,得出4种仿珍贵木材的染料配方。紫檀:活性艳红x-3b为0.116%,活性黄x-r为0.219%,活性蓝x-r为0.032%;黑酸枝:活性艳红x-3b为0.461%,活性黄x-r为0.544%,活性蓝x-r为0.177%;黑胡桃:活性艳红x-3b为0.119%,活性黄x-r为0.206%,活性蓝x-r为0.077%;柚木:活性艳红x-3b为0.122%,活性黄x-r为0.400%,活性蓝x-r为0.082%。研究发现此方法对于木材染色的配色十分有效,经过极少次的校正就可以得到仿珍贵木材的染料配方,三刺激值相对误差小于5%。

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。

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。

采用三聚氰胺甲醛树脂辊压浸注桦木单板,通过热压定型得到树脂增强重组材。探讨不同树脂固体含量、辊压压榨率和热压压力对板材吸水厚度膨胀率、静曲强度、顺纹抗拉强度、胶合强度等性能的影响。结果表明,树脂固体含量50%、辊压压榨率20%、热压压力2.0mpa时,重组材的物理力学性能指标综合水平较佳。

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。

在桦木单板漂白的基础上,考察添加助剂种类、用量以及处理方式对单板漂白效果及漂后单板耐光性的影响。结果表明:助剂的使用不影响单板漂白,单板可以获得较高白度,同时能够减缓光变色引起的白度下降的趋势;漂洗阶段添加浓度为0.4%的苯骈三唑,漂后单板的耐光性能较为理想。

在浴比为15条件下,采用酸性橙ⅱ对1.5mm厚的漂白过的桦木单板进行染色,采用上染率和单板芯、表层明度(l*)差值和色差(δe*)差值来综合评价单板的染色效果,最终确定染色各单因素适宜取值为:染料质量分数0.5%,nacl质量分数0.5%,表面活性剂(平平加o)质量分数0.1%,温度85℃,染色时间4h,染液ph值4。

采用响应面法(rsm)和中心组合旋转设计(ccrd),研究了桉树单板层积材(lvl)的生产工艺条件,并对优化工艺所得的预测值进行了实验验证。方差分析结果表明:面粉添加量对桉木lvl的静曲强度(mor)和弹性模量(moe)有着显著影响,而热压温度和热压时间的影响不显著。通过回归分析,建立了相应的回归模型。回归模型的预测值与实验值的拟合良好,说明回归方程能用来预测和优化桉木lvl的力学强度性能。最佳工艺条件为:热压温度130℃,热压时间1.5min/mm,面粉添加量5%(质量分数)。在此工艺条件下压制的桉木lvl垂直加载条件下的静曲强度(mor⊥)和弹性模量(moe⊥)分别为89mpa和16722mpa,平行加载条件下的静曲强度(mor∥)和弹性模量(moe∥)分别为88mpa和15067mpa,mor和moe分别达到了结构用单板层积材国家标准的优等品和140e级别。

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。

用柚木刨切、砂光后的试样,通过氙光灯照射,对试样进行曝晒,确定光照后试样明度l、红绿轴色品指数a、黄蓝轴色品指数b以及色差e在光照后的变化规律。

为提高桉木单板出材率,合理利用桉树木材,采用bqk1813c型无卡轴旋切机对尾巨桉进行旋切试验、bxqs1813a型无卡轴旋切机对6种桉木进行旋切试验。结果表明:桉木径级对单板综合出材率影响显著,树种和加工设备对其影响不显著;设备旋切后剩余木芯的大小对单板出材率影响较大。尾巨桉径级较小(12cm以内)时,综合出材率随径级增加缓慢增加;径级为12cm时,单板综合出材率最大,为77.65%。其他5种桉木单板综合出材率随原木径级的增加而增加,在径级达到12cm后趋于稳定;柳桉的单板综合出材率稳定在(77.98±1.44)%,巨桉稳定在(81.73±2.20)%,大花序桉稳定在(83.75±2.03)%,邓恩桉稳定在(75.01±0.45)%,粗皮桉稳定在(72.12±0.62)%。6种桉木的a+b等级单板的出材率占单板综合出材率的74.91%以上。因此,建议用于单板旋切的桉树在径级为12cm左右时进行采伐,并采用旋切后木芯直径较小的旋切设备作业,这将会产生较好的经济效益。

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。

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。

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。