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摘要:为高值化利用人工林速生材辐射松Pinus radiata,采用高性能重组木制造技术,制备了不同密度的辐射松重组木,并探讨了密度对其孔隙率、 耐水性以及力学强度的影响规律.结果表明:辐射松素材的孔隙率约为68.00%;重组木的孔隙率随密度增大呈线性下降,低至2.11%.随密度增大,重组木的耐水性和力学强度均呈升高趋势;当密度从0.80 g·cm-3增加到1.39 g·cm-3,吸水厚度膨胀率和吸水率分别下降了21.55%和76.88%,弹性模量和水平剪切强度分别提高了116.47%和86.29%....
摘要: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....
摘要:采用平行铺放和随机堆放两种铺装方式,分别制备重组木产品.结果表明:随机堆放的重组木花纹呈平行状线条,平行铺放则呈现较强的实木感;采用平行铺放方式,坯料盖板达到预定位置所需成型压力较小,时间更短;铺装方式对重组木材料的力学和耐水性能的影响均不明显;在铣槽加工时,平行铺放的产品无槽口劈裂、通裂现象....
[期刊论文] 张亚慧 韦亚南 于文吉
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CSTPCD 北大核心
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摘要: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....
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北大核心 CSTPCD
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摘要:为了更好地利用单板加工剩余物,采用三聚氰胺改性脲醛树脂胶制备杨木单板条层积材(PSL),探讨涂胶量、热压工艺及板材密度等工艺因子对板材性能的影响.在本试验条件下,较优工艺参数为:涂胶量(双面)300g/m2、热压温度130℃、热压时间75 s/mm、板材密度0.60 g/cm3,制备的PSL物理力学性能优良,甲醛释放量低于GB 18580-2001中局限量值(≤1.5 mg/L),可用作室内装饰装修用材....
摘要:以荷木纤维化单板为研究对象,采用真空加压、常压浸渍两种浸胶方式,在相同浸胶量的条件下,分别制备不同密度的荷木重组木,并检测其物理力学性能,从而探索不同的浸胶方式对荷木重组木性能的影响.真空浸渍时PF胶液固体含量为10%,真空保持5min,然后加压至0.8MPa保持8min,浸渍量达12%;常压浸渍用PF胶液的固体含量为16%时方能保证浸胶量达到12%.结果表明:两种浸胶方式均可制备出性能优良的荷木重组木,其中真空加压法制备的荷木重组木性能更优,且使用的胶液固含量低,可节省胶耗,原因在于采用加压浸渍,有利于胶液进入木材细胞腔内,增加渗透深度和浸渍均匀性,并产生有效胶合....
[博士论文] 韦亚南
木基复合材料科学与工程 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:重组木是以速生林木材为原材料,将旋切单板进行疏解后的纤维化木单板作为基本单元,热固性的酚醛树脂为胶黏剂,顺纹组坯压制成的一种具有木材天然纹理的新型复合材料。与传统的人造板相比,重组木具有原材料利用率高、可设计性强和力学强度高等优点。目前,重组木已成为速生林木材高效利用的主要途径之一,且逐渐被应用于户外领域,如景观设施,建筑梁柱等。重组木在户外使用过程中,受紫外线照射后易发生表层开裂、颜色失真及尺寸收缩等变化,严重影响重组木的美观及使用价值,限制户外重组木产业的发展。因此,研究重组木光老化机制对开发抗光老化技术、延长重组木户外使用寿命以及拓展重组木应用范围具有重要参考价值。
  本文以热处理和未热处理的纤维化木单板为基本单元制备重组木,研究重组木在物理力学性能、表面性能及耐久性能方面的变化规律,并采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、多功能成像电子能谱仪(XPS)、固态核磁共振成像技术(NMR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、气相色谱质谱联用(GC-MS)等先进方法和仪器,对重组木在UV313紫外光源照射过程中微观结构、表面化学元素、结晶度以及光降解产物等理化特征变化进行表征分析,从而进一步探讨热处理对光老化的影响及揭示重组木紫外光老化降解机制,得到如下结论:
  (1)杨木纤维化单板经160℃/0.3MPa,180℃/0.3MPa条件下热处理后,多糖发生降解、抽提物增加、单板质量下降,质量损失率为2.22%和4.13%;颜色由淡黄色变为咖啡色直至黑褐色,明度L*分别降低了23.61%和51.39%,红绿轴色度指数a*分别升高了62.5%和75.1%,黄蓝轴色度指数b*先升高后降低,幅度分别为7.69%和23.07%;平衡含水率、吸水率和浸胶量均呈现下降的趋势,平衡含水率分别降低了40.94%和42.98%,吸水率和吸胶率分别降低了21.14%、49.51%和8.64%、15.89%; pH值降低,分别降低了4.27%和5.78%;综纤维素含量分别降低了4.90%和15.15%,半纤维素分别降低了10.17%、35.54%,α-纤维素含量分别降低了2.14%和4.67%,酸不溶木质素含量升高,分别升高了9.22%和28.04%。
  (2) FTIR结果显示:热处理后归属于半纤维素乙酰基C=O的特征峰1730 cm-1处强度明显降低,1510 cm-1代表木质素骨架C=C伸缩振动出现一定幅度的下降,1370 cm-1代表纤维素和半纤维素的C-H伸缩振动,热处理后该峰的强度降低,1163 cm-1和895 cm-1处的吸收峰分别代表半纤维素和纤维素基团C-O-C、C-H的伸缩振动,经过不同条件热处理后,这些峰强度减弱;XPS结果显示:杨木单板进行疏解后材料表面的O/C从0.34降低为0.31,原因在乎杨木单板疏解时受到机械力的挤压,导致抽提物从板材的芯层逐渐向表面渗透,表面抽提物含量增加,降低了纤维化单板表面的O/C。杨木纤维化单板在160℃/0.3 MPa和180℃/0.3 MPa条件下热处理后,O/C分别从0.31降到0.29、0.19,C1含量增加,C2含量降低,C1含量分别升高8.91%、47.53%; XRD结果显示:纤维素的结晶度分别增大了6.67%,20.67%。XPS结果显示:杨木单板进行疏解后材料表面的O/C从0.34降低为0.31,原因在乎杨木单板疏解时受到机械力的挤压,导致抽提物从板材的芯层逐渐向表面渗透,表面抽提物含量增加,降低了纤维化单板表面的O/C。杨木纤维化单板在160℃/0.3 MPa和180℃/0.3 MPa条件下热处理后,O/C分别从0.31降到0.29、0.19,C1含量增加,C2含量降低,C1含量分别升高8.91%、47.53%; XRD结果显示:纤维素的结晶度分别增大了6.67%,20.67%。
  (3)经160℃/0.3MPa、180℃/0.3MPa热处理后,重组木的MOR分别降低了13.33%和36.67%,MOE分别降低了4.76%、9.52%,HSS分别降低了5.56%和30.56%,CS分别降低了12.38%、21.90%,热处理后材料细胞壁半纤维素发生降解,而半纤维素在细胞壁中起着粘结作用,半纤维素的分解导致纤维素与木质素的分离,削弱了细胞壁的力学强度,宏观上表现为材料的力学性能下降;无论是63℃水泡24h还是100℃循环水煮28h测试后,热处理后的重组木的吸水厚度膨胀率(TSR)都小于未经处理的重组木,在63℃水泡24h的条件下,经160℃/0.3MPa、180℃/0.3MPa热处理后,重组木的TSR分别降低了23.16%和57.92%,WAR分别降低了8.29%,28.0%,100℃循环水煮28 h的条件下,TSR分别降低了26.02%、45.38%,WAR分别降低了5.0%,29.88%;剖面密度分析表明,热处理后制得的板材断面密度比对照组重组木略均匀,160℃/0.3MPa制备的重组木断面密度与180℃/0.3MPa重组木断面密度分布无较大区别;热处理后耐腐性能得到了提高,其质量损失率从40.25%降为35.11%、20.15%;耐化学腐蚀,耐光老化性能都得到了不同程度的提高,但热处理并没有改善重组木的防霉性能。
  (4)木材中的木质素是光老化降解的主要物质,木质素未老化前,主要识别出4-羟基苯甲醛,乙醛,对羟基苯甲醛,1,3,3-三甲基双环[2,2,1]庚-2-醇等,木质素经光老化后,光降解产物主要有3-甲氧基苯甲酸,3,5-二甲氧基苯甲酸,松柏醛,丁香酸,4-羟基-3-甲基-2-丁酮,4-羟基-2-丁酮,4'-羟基-3',5'-二甲氧基苯乙酮等,这些产物种类包括酮类、醛类、酸类等,其中大部分降解产物与木质素基本单元组成结构类似,这表明光老化过程中主要是木质素大分子发生了化学键断裂降解,这与前人研究结果相一致其中大部分降解产物与木质素基本单元组成结构类似,这表明光老化过程中木质素大分子发生了化学键断裂降解。
  (5)酚醛树脂与细胞壁中的半纤维素、纤维素和木质素中的部分活性基团反应,减少了羟基、羧基等基团数量,形成了新的稳定的化学交联;大部分胶黏剂分布在纤维化木单板因碾压和疏解形成的裂纹以及破损的导管细胞中,部分胶黏剂通过纹孔渗透进入到薄壁细胞的细胞腔和胞间层中,并附着在细胞腔的内表面,胶黏剂附着在木材表面并形成了一层薄膜,起保护木材的作用,光老化后胶黏剂先发生降解,降解特性与木材相似,因此重组木相对于杨木来说具有更优的耐老化性能。
摘要:综述了国内外单板条层积材利用性能的研究状况和发展趋势以及国内相关测试标准及评价方法,提出了开展单板条层积材利用性能试验研究的必要性....
摘要:分析各阶段儿童生理特性、心理特征的不同,论述了设计师如何遵循儿童生理与心理发展不同阶段的特征,设计出符合儿童使用家具的原则....
[硕士论文] 韦亚南
木基复合材料科学与工程 中国林业科学研究院 2015(学位年度)
摘要:我国杨树人工林资源丰富,已是单板类人造板特别是胶合板生产的主要用材树种之一。由于杨木速生材材质较差且多小径木,同时由于我国大部分胶合板生产企业规模偏小,生产技术和设备较落后,单板旋切整板率低,在胶合板生产过程产生了大量的单板加工剩余物,目前大部分碎单板都用作燃料或废弃处理。有效地利用杨木单板加工剩余物,以其为原料制备单板条层积材,则是提高木材综合利用率和改善生态环境的重要途经。
  单板条层积材(Parallel strand lumber, PSL),商品名Parallam,是利用窄单板条经施胶、顺纹平行铺装、热压成型的层积复合材料,产品具有木材利用率高、材质均匀、纹理美观、力学性能高及机械加工性能好等优点,可作为建筑木结构或室内用装饰装修材。
  本研究以制备室内用PSL为目标,以杨木单板条为试材,改性脲醛树脂为胶黏剂,在试验室条件下,以单板条涂胶量、热压温度、热压时间及板材密度为试验因子,采取四因素三水平正交表L9(34)进行热压制备PSL试验,检测其物理力学性能,探讨了试验因子与杨木PSL板材性能之间的关系,并进行了工艺的优化,为室内装修及家具等用PSL的生产提供技术基础。另外,在此研究的基础上,以家具座椅构件曲面成型椅背板为例,开展了椅背板用双曲面成型模具研制和椅背板模压成型工艺研究,从而为杨木单板条制备异型曲线型木质材料提供示范。主要研究成果如下:
  (1)在本试验条件下,杨木PSL的板材密度是影响其性能的最主要因素,密度增大,板材的3项力学性能指标均增大;涂胶量、热压时间及热压温度对试样的静曲强度、弹性模量、内结合强度、吸水厚度膨胀率均有不同程度的影响。
  (2)试验得出的较优工艺参数为:单板条涂胶量300 g/m2、热压温度130℃、热压时间75 s/mm、板材密度0.60 g/cm3。在此较优工艺条件下制备的杨木PSL,其主要板材性能数值为:静曲强度74.2 MPa、弹性模量9390 MPa、内结合强度1.30 MPa、吸水厚度膨胀率3.5%,满足室内用材性能指标要求。
  (3)按照GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中4.19测试要求对PSL进行浸渍剥离性能测定,结果显示试件均未发生胶层剥离,说明按此较优工艺条件制备的PSL具有很好的胶合强度。
  (4)按照干燥器法测定的PSL甲醛释放量为0.86 mg/L,远低于GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》中规定的E1限量值(≤1.5 mg/L),说明按本试验条件下得出的较优工艺条件制备的PSL可直接用于室内。
  (5)通过对办公用座椅背板的测绘,在试制木模具并制作杨木PSL椅背板的基础上,研制了模压椅背板成型模具,采用以上研究得出的较优工艺参数,解决了椅背板成型PSL的模压成型工艺,验证了杨木单板条制备PSL异型曲面型家具木质构件材料的可行性。
摘要:运用X射线光电子能谱(XPs)分析方法,比较了1-214杨素材单板、酸性和活性染料染色单板及其氙光照射衰减后单板的电子能谱图.结果表明:染料酸性大红GR染色素材单板,染料分子与单板纤维可能是氢键结合;染料活性艳红X-3B染色素材单板,染料分子与单板纤维的结合键为酯键.经衰减处理的染色单板表面碳氧化态显著增高.
摘要:本文以多种木材素材和处理材为试材,参照GB/T 8427—2008《纺织品色牢度试验 耐光色牢度:氙弧》,通过检查蓝色羊毛标样来控制暴晒周期,考察暴晒终点的合理选取.在暴晒过程中使用测色仪定期测定试样颜色并计算总色差值,确立了木材耐光色牢度试验的方法;参照FZ/T 01024试样变色程度的仪器评级方法,依据暴晒过程中试样材色变化和色差值,确立了按灰色样卡色牢度级别对应色差的木材耐光色牢度等级的评定.结果表明,试验研究确立的木材耐光色牢度检测和评价方法是合理和可行性.
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