柳杉木材膠合與膠合界面表征.pdf

1、小徑級(jí)人工林木材通過膠合可制造高質(zhì)量產(chǎn)品,如集成材、指接材、層積材等,不僅能提高產(chǎn)品附加值,還能緩解木材供需矛盾。但膠合產(chǎn)品常出現(xiàn)翹曲變形,甚至開裂缺陷,核心問題在于膠合界面。為此,本文在總結(jié)該領(lǐng)域國內(nèi)外研究進(jìn)展和先進(jìn)研究方法的基礎(chǔ)上,從界面出發(fā),開展了膠合宏觀性能與界面微觀表征的研究,以期豐富膠合界面機(jī)理研究,為人工林木材的深加工利用提供技術(shù)支撐。
　　本文選用柳杉為研究對(duì)象,采用雙組份聚異氰酸酯乳液型膠黏劑(EPI)和粉狀改性

2、脲醛樹脂膠黏劑(UF)對(duì)其進(jìn)行膠合,分別開展宏觀膠合性能、微觀滲透性能以及膠合界面微觀力學(xué)性能的研究。論文的主要研究結(jié)論如下:
　　1)除個(gè)別試驗(yàn)條件,EPI和UF的膠合性能均達(dá)日本農(nóng)林非結(jié)構(gòu)用集成材標(biāo)準(zhǔn)(JAS SE-8)要求。EPI的較優(yōu)膠合工藝為:單位壓力1.0MPa、加壓時(shí)間30min、涂膠量180g/m2,膠合面紋理組合“弦切面-弦切面”;UF的較優(yōu)膠合工藝為:單位壓力0.7MPa、熱壓時(shí)間31min、涂膠量180g/m

3、2,膠合面紋理組合“弦切面-弦切面”。在較優(yōu)工藝條件下,UF的剪切強(qiáng)度和浸漬剝離率均高于EPI。
　　2)通過熒光顯微鏡照片可知,UF的滲透性能優(yōu)于EPI;早材的滲透性能優(yōu)于晚材;EPI在弦切面和徑切面上的滲透性能差別不大,UF在弦切面上的滲透性能大于徑切面。
　　3)熒光顯微鏡照片、激光掃描共聚焦顯微鏡照片以及納米壓痕測(cè)量結(jié)果表明,EPI僅填充在細(xì)胞腔中,不能發(fā)生細(xì)胞壁滲透,管胞壁的彈性模量和硬度無明顯變化;而UF不僅填充

4、在細(xì)胞腔中,還能發(fā)生細(xì)胞壁滲透,管胞壁的彈性模量和硬度明顯增強(qiáng)。雖然運(yùn)用動(dòng)態(tài)模量成像技術(shù)未能檢測(cè)出UF在壁中的滲透,但能定量表征細(xì)胞壁各層力學(xué)性能的分布。
　　4)納米壓痕測(cè)量結(jié)果表明,UF的彈性模量和硬度大于EPI;在UF膠合界面中,木材界面處管胞壁的彈性模量變化趨勢(shì)與硬度的一致,隨著距離膠層的管胞個(gè)數(shù)增加,管胞壁力學(xué)性能呈現(xiàn)先增加再減小最后達(dá)到穩(wěn)定。膠合界面力學(xué)性能變化示意圖可作為預(yù)測(cè)膠合破壞位置和評(píng)價(jià)膠合界面優(yōu)劣的參考依據(jù)之