橡膠木的機械加工性能與膠合性能研究

1、橡膠木的機械加工性能與膠合性能研究,報 告 人：指導老師：報告時間：,研究內(nèi)容,一、選題的目的和意義二、選題的依據(jù)三、國內(nèi)外研究概況四、研究的主要內(nèi)容五、研究方法及技術(shù)路線六、預期結(jié)果七、研究的創(chuàng)新點八、從事自然科學研究生研究所需主要儀器設(shè)備和試劑九、研究工作中面臨的技術(shù)難點和擬采取的解決辦法,一、選題的目的和意義,為了充分利用橡膠木這一寶貴的木材資源，應(yīng)在正確了解其木材性質(zhì)，對其終端用途的適用性進行系統(tǒng)研究和

2、評估的基礎(chǔ)上，對橡膠木木材進行合理的加工和利用，以提高加工工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量。而以往對橡膠木研究主要集中在木材解剖、物理、力學性質(zhì)等方面，而對木材加工性能的測試和研究，只是近年來隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高才引起普遍重視。 本研究對橡膠木的機械加工性能和膠合性能進行深入的研究，能夠充分認識和開發(fā)橡膠木木材的利用潛能，生產(chǎn)高附加值的實木制品，開發(fā)橡膠木新的利用途徑，擴大其適用范圍，實現(xiàn)橡膠木的增值利用，

3、而這些對實現(xiàn)橡膠木木材工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要意義。,二、選題依據(jù),2.1 理論依據(jù)2.1.1橡膠木加工性能測定依據(jù) 依據(jù)美國關(guān)于木材和木質(zhì)復合材料機械加工性能測試的技術(shù)標準ASTM D1666-87（2004），對橡膠木六種加工（刨切、砂光、鉆孔、成型、榫槽加工和旋切）的結(jié)果進行測定，進而對橡膠木的機械加工性能進行全面的評價。研究中涉及到的加工工藝參數(shù)來源于實際生產(chǎn)中常用或其他試驗研究總結(jié)出的最優(yōu)工藝設(shè)計。2.1.2橡膠

4、木膠合性能測定依據(jù) 木材膠合質(zhì)量常用力學方法測定膠層破壞強度來判斷，而板、方材膠合質(zhì)量用壓縮剪切法測定。本研究通過對橡膠木進行三種膠粘劑的膠合，進而對其進行壓縮剪切強度和木破率的測定，完成對橡膠木膠合性能的測定和評價。,2.2技術(shù)依據(jù) 雖然以前人們沒有對橡膠木的機械加工和膠合性能進行系統(tǒng)深入的研究，但是可以參考其他木材在這一方面的研究理論和成果，更好的完成對橡膠木加工性能和膠合性能的研究。以下是一些研究中的技術(shù)依據(jù)：

5、 其他木材的機械加工性能試驗為橡膠木機械加工性能的研究提供了技術(shù)依據(jù)； 對其他樹種木材的膠合性能研究為橡膠木膠合性能研究提供了技術(shù)依據(jù)； 先進加工設(shè)備及試驗設(shè)備，為測量橡膠木各項試驗參數(shù)提供了技術(shù)上的支持； Excel、SAS等計算機數(shù)據(jù)處理軟件為橡膠木機械加工和膠合性能試驗數(shù)據(jù)處理提供了技術(shù)保證。,2.3前期工作研究依據(jù)2.3.1橡膠木機械加工性能的研究 主要參考國內(nèi)外學者的相關(guān)論文和資料，重

6、點參考侯新毅（2004）三種桉樹木材的機械加工性能研究，以及江京輝和呂建雄（2008）紅椎和西南樺2種人工林木材木材機械加工性能的研究，還有其他一些有關(guān)木材機械加工性能研究的文獻，對木材機械加工性能測定有一定程度的了解，為后續(xù)橡膠木加工性能試驗奠定基礎(chǔ)。2.3.2橡膠木膠合性能的研究 重點參考一些關(guān)于木材膠合性能試驗相關(guān)的論文和資料，如程瑞香和顧繼友（2003）對落葉松、樺木和柞木集成材膠接性能的研究，趙喜龍（2004）對人工林楊

7、樹、杉木木材膠合工藝和性能的研究，以及張玉萍和傅峰（2005）對人工林難膠合木材研究現(xiàn)狀的研究等文獻，對木材膠合性能測定方法有一定的了解，為完成后續(xù)橡膠木膠合性能試驗奠定基礎(chǔ)。 縱觀國內(nèi)外研究成果，木材膠合性能的測定大部分以木材膠合后的剪切強度和木破率為研究因素。而木材膠合過程中的主要影響因素為膠種、單位壓力、壓板時間和涂膠量。在進行橡膠木膠合性能試驗設(shè)計時應(yīng)該綜合考慮整個膠合工藝和測定程序，全面的分析和評價橡膠木木材的膠合性能。,

8、三、國內(nèi)外研究概況,3.1 國外研究現(xiàn)狀 新西蘭森林研究院，加拿大、土耳其學者都對木材的機械加工性能進行過詳細的研究，他們以美國關(guān)于木材和木質(zhì)復合材料機械加工性能測試的技術(shù)標準ASTM D1666，對其所研究樹種木材的常用加工性能進行測定，通過對其加工成品表面質(zhì)量的分等和評價，綜合分析了所研究木材的機械加工性能，并且分析了與其性能相關(guān)的影響因素，為該木材的加工利用提供了理論依據(jù)，進而生產(chǎn)出高附加值的制品。,3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀3.2

9、.1木材機械加工性能研究現(xiàn)狀,在木材的實木加工利用中，木材的機械加工性能對木材的利用率、利用價值和應(yīng)用途徑都有一定的影響。國內(nèi)的學者主要參考美國ASTM D1666標準和借鑒國外研究學者的研究，對紅椎、西南樺、桉樹、楊樹等人工林木材的機械加工性能進行研究，通過對幾種典型機械加工方式的測試，對所研究木材的機械加工性能做出了全面的分析研究，為后繼的其他木材加工機械性能研究和木材加工利用提供了實驗依據(jù)和相關(guān)技術(shù)參數(shù)，并且促進和加速了人工林木材

10、高附加值的實體利用和定向加工。,目前我國橡膠木加工利用已經(jīng)越來越普遍，橡膠木鋸材現(xiàn)已用于制造家具、家具部件、室內(nèi)裝飾材等，橡膠木膠合板是一種有較高潛在價值的產(chǎn)品，而生產(chǎn)刨花板、細木工板、水泥刨花板和中密度纖維板，則能有效利用小徑級橡膠木和制材廢料。隨著人們不斷地深入開發(fā)研究，橡膠木會越來越深入我們的生活，得到充分的利用。雖然人們在橡膠木實際加工利用過程中總結(jié)出橡膠木具有良好的加工性能，但是國內(nèi)還沒有專門深入研究橡膠木木材加工性能來證實這

11、一點，所以我們有必要開展針對橡膠木機械加工性能的研究，為其以后的深入加工利用提供可靠的理論依據(jù)。,3.2.2木材膠合性能研究現(xiàn)狀,國內(nèi)目前已經(jīng)針對人工林木材進行了木材膠合性能的研究，包括落葉松、樺木、楊木、杉木、桉樹木材等多種人工林木材。并且深入分析了各種木材集成材的膠合性能以及對其性能的影響因素，提出最優(yōu)的木材膠合工藝和改善木材膠合性能的方法。通過這些研究，可以保證木材的膠合性能又可以降低成本，實現(xiàn)木材的增值利用。 目前為止，國內(nèi)

12、還沒有針對橡膠樹木材的膠合性能進行研究，而膠合性能在橡膠木的加工利用過程中占據(jù)很重要的地位。除了橡膠木實木制品之外，集成材是小徑級橡膠木利用的主要方式，結(jié)合我國集成材市場需求，發(fā)展橡膠木集成材可擴大橡膠木應(yīng)用范圍，提高其利用率。總之，橡膠木膠合性能是其集成材生產(chǎn)和質(zhì)量的關(guān)鍵，我們應(yīng)該加強橡膠木膠合性能的研究，從而拓寬橡膠木的利用范圍，發(fā)揮其利用潛力。,四、研究的主要內(nèi)容,4.1橡膠木機械加工性能的研究4.1.1橡膠木機械加工設(shè)備的選擇

13、 根據(jù)ASTM D1666-87標準，機械加工性能測定時要求測定刨切、砂光、鉆孔、榫槽加工、成型、旋切（車削）六種加工，所以應(yīng)該選取相應(yīng)的與ASTM標準中要求相同或相近的木材加工設(shè)備。4.1.2橡膠木機械加工工藝參數(shù)選擇 針對每一加工工序進行相關(guān)工藝參數(shù)的選擇，合理的選擇各項加工參數(shù)，可以更準確的測定出橡膠木的各項加工性能。4.1.3橡膠木機械加工性能測定分析 本試驗采用樺木為對比試樣，試驗時對試樣進行相應(yīng)的機械加工，并

14、做好標記。過對六種加工產(chǎn)品進行分等評價，對橡膠木的機械加工性能進行全面的分析，并且分析加工過程中出現(xiàn)的各種加工缺陷及其原因。通過與樺木機械加工性能相比較，最終綜合評定橡膠木的機械加工性能。,4.2橡膠木膠合性能的研究4.2.1橡膠木膠合用膠粘劑及設(shè)備的選擇 分析木材膠合工業(yè)生產(chǎn)中常用的木材膠粘劑，測定膠合性能所用的設(shè)備和儀器，選擇研究橡膠木膠合性能所用的膠粘劑種類和測定儀器設(shè)備。4.2.2橡膠木膠合工藝參數(shù)的選擇 參考木材常

15、用膠合工藝參數(shù)，采用試驗優(yōu)化設(shè)計對橡膠木膠合過程中的膠種，壓力，冷壓時間和涂膠量四個因素進行正交設(shè)計，選擇合適的水平對整個試驗進行詳細設(shè)計。4.2.3橡膠木膠合性能測定分析 本試驗采用樺木作為對比試樣，試驗時對試樣進行膠合，陳放指定時間后，鋸切成試驗要求的試件尺寸，在萬能力學試驗機上進行壓縮剪切強度的試驗，并做好相關(guān)記錄。通過研究分析試驗得出的橡膠木試樣的剪切強度和木破率，對其膠合性能以及影響因素進行綜合分析。,五、研究方法及技術(shù)

16、路線,5.1研究方法5.1.1橡膠木機械加工性能的研究方法 根據(jù)關(guān)于木材和木質(zhì)復合材料機械加工性能測試的技術(shù)標準ASTMD1666-87（2004）標準對橡膠木材進行機械加工性能的研究。5.1.2橡膠木膠合性能的研究方法 主要采用冷壓法對橡膠木進行膠合試驗，然后根據(jù)人造板及飾面人造板理化性能試驗方法GB/T17657-1999中的膠層剪切強度測定標準，對橡膠木試樣進行膠合強度測定。,5.2技術(shù)路線,六、預期結(jié)果1）可以綜合

17、分析得出橡膠木機械加工性能分析結(jié)果，綜合評價橡膠木的機械加工性能；2）可以得到橡膠木膠合性能分析結(jié)果以及影響其膠合性能的主要因素，盡可能得出適合橡膠木膠合的最佳工藝,七、本研究的創(chuàng)新點 本試驗對橡膠木機械加工性能和膠合性能進行探討，主要創(chuàng)新點如下： 1）首次對橡膠木機械加工性能進行探索研究，為橡膠木的高附加值利用提供堅實的理論基礎(chǔ)； 2）首次對橡膠木的膠合性能進行研究，為以后橡膠木集成材的研究提供理論依據(jù)； 3）綜合考

18、慮橡膠木的機械加工性能和膠合性能，為開發(fā)橡膠木加工利用，提高其高附加值提供技術(shù)支撐，具有良好的推廣價值和市場前景。,八、研究所需主要儀器設(shè)備和試劑,8.1主要儀器和設(shè)備VH-M620四面木工刨床，雙面木工刨床，SDC1300寬帶砂光機，ZQ4113臺式鉆床，MK362A臺式榫槽機，MS3112臥式雙端榫槽機，MX2116A單頭直榫開榫機，MX5068木工鏤銑機，MC614A普通木工車床，MJ344B細木工帶鋸，精密推臺鋸，試驗熱壓機，

19、HWS型智能恒溫恒濕箱，含水率測定儀，手持式表面粗糙度儀，游標卡尺，120#砂紙。8.2試劑 聚乙酸乙烯酯乳液膠粘劑（白乳膠）、脲醛樹脂膠粘劑、異氰酸酯膠粘劑,九、研究工作中面臨的技術(shù)難點和擬采取的解決辦法,ASTM D1666標準中要求試樣是無缺陷的，但是實際采集試樣的時候，很難避免出現(xiàn)木材缺陷，試驗過程中采取隨機抽樣方式選取試樣，力求反映出橡膠木的真實情況；橡膠木的機械加工性能測定過程中，大部分是依據(jù)經(jīng)驗來判斷加工產(chǎn)品的加工質(zhì)