柳杉木材膠合與膠合界面表征.pdf

1、小徑級人工林木材通過膠合可制造高質量產(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,本文在總結該領域國內外研究進展和先進研究方法的基礎上,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理研究,為人工林木材的深加工利用提供技術支撐。
　　本文選用柳杉為研究對象,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)對其進行膠合,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性能的研究。論文的主要研究結論如下:
　　1)除個別試驗條件,EPI和UF的膠合性能均達日本農(nóng)林非結構用集成材標準(JAS SE-8)要求。EPI的較優(yōu)膠合工藝為:單位壓力1.0MPa、加壓時間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量結果表明,EPI僅填充在細胞腔中,不能發(fā)生細胞壁滲透,管胞壁的彈性模量和硬度無明顯變化;而UF不僅填充

4、在細胞腔中,還能發(fā)生細胞壁滲透,管胞壁的彈性模量和硬度明顯增強。雖然運用動態(tài)模量成像技術未能檢測出UF在壁中的滲透,但能定量表征細胞壁各層力學性能的分布。
　　4)納米壓痕測量結果表明,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與硬度的一致,隨著距離膠層的管胞個數(shù)增加,管胞壁力學性能呈現(xiàn)先增加再減小最后達到穩(wěn)定。膠合界面力學性能變化示意圖可作為預測膠合破壞位置和評價膠合界面優(yōu)劣的參考依據(jù)之