橡膠木的機(jī)械加工性能與膠合性能研究

1、橡膠木的機(jī)械加工性能與膠合性能研究,報(bào) 告 人：指導(dǎo)老師：報(bào)告時(shí)間：,研究?jī)?nèi)容,一、選題的目的和意義二、選題的依據(jù)三、國(guó)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(yù)期結(jié)果七、研究的創(chuàng)新點(diǎn)八、從事自然科學(xué)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(diǎn)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(duì)其終端用途的適用性進(jìn)行系統(tǒng)研究和

2、評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)橡膠木木材進(jìn)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(duì)橡膠木研究主要集中在木材解剖、物理、力學(xué)性質(zhì)等方面，而對(duì)木材加工性能的測(cè)試和研究，只是近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高才引起普遍重視。 本研究對(duì)橡膠木的機(jī)械加工性能和膠合性能進(jìn)行深入的研究，能夠充分認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)橡膠木木材的利用潛能，生產(chǎn)高附加值的實(shí)木制品，開(kāi)發(fā)橡膠木新的利用途徑，擴(kuò)大其適用范圍，實(shí)現(xiàn)橡膠木的增值利用，

3、而這些對(duì)實(shí)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(cè)定依據(jù) 依據(jù)美國(guó)關(guān)于木材和木質(zhì)復(fù)合材料機(jī)械加工性能測(cè)試的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1666-87（2004），對(duì)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(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而對(duì)橡膠木的機(jī)械加工性能進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)。研究中涉及到的加工工藝參數(shù)來(lái)源于實(shí)際生產(chǎn)中常用或其他試驗(yàn)研究總結(jié)出的最優(yōu)工藝設(shè)計(jì)。2.1.2橡膠

4、木膠合性能測(cè)定依據(jù) 木材膠合質(zhì)量常用力學(xué)方法測(cè)定膠層破壞強(qiáng)度來(lái)判斷，而板、方材膠合質(zhì)量用壓縮剪切法測(cè)定。本研究通過(guò)對(duì)橡膠木進(jìn)行三種膠粘劑的膠合，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行壓縮剪切強(qiáng)度和木破率的測(cè)定，完成對(duì)橡膠木膠合性能的測(cè)定和評(píng)價(jià)。,2.2技術(shù)依據(jù) 雖然以前人們沒(méi)有對(duì)橡膠木的機(jī)械加工和膠合性能進(jìn)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(duì)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(jī)械加工性能試驗(yàn)為橡膠木機(jī)械加工性能的研究提供了技術(shù)依據(jù)； 對(duì)其他樹(shù)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(jìn)加工設(shè)備及試驗(yàn)設(shè)備，為測(cè)量橡膠木各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)提供了技術(shù)上的支持； Excel、SAS等計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件為橡膠木機(jī)械加工和膠合性能試驗(yàn)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(jī)械加工性能的研究 主要參考國(guó)內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)論文和資料，重

6、點(diǎn)參考侯新毅（2004）三種桉樹(shù)木材的機(jī)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(jī)械加工性能的研究，還有其他一些有關(guān)木材機(jī)械加工性能研究的文獻(xiàn)，對(duì)木材機(jī)械加工性能測(cè)定有一定程度的了解，為后續(xù)橡膠木加工性能試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。2.3.2橡膠木膠合性能的研究 重點(diǎn)參考一些關(guān)于木材膠合性能試驗(yàn)相關(guān)的論文和資料，如程瑞香和顧繼友（2003）對(duì)落葉松、樺木和柞木集成材膠接性能的研究，趙喜龍（2004）對(duì)人工林楊

7、樹(shù)、杉木木材膠合工藝和性能的研究，以及張玉萍和傅峰（2005）對(duì)人工林難膠合木材研究現(xiàn)狀的研究等文獻(xiàn)，對(duì)木材膠合性能測(cè)定方法有一定的了解，為完成后續(xù)橡膠木膠合性能試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。 縱觀國(guó)內(nèi)外研究成果，木材膠合性能的測(cè)定大部分以木材膠合后的剪切強(qiáng)度和木破率為研究因素。而木材膠合過(guò)程中的主要影響因素為膠種、單位壓力、壓板時(shí)間和涂膠量。在進(jìn)行橡膠木膠合性能試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮整個(gè)膠合工藝和測(cè)定程序，全面的分析和評(píng)價(jià)橡膠木木材的膠合性能。,

8、三、國(guó)內(nèi)外研究概況,3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 新西蘭森林研究院，加拿大、土耳其學(xué)者都對(duì)木材的機(jī)械加工性能進(jìn)行過(guò)詳細(xì)的研究，他們以美國(guó)關(guān)于木材和木質(zhì)復(fù)合材料機(jī)械加工性能測(cè)試的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1666，對(duì)其所研究樹(shù)種木材的常用加工性能進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)對(duì)其加工成品表面質(zhì)量的分等和評(píng)價(jià)，綜合分析了所研究木材的機(jī)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(jìn)而生產(chǎn)出高附加值的制品。,3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀3.2

9、.1木材機(jī)械加工性能研究現(xiàn)狀,在木材的實(shí)木加工利用中，木材的機(jī)械加工性能對(duì)木材的利用率、利用價(jià)值和應(yīng)用途徑都有一定的影響。國(guó)內(nèi)的學(xué)者主要參考美國(guó)ASTM D1666標(biāo)準(zhǔn)和借鑒國(guó)外研究學(xué)者的研究，對(duì)紅椎、西南樺、桉樹(shù)、楊樹(shù)等人工林木材的機(jī)械加工性能進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)幾種典型機(jī)械加工方式的測(cè)試，對(duì)所研究木材的機(jī)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(jī)械性能研究和木材加工利用提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和相關(guān)技術(shù)參數(shù)，并且促進(jìn)和加速了人工林木材

10、高附加值的實(shí)體利用和定向加工。,目前我國(guó)橡膠木加工利用已經(jīng)越來(lái)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(jià)值的產(chǎn)品，而生產(chǎn)刨花板、細(xì)木工板、水泥刨花板和中密度纖維板，則能有效利用小徑級(jí)橡膠木和制材廢料。隨著人們不斷地深入開(kāi)發(fā)研究，橡膠木會(huì)越來(lái)越深入我們的生活，得到充分的利用。雖然人們?cè)谙鹉z木實(shí)際加工利用過(guò)程中總結(jié)出橡膠木具有良好的加工性能，但是國(guó)內(nèi)還沒(méi)有專門(mén)深入研究橡膠木木材加工性能來(lái)證實(shí)這

11、一點(diǎn)，所以我們有必要開(kāi)展針對(duì)橡膠木機(jī)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(guó)內(nèi)目前已經(jīng)針對(duì)人工林木材進(jìn)行了木材膠合性能的研究，包括落葉松、樺木、楊木、杉木、桉樹(shù)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(duì)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(guò)這些研究，可以保證木材的膠合性能又可以降低成本，實(shí)現(xiàn)木材的增值利用。 目前為止，國(guó)內(nèi)

12、還沒(méi)有針對(duì)橡膠樹(shù)木材的膠合性能進(jìn)行研究，而膠合性能在橡膠木的加工利用過(guò)程中占據(jù)很重要的地位。除了橡膠木實(shí)木制品之外，集成材是小徑級(jí)橡膠木利用的主要方式，結(jié)合我國(guó)集成材市場(chǎng)需求，發(fā)展橡膠木集成材可擴(kuò)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(qiáng)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(jī)械加工性能的研究4.1.1橡膠木機(jī)械加工設(shè)備的選擇

13、 根據(jù)ASTM D1666-87標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械加工性能測(cè)定時(shí)要求測(cè)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(biāo)準(zhǔn)中要求相同或相近的木材加工設(shè)備。4.1.2橡膠木機(jī)械加工工藝參數(shù)選擇 針對(duì)每一加工工序進(jìn)行相關(guān)工藝參數(shù)的選擇，合理的選擇各項(xiàng)加工參數(shù)，可以更準(zhǔn)確的測(cè)定出橡膠木的各項(xiàng)加工性能。4.1.3橡膠木機(jī)械加工性能測(cè)定分析 本試驗(yàn)采用樺木為對(duì)比試樣，試驗(yàn)時(shí)對(duì)試樣進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械加工，并

14、做好標(biāo)記。過(guò)對(duì)六種加工產(chǎn)品進(jìn)行分等評(píng)價(jià)，對(duì)橡膠木的機(jī)械加工性能進(jìn)行全面的分析，并且分析加工過(guò)程中出現(xiàn)的各種加工缺陷及其原因。通過(guò)與樺木機(jī)械加工性能相比較，最終綜合評(píng)定橡膠木的機(jī)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(cè)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(cè)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(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)橡膠木膠合過(guò)程中的膠種，壓力，冷壓時(shí)間和涂膠量四個(gè)因素進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，選擇合適的水平對(duì)整個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。4.2.3橡膠木膠合性能測(cè)定分析 本試驗(yàn)采用樺木作為對(duì)比試樣，試驗(yàn)時(shí)對(duì)試樣進(jìn)行膠合，陳放指定時(shí)間后，鋸切成試驗(yàn)要求的試件尺寸，在萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行壓縮剪切強(qiáng)度的試驗(yàn)，并做好相關(guān)記錄。通過(guò)研究分析試驗(yàn)得出的橡膠木試樣的剪切強(qiáng)度和木破率，對(duì)其膠合性能以及影響因素進(jìn)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(jī)械加工性能的研究方法 根據(jù)關(guān)于木材和木質(zhì)復(fù)合材料機(jī)械加工性能測(cè)試的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1666-87（2004）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)橡膠木材進(jìn)行機(jī)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(duì)橡膠木進(jìn)行膠合試驗(yàn)，然后根據(jù)人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法GB/T17657-1999中的膠層剪切強(qiáng)度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)橡膠木試樣進(jìn)行膠合強(qiáng)度測(cè)定。,5.2技術(shù)路線,六、預(yù)期結(jié)果1）可以綜合

17、分析得出橡膠木機(jī)械加工性能分析結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)橡膠木的機(jī)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(diǎn) 本試驗(yàn)對(duì)橡膠木機(jī)械加工性能和膠合性能進(jìn)行探討，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： 1）首次對(duì)橡膠木機(jī)械加工性能進(jìn)行探索研究，為橡膠木的高附加值利用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)； 2）首次對(duì)橡膠木的膠合性能進(jìn)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(jī)械加工性能和膠合性能，為開(kāi)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(jià)值和市場(chǎng)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(jī)，ZQ4113臺(tái)式鉆床，MK362A臺(tái)式榫槽機(jī)，MS3112臥式雙端榫槽機(jī)，MX2116A單頭直榫開(kāi)榫機(jī)，MX5068木工鏤銑機(jī)，MC614A普通木工車床，MJ344B細(xì)木工帶鋸，精密推臺(tái)鋸，試驗(yàn)熱壓機(jī)，

19、HWS型智能恒溫恒濕箱，含水率測(cè)定儀，手持式表面粗糙度儀，游標(biāo)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(shù)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(diǎn)和擬采取的解決辦法,ASTM D1666標(biāo)準(zhǔn)中要求試樣是無(wú)缺陷的，但是實(shí)際采集試樣的時(shí)候，很難避免出現(xiàn)木材缺陷，試驗(yàn)過(guò)程中采取隨機(jī)抽樣方式選取試樣，力求反映出橡膠木的真實(shí)情況；橡膠木的機(jī)械加工性能測(cè)定過(guò)程中，大部分是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷加工產(chǎn)品的加工質(zhì)