室外耐候重組竹制備與性能研究.pdf

1、隨著我國木材資源的日益匱乏，資源豐富、生產(chǎn)周期短和可再生的竹材資源正在成為重要的木質原料來源。然而竹材受形體限制傳統(tǒng)竹材往往呈管狀或條狀，很難加工成板型竹材，在實際應用中產(chǎn)生較大影響，這些缺陷往往使得原竹利用率不高，制約了竹材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了更加科學合理的利用竹材資源，提高竹材利用率，并充分發(fā)揮竹材本身物理力學性能，降低重組竹制備過程中能量消耗，減少二氧化碳排放。本文主要研究了以毛竹（Phyllostachys pubescens）為原

2、材料的重組竹的膠合成型工藝。研究內容包括五個部分:本研究選擇毛竹為原料，探討重組竹的物理力學性能及耐老化能，采用自制的中溫固化酚醛樹脂膠黏劑為粘結劑，制造重組竹材。文中對中溫固化酚醛樹脂的制備工藝經(jīng)行了研究，采用正交實驗對膠黏劑制備工藝進行了優(yōu)化，通過傅里葉紅外光譜(FTIR)、差式掃描量熱儀(DSC)對酚醛樹脂進行了結構表征。對重組竹制備過程中的疏解次數(shù)、膠液固體含量、密度、熱壓溫度以及熱壓時間進行了單因素實驗，并采用響應面實驗對重組

3、竹的熱壓工藝進行了優(yōu)化分析。同時對制備出的重組竹材進行了初步的耐候性能評價。主要研究結論如下:
　　(1)同時采用NaOH和Ba(OH)2作為催化劑時，NaOH發(fā)揮催化效果比Ba(OH)2效果更好;NaOH加入量對酚醛樹脂膠黏劑的粘度、水溶倍數(shù)和固化時間的影響最為顯著;Ba(OH)2加入量對酚醛樹脂膠黏劑的性能也有顯著影響;Ba(OH)2加入時間對酚醛樹脂膠黏劑性能的影響不顯著。通過正交試驗得出最佳工藝條件為NaOH添加量為0.2

4、mol，Ba(OH)2添加時間為60℃，Ba(OH)2添加量為0.05mol。
　　(2)間苯二酚加入量對酚醛樹脂膠液性能有較大的影響。苯二酚添加量的不斷增大，酚醛樹脂膠液的顏色變深和固化時間逐步縮短，粘度逐步變大，水溶提高;間苯二酚加入時間較早時，膠液的顏色較深，固化時間短，但水溶性較好，粘度較大。隨著間苯二酚加入時間延后，所制得膠液的水溶性減小，粘度增大，但其顏色較淺，固化時間延長;通過傅里葉紅外光譜和差熱掃描儀分析，膠黏劑中

5、高活性的鄰-鄰結構隨著Ba(OH)2加入時間延后而逐漸減少，間苯二酚的加入有效的提高了膠液中對位結構的含量;DSC測試結果顯示，固化溫度和放熱量隨著Ba(OH)2與間苯二酚的加入逐漸降低，表明固化速率升高。
　　(3)通過單因素實驗分析，確定了組坯竹束的疏解次數(shù)為3次最佳，疏解3次的竹束組坯物理力學性能最優(yōu);酚醛樹脂固體含量為25％竹束浸膠效果最好，浸膠量為30％;通過前期單因素實驗分析，確定了重組竹生產(chǎn)工藝中的密度、熱壓溫度以及

6、熱壓時間響應面取值范圍，通過響應面優(yōu)化，對重組竹熱壓工藝進行系統(tǒng)優(yōu)化，得到密度對重組竹物理力學性能影響最為顯著，熱壓溫度次之，熱壓時間影響最小。確定了熱壓工藝參數(shù):密度為103g/cm3，熱壓溫度為125℃，熱壓時間為1.2min/mm。以優(yōu)化后的工藝參數(shù)制備重組竹，對參數(shù)進行驗證，每組實驗結果均符合國家標準。
　　(4)通過三種重組竹材力學性能對比實驗分析，得出中溫固化酚醛樹脂壓制的重組竹材物理力學性能優(yōu)于其它兩種主材產(chǎn)品，MO