新型多孔炭材料——木陶瓷的研究
【摘要】：
木陶瓷的研究是在“高效利用木材资源，利用可再生资源创生新材料，减少不可再
生资源消耗，保护地球环境”的立意下开展的。木陶瓷是一种原料价格低廉，制造成本
合理，性能优异，用途广泛，具有广阔的开发应用前景的新型炭材料。此项研究在国内
还几乎为空白。
本研究采用酚醛树脂浸渍木质材料，经过高温烧结制得木陶瓷产品，并对产品得率、
性能、影响因素、微观结构以及烧结过程中的化学变化等进行了分析，并探讨了阻燃处
理提高产品性能的可能性。产品得率、性能和炭材料组成等受树脂浓度和烧结温度影响
较大。
采用低温氮吸附法分析了木陶瓷的孔隙结构，实验证明未处理样品吸附能力很差，
酚醛树脂处理为炭化物引入较多的微孔，吸附能力得到改善。
通过SEM观察，酚醛树脂对木材细胞壁有润胀、填充作用，从而增强细胞壁，很多
树脂填充于交错纤维间的空隙中，增强了纤维与纤维间的结合。
本实验首次采用原子力显微镜（AFM）观察了大青杨木材和固化酚醛树脂样品的表
面形态。炭化使样品的表面粗糙度增加10倍以上。
首次利用热重-差示扫描量热-傅立叶红外（TG-DSC-FTIR）分析技术对木陶瓷烧结
过程中的化学变化进行了分析，酚醛树脂处理中密度板样品的热分解基本上为中密度板
和酚醛树脂的热分解之和。样品在800℃之前的热处理过程中持续发生分解，因而得率
和产品性能变化较大。800℃之后变化较少，产品性能基本稳定。
尝试阻燃剂复合酚醛树脂处理样品制取木陶瓷，样品的体积变化和部分性能与其同
树脂浓度无阻燃处理样品基本相似。阻燃剂的添加，改变了木陶瓷烧结过程中的热分解
机理，虽然提高了得率，但是基本不能提高炭化材料强度。
【关键词】：木陶瓷 木质材料 酚醛树脂 阻燃剂 得率 性能 影响因素 炭材料 微观表面形态 化学变化 【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：TQ351
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2001.005709
【目录】：
- 中文摘要6-7
- 英文摘要7-8
- 前言8-9
- 1 文献综述9-27
- 1．1 木材的化学组成9-11
- 1．2 木材的热分解过程11-12
- 1．3 木材热分解的产物12-14
- 1．4 炭材料的种类及性质14-17
- 1．5 木陶瓷概述17-24
- 1．5．1 本陶瓷的制造工艺17-21
- 1．5．2 木陶瓷的加工21
- 1．5．3 木陶瓷的性能及应用21-24
- 1．6 木材或木炭与陶瓷复合24-25
- 1．7 本论文的研究内容及意义25-27
- 2 木陶瓷的制造27-52
- 2．1 实验方法27-32
- 2．1．1 原料准备27-28
- 2．1．2 树脂浸渍28
- 2．1．3 试样干燥28-29
- 2．1．4 高温烧结29-32
- 2．2 结果分析32-50
- 2．2．1 树脂处理后试样在尺寸和重量上的变化32-37
- 2．2．2 高温烧结后试样在尺寸和重量上的变化37-50
- 2．3 小结50-52
- 3 木陶瓷的物理性能52-61
- 3．1 耐磨性52-54
- 3．1．1 实验仪器52
- 3．1．2 实验样品52
- 3．1．3 实验方法52-53
- 3．1．4 结果分析53-54
- 3．2 高频介电性质54-56
- 3．2．1 实验仪器54
- 3．2．2 实验样品54-55
- 3．2．3 实验方法55
- 3．2．4 结果分析55-56
- 3．3 抗弯强度及弹性模量56-58
- 3．3．1 实验设备56
- 3．3．2 实验样品56
- 3．3．3 实验方法56-57
- 3．3．4 结果分析57-58
- 3．4 表面硬度58-59
- 3．4．1 实验设备58
- 3．4．2 实验样品58
- 3．4．3 实验方法58
- 3．4．4 结果分析58-59
- 3．5 断面抗压强度59
- 3．5．1 实验设备59
- 3．5．2 实验样品59
- 3．5．3 实验方法59
- 3．5．4 结果分析59
- 3．6 小结59-61
- 4 木陶瓷作为炭材料的性能61-75
- 4．1 炭材料组成61-63
- 4．1．1 实验样品61
- 4．1．2 实验方法61
- 4．1．3 结果分析61-63
- 4．2 木陶瓷的热分析63-65
- 4．2．1 实验样品63
- 4．2．2 实验方法63
- 4．2．3 结果分析63-65
- 4．3 木陶瓷的孔隙结构65-74
- 4．3．1 实验仪器65
- 4．3．2 实验样品65
- 4．3．3 结果分析65-74
- 4．4 小结74-75
- 5 木陶瓷的微观构造75-87
- 5．1 SEM分析75-79
- 5．1．1 实验样品75
- 5．1．2 结果分析75-79
- 5．2 AFM分析79-86
- 5．2．1 实验样品81
- 5．2．2 结果分析81-86
- 5．3 小结86-87
- 6 木陶瓷高温烧结过程中的化学变化87-119
- 6．1 FTIR分析87
- 6．1．1 实验仪器87
- 6．1．2 实验样品87
- 6．1．3 实验方法87
- 6．2 TG-DSC-FTIR分析87-88
- 6．2．1 实验仪器88
- 6．2．2 实验样品88
- 6．2．3 实验方法88
- 6．3 结果分析88-117
- 6．3．1 木质材料的热分解88-98
- 6．3．2 酚醛树脂的热分解98-109
- 6．3．3 酚醛树脂处理中密度板的热分解109-113
- 6．3．4 阻燃剂复合酚醛树脂处理中密度板的热分解113-117
- 6．4 小结117-119
- 7 木陶瓷制造经济概算119-120
- 8 结论与展望120-122
- 参考文献122-127
- 致谢127
全文下载：
CAJ格式
不支持迅雷等加速下载工具，请取消加速工具后下载
|
|
|
|
| 1 |
钱欣,程蓉;原子力显微镜在合成膜表征中的应用[J];膜科学与技术;2004年02期 |
| 2 |
罗敏,王浪,王占生;纳滤膜的场发射扫描电镜、能量色散X射线、原子力显微镜与傅里叶转换红外光谱分析[J];膜科学与技术;2001年05期 |
| 3 |
武克忠;李建玲;刘晓地;张建军;;贮热材料新戊二醇-季戊四醇二元体系相图的构筑[J];吉林大学学报(工学版);2008年02期 |
| 4 |
赵钟声,孟令联,刘一星,沈隽;波谱分析在高温高压水蒸汽处理压缩矩形木材中的应用[J];林业机械与木工设备;2001年10期 |
| 5 |
宋魁彦;李坚;;国内外木材弯曲后热定型研究现状[J];林业机械与木工设备;2007年12期 |
| 6 |
李二凤;何小维;罗志刚;;胶原蛋白饲料粉的制备、组成分析及在饲料中的应用[J];粮食与饲料工业;2006年06期 |
| 7 |
陈世国,张一云;物相分析新技术——正电子微探针[J];贵州师范大学学报(自然科学版);1998年04期 |
| 8 |
于旭;;新型墙体材料的力学性能试验研究[J];南京工程学院学报(自然科学版);2006年03期 |
| 9 |
周青;刘海蓉;曹欣;王景存;;聚异氰脲酸酯泡沫塑料中三聚体含量测定的研究[J];聚氨酯工业;2006年01期 |
| 10 |
常德龙,陈玉和,胡伟华,卢春霞;用低分子树脂进行泡桐木材表面强化的研究[J];林产工业;1997年06期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
涂建华;张利波;彭金辉;夏洪应;马祥元;张世敏;普靖中;;炭化温度对木质陶瓷性能和结构的影响[J];材料热处理学报;2006年03期 |
| 2 |
杨爱玉,王者辉;国外碳/碳飞机刹车片预制件制造技术[J];航天工艺;1998年03期 |
| 3 |
石俊仙,敖登高娃,姚俊学,赵飞;天然硫铁矿处理含铅废水的实验研究[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2004年03期 |
| 4 |
吴文涛,孙世群;甘蔗渣制备木质陶瓷及其性能表征[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2001年06期 |
| 5 |
付东升,张康助,孙福林,姚冬梅;碳/碳复合材料的基体前驱体研究进展[J];化工新型材料;2003年06期 |
| 6 |
张福勤,黄伯云,黄启忠,熊翔,刘根山,易茂中;炭/炭复合材料石墨化度的研究进展[J];矿冶工程;2000年04期 |
| 7 |
张勇;宁平;高建培;彭金辉;张利波;杨坤彬;夏洪应;;微波加热制备椰壳活性炭吸附含Pb~(2+)废水特性研究[J];林产化学与工业;2007年04期 |
| 8 |
黄彪;高尚愚;;木材炭化机理的研究——炭化方法和炭化条件对杉木间伐材炭化物物性的影响[J];林产化学与工业;2005年S1期 |
| 9 |
钟丽;酚醛树脂市场调研报告[J];化工科技市场;2004年12期 |
| 10 |
刘恒,王建龙,文湘华;啤酒酵母吸附重金属离子铅的研究[J];环境科学研究;2002年02期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
李淑君;新型炭材料——木陶瓷[J];中小企业科技;2002年12期 |
| 2 |
林铭,谢拥群,唐兴平,魏起华,胡淑宜;不同材料制造木陶瓷得炭率和硬度的比较[J];福建林学院学报;2005年01期 |
| 3 |
李淑君,李坚,刘一星;新型炭材料——木陶瓷[J];上海建材;2002年04期 |
| 4 |
李坚,李淑君;木陶瓷的孔隙结构研究[J];林产化学与工业;2002年04期 |
| 5 |
林峻峰;木陶瓷的开发应用[J];四川林勘设计;2002年02期 |
| 6 |
李淑君,谭海彦,于晶,李坚;木陶瓷的耐磨性及其他力学性质[J];木材工业;2003年05期 |
| 7 |
李淑君,刘一星,李坚;木陶瓷的制造(Ⅲ)——烧结温度和树脂质量分数对木陶瓷制造的影响[J];东北林业大学学报;2002年06期 |
| 8 |
刘一星,李淑君,李坚;木陶瓷的制造(Ⅱ)——中密度纤维板木陶瓷[J];东北林业大学学报;2002年05期 |
| 9 |
李淑君,李坚,刘一星;木陶瓷的制造(Ⅰ)——实木陶瓷[J];东北林业大学学报;2002年04期 |
| 10 |
唐雪梅;王宇峰;;磨阔叶木陶瓷磨石的研制及用于生产GP浆(杨木)的体会[J];西南造纸;2006年05期 |
|
