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杨木单板强化制造复合材技术研究

马立军  
【摘要】:通过木材改性特别是木材强化的方法来改善木材固有的天然缺陷,在其原有的优点基础之上赋予改性木材某些特殊功能,以期达到扩大木材的应用范围,提高速生人工林木材的材质,实现劣材优用,小材大用的目的,来缓和国内面临的优质木材供应不足的局面,不失为一行之有效的措施。本文主要研究杨木单板强化制造复合材技术,是利用可聚合的不饱和乙烯类单体浸渍杨木单板,然后通过引发剂将单体聚合成高分子聚合物。然后通过木材胶粘剂与人造板热压聚合成新型强化杨木单板复合材。与素材相比在材性方面取得较大的变化和改善,特别是增加了耐磨性能、表面硬度、抗弯强度、抗弯弹性模量。这种新型强化复合材,克服了杨木固有缺陷,扩大速生杨木的应用领域,延长木材使用寿命。 本研究首次采用三元共聚单体—苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、醋酸乙烯酯(VAc)注入木材中,加入引发剂形成交替共聚物,这种结构比单一的单体所形成的均聚物的性能优越,这是因为交替的共聚物在很大程度上改变了均聚物的物理-机械性能与化学性质。三种乙烯类单体注入杨木单板中在引发剂的作用下聚合成高分子聚合物,从而使杨木单板得到强化。强化后的杨木单板可与人造板进行复合。在试验方法上,主要采用了正交实验和方差分析,对树脂液的配比、单体的浸渍、引发剂的选择以及热压聚合等工艺进行了研究和分析。强化杨木单板复合材性能指标参照国家标准GB/T 17657—1999的人造板及饰面人造板理化性能试验方法的有关规定进行了测试。在分析手段上采用了现代先进的分析测试技术傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜,定性分析了新型复合材表板强化杨木单板的化学组成。由试验结果得出如下结论: 1) 在选择混合树脂液时,转化率的大小决定了树脂液的优劣。 2) 用加压法处理木材时,其单体留存率的大小决定与浸渍时的压力大小和时间。在一定比例的混合树脂液中,单体留存率是考察浸渍优劣的最佳指标。最优工艺条件为压力Fy3,压力时间ty_2。单体留存率达到129.62%。 3) 在强化杨木单板热压聚合中,三种单体所形成的高分子聚合物多少取决于单体的转化率。转化率越高所形成的三元共聚物含量就越高。单体的转化率与引发剂的种类、浓度、聚合温度和加热时间有关。


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