落叶松结构用集成材胶合工艺技术的研究

论文摘要

研究开发结构用集成材是实现木材高效利用的一种非常有效的手段,对木材工业的发展具有重要推动作用。本论文对常温固化型胶粘剂间苯二酚PRF和高分子异氰酸酯API落叶松集成材的胶合工艺技术进行了研究。采用正交试验法考察了压力、涂胶量以及加压时间三个因子对集成材剪切强度、木破率和剥离率的影响,并且确定了最佳工艺参数。研究结果表明:间苯二酚和异氰酸酯胶粘剂集成材的顺纹剪切强度均可以达到GB/T 50329-2002的要求,剪切强度和木破率的关系满足ISO/DIS 12578的要求。根据JAS1152号和ISO/DIS 12580标准对两种胶粘剂集成材进行浸渍剥离、煮沸剥离和减压加压剥离试验,试验结果表明,PRF和API落叶松集成材的剥离率完全可以满足使用环境3和使用环境2的要求。按照EN301和JAS1152的要求,将间苯二酚胶粘剂划归为Ⅰ类胶粘剂,将异氰酸酯胶粘剂划归为Ⅱ类胶粘剂。对于间苯二酚胶粘剂集成材的胶合性能,加压时间的影响最显著;对于高分子异氰酸酯胶粘剂集成材的胶合性能,涂胶量的影响作为显著。作者还对PRF和API两种胶粘剂落叶松结构用集成材的各胶合性能指标:剪切强度、木破率和剥离率进行了对比研究,结果表明:前者优于后者。初步研究分析PRF和API胶粘剂和木材的界面胶合机理。借助接触角测定仪和扫描电子显微镜研究了胶粘剂在木材表面的润湿和渗透情况,分别从机械结合理论和化学键理论角度对其进行了分析与解释。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的意义
• 1.2.1 结构用集成材的特点
• 1.2.2 落叶松材作为结构用集成材的意义
• 1.2.3 结构用集成材的发展前景
• 1.3 结构用集成材的研究进展
• 1.3.1 国内研究进展
• 1.3.2 国外研究进展
• 1.4 问题的提出
• 1.5 课题的主要研究内容
• 2. 落叶松结构用集成材的制造工艺
• 2.1 试验用层板
• 2.1.1 树种
• 2.1.2 含水率要求
• 2.1.3 层板的厚度及偏差
• 2.1.4 层板的外观质量要求
• 2.2 主要设备
• 2.3 落叶松结构用集成材的制造
• 2.3.1 工艺流程
• 2.3.2 落叶松结构用集成材的制造
• 2.3.3 加压胶合
• 2.3.4 整形加工
• 3 间苯二酚胶粘剂落叶松集成材胶合性能研究
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 试验层板
• 3.1.2 胶粘剂
• 3.2 主要仪器设备
• 3.3 试验方案
• 3.4 间苯二酚胶粘剂落叶松集成材的制造
• 3.5 间苯二酚胶粘剂落叶松集成材胶合性能检测
• 3.5.1 顺纹剪切试验
• 3.5.2 剥离试验
• 3.5.3 含水率试验
• 3.6 试验结果与讨论
• 3.6.1 剪切试验结果与分析
• 3.6.2 剥离试验结果与分析
• 3.6.3 通过matlab 确定最终优化方案
• 3.6.4 含水率试验结果与分析
• 3.7 结论
• 4 水性高分子异氰酸酯胶粘剂落叶松集成材胶合性能研究
• 4.1 试验材料
• 4.1.1 试验层板
• 4.1.2 胶粘剂
• 4.2 主要仪器设备
• 4.3 试验方案
• 4.4 异氰酸酯胶粘剂落叶松集成材的制造
• 4.5 异氰酸酯胶粘剂落叶松集成材胶合性能检测
• 4.6 试验结果与讨论
• 4.6.1 剪切试验结果与分析
• 4.6.2 剥离试验结果与分析
• 4.6.3 通过matlab 确定最终优化方案
• 4.6.4 含水率试验结果与分析
• 4.7 结论
• 5. 间苯二酚和高分子异氰酸酯两种胶粘剂胶合性能对比分析
• 5.1 顺纹剪切强度和木破率的对比
• 5.1.1 顺纹剪切强度
• 5.1.2 顺纹剪切木破率
• 5.1.3 剪切强度和木破率的关系
• 5.2 剥离率的对比
• 5.3 最佳工艺参数的对比
• 5.4 小结
• 6 落叶松结构用集成材胶合机理浅析
• 6.1 胶合理论综述
• 6.2 胶粘剂对木材润湿性的研究
• 6.2.1 接触角
• 6.2.2 落叶松表面接触角的测定
• 6.3 胶粘剂对木材渗透性的研究
• 6.3.1 试验步骤
• 6.3.2 试验设备
• 6.3.3 试验结果
• 6.4 胶粘剂与木材化学胶合机理的分析
• 6.4.1 间苯二酚胶粘剂 PRF 胶合层板的分析
• 6.4.2 高分子异氰酸酯胶粘剂 API 胶合层板的分析
• 6.5 结论
• 7. 结论及建议
• 7.1 结论
• 7.2 课题的创新点
• 7.3 建议
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢