一、热压工艺对竹材表面粗糙度的影响(论文文献综述)
王雪纯[1](2021)在《碳化竹/落叶松胶合材胶合剪切性能研究》文中进行了进一步梳理落叶松是一种资源丰富的速生材,但力学性能相对较差,竹材具有优良的抗弯及抗拉强度,但密度大径级小利用率低,用其制作的大型木结构构件重量过重,故将竹材与木材制成的竹木胶合板,表现出优越的力学性能。但对于竹木胶合材胶合性能的影响因素例如纹理、节子等及其破坏机理仍缺乏系统性的研究。本文以碳化竹和落叶松为材料,对竹松胶合材胶合性能的影响因素进行深入探索,在此基础上对其胶合工艺进行了优化。为降低胶合材胶合剪切强度值的离散性,以无胶插入圆棒榫增强竹松胶合材胶合剪切性能的方法,为高强度新型竹木胶合材的制备与结构优化提供技术支撑。1.论文首先对不同种类胶黏剂制备的胶合材进行胶合性能测试,结果表明:酚醛树脂胶黏剂制备的胶合材胶合性能满足国家标准要求,剪切强度可达到6.5 MPa,木破率达到90%。文中对材料表层不同粗糙度、不同含水率以及竹青侧竹黄侧、木材径切面弦切面对竹木胶合材的胶合性影响进行深入研究。试验表明:木材与竹材分别经60目和100目的砂纸砂光,并且含水率在5%~10%左右,以竹青侧--弦切面的组坯方式制备的胶合材的胶合性能最优,平均剪切强度可达6.7 MPa,木破率90%以上。由于胶合面粗糙度影响胶黏剂对材料的浸润度,材料表面粗糙度越小,胶合性能越差。木材与竹材不同的干缩湿胀系数导致胶层剪切强度随两种材料含水率的升高而降低。2.通过改变竹材与木材纹理夹角,研究不同纹理方向的组坯方式对胶合材胶合性能的影响,结果表明竹材与木材纹理形成的角度的关系是影响剪切强度的重要因素。两种材料夹角为0°顺纹组坯方式的胶层剪切强度高于30°、45°、60°夹角组坯以及90°垂直组坯,剪切强度可达到6.72 MPa,木破率达到90%以上;而纹理夹角为30°、45°、60°以及90°组坯的胶合材剪切强度相比于0°顺纹组坯的胶合材分别下降了 42.4%、45.1%、49.0%和52.1%,胶合材的剪切强度随着两种材料纹理形成角度的增大呈现指数函数下降趋势;另外,对于落叶松与碳化竹制备的胶合材,剪切强度与木破率呈线性正相关关系。3.根据对影响竹木胶合材胶合性能的因素研究,进一步优化胶合材的胶合工艺。使用酚醛树脂作为胶黏剂,通过单因素试验考察酚醛树脂的施胶量、热压压力、热压时间和热压温度对胶合性能的影响,确定各因素范围并进行正交试验得出最佳的竹松胶合工艺参数。试验结果表明当施胶量为220 g·m-2、热压压力为3.5 MPa、热压时间为15 min、热压温度130℃时胶合材胶合性能最佳。4.胶合面上松节的存在对胶合材的胶合性能影响较为显着,竹节竹间的影响不显着。胶合材胶合性能随松节直径的增大而降低,剪切强度与松节直径尺寸大小呈现曲线相关性。圆棒榫连接件对竹木胶合材的剪切强度的影响试验中发现,将直径12mm的圆棒榫烘至绝干,圆棒榫与榫眼过盈配合,无胶插入圆棒榫后,试件的平均剪切强度达到7.79 MPa,相较于未插入圆棒榫的试件剪切强度提高了 15.9%。实验证明圆棒榫插入对胶合材结构起到了优化作用。通过以上试验对竹木胶合材的制备工艺、竹松胶合材胶合性能的影响因素进行详细的分析,获得了竹木胶合材制备以及结构优化的关键技术,为我国落叶松和碳化竹的工程胶合木的生产制备提供参考和依据。
杨阳[2](2020)在《物料配比及表面处理对地质聚合物胶接竹材胶合性能的影响》文中研究表明竹材具备生长周期短、性能优良和资源丰富等优点,可作为木材的替代品,缓解我国木材资源短缺的现状;源于工业生产废弃物的地质聚合物,具有绿色环保、无醛释放和性能优良等优点,是一种潜在的木竹无机胶黏剂。因此,将地质聚合物作为胶黏剂胶接竹材,可实现二者优势互补,制造出无醛释放、阻燃性强、耐候性好的地质聚合物/竹材复合材料。由于地质聚合物是碱性材料,易使竹材产生碱降解,同时由于有机的竹材和无机的地质聚合物分属于极性和非极性物质,会造成两种材料复合后的界面相容性较差,使得地质聚合物与竹材胶合强度较低,影响地质聚合物/竹材复合材料的应用。为了提升地质聚合物胶接竹材的胶合性能,本文首先采用单因素法,分析碱激发剂模数、碱灰比和固含量等地质聚合物胶黏剂配比因子对地质聚合物胶接竹材的胶合强度的影响作用,优化地质聚合物胶黏剂的原料配方和制备工艺;采用不同浓度的KH550、KH560和KH570偶联剂和CaCl2溶液处理竹材表面,再制备地质聚合物胶接竹材,通过利用接触角、表面红外光谱和扫描电镜等表征处理竹材表面的润湿性能、官能团和微观构造,分析表面处理对竹材表面特性和胶合强度的影响,从而解析表面处理对胶合强度的影响机理。研究结果表明:1.在碱激发剂模数为1.9、碱灰比为1.7和体系中固含量为82.80%条件下制备出的地质聚合物胶接竹材的胶合性能最佳,所得未处理的试件测得胶合强度为1.71MPa;2.经过一定浓度硅烷偶联剂处理后,竹材的接触角有所提高,其表面粗糙度都有所提升,所使用的硅烷偶联剂均能使地质聚合物胶接竹材的胶合性能都有显着性的提高,当KH550浓度为1.5%时,地质聚合物胶接竹材的干胶合强度达到最大为4.72MPa;3.经过不同浓度的CaCl2溶液表面处理后能提高试件的胶合性能,当CaCl2溶液浓度为1.0%时,地质聚合物胶接竹材的干胶合强度达到最大为3.57MPa。本研究为提高无机胶黏剂胶接竹木材的胶合性能提供了一定的研究基础和技术手段,也为地质聚合物/竹木材复合材料的开发拓展了新的思路。
饶飞[3](2020)在《重组竹紫外光降解与涂膜屏蔽机制的研究》文中研究指明重组竹是以竹材和树脂为原料,经过定向重组成型的一种新型竹基复合材料,具有原材料利用率高、力学强度高、尺寸稳定性强、天然可降解等优势,应用领域逐渐从室内中端产品拓展到户外高端高附加值产品,对于竹材的高效高质化利用具有重要意义。然而,由于竹材的生物质特性,重组竹在户外应用环境中会发生光降解,导致表面劣化、性能下降和使用寿命减少。因此,本文通过对重组竹的物理力学性能、胶合界面、表面紫外光降解机理和紫外屏蔽涂料光保护开展系统研究,为重组竹在户外领域的推广应用提供科学依据和技术支撑。本文以毛竹(Phyllostachys pubescens Mazel)和酚醛树脂(PF)为原材料,制备了不同树脂含量的重组竹,并评价了其物理力学性能;从宏观、微观和分子尺度表征了重组竹的胶合界面,探究了重组竹的胶合机制;对比研究了重组竹和竹材在紫外光(UV)辐照处理后的表面光稳定性差异,探讨了重组竹的紫外光降解机理;基于竹材和重组竹的光降解机理,以苯并三唑(BTZ)、二苯甲酮(BP)、纳米二氧化钛(Ti O2)和纳米氧化锌(ZnO)为紫外吸收剂,制备和优选出了能为竹质材料提供长效光保护作用的紫外屏蔽涂料。得出主要结论如下:(1)树脂含量对重组竹的物理力学性能有显着影响,户外用重组竹的最佳树脂含量为20 wt%。重组竹的耐水性能随着树脂含量增加而逐渐增强,剪切强度随着树脂含量从10 wt%增至20 wt%而增加,剪切强度和抗压强度在树脂含量超过20 wt%后显着下降。20wt%树脂含量制备的重组竹物理力学性能优异,其静曲强度和弹性模量分别达到178.35MPa和18.16 GPa,水平剪切强度达到19.21 MPa,抗压强度为107.38 MPa,吸水宽度膨胀率和吸水厚度膨胀率分别为0.97%和3.74%,均超过了GB/T 20241-2006《单板层积材》中规定的结构用单板层积材和GB/T 30364-2013《重组竹地板》中规定的室外用重组竹地板优等品的要求。户外用重组竹相比于其它竹基和木基复合材料在力学性能和尺寸稳定方面具有突出优势,在户外建筑和铺地材料等领域具有巨大的应用潜力。(2)树脂在重组竹胶合界面处的宏观分布和微观渗透取决于树脂的分子量分布。高分子量的树脂分布在胶合线附近被破坏的竹材细胞腔,低分子量的树脂能渗透到竹细胞壁中,并且低分子量树脂过度渗透会导致胶合线处的严重缺胶现象。树脂与竹材纤维素在分子水平发生了交联反应,产生了诸如极性力和氢键之类的次生力。树脂分子量分布对重组竹的物理力学性能有显着影响。随着树脂分子量的增加,重组竹的耐水性能逐渐增强,弯曲性能和抗压强度逐渐下降,剪切强度先增加后下降。(3)竹材和重组竹表面在UV辐照后发生了明显的光化学反应。木质素是光氧化降解最严重的成分,其愈创木基苯丙烷单元(G)比紫丁香基苯丙烷单元(S)对紫外光更为敏感。木质素含量随UV辐照时间增加而不断下降(尤其是辐照初期),并伴随着羰基的不断形成,这是竹材和重组竹表面光变色的主要原因。重组竹表面O元素含量及O/C增加高于竹材,C的氧化态显着升高,说明木质素和PF树脂都会发生光氧化反应,导致了重组竹表面的去木质素化和富纤维素化。(4)重组竹表面光稳定性明显高于竹材,原因在于竹材细胞密实化和PF树脂的光保护作用。在UV辐照200 h后,重组竹的表面ΔE*仅为竹材的56.08%,重组竹表面纤维细胞间隙出现的轴向裂纹明显少于竹材,重组竹表面木质素含量的下降和羰基含量的增加均低于竹材,重组竹表面木质素的光氧化程度比竹材轻。原因有两点:一方面,纤维化竹单板热压密实后制备成重组竹后,厚壁的纤维细胞含量增加,薄壁细胞不同程度被压缩及PF树脂附着或填充在细胞腔中而导致其细胞壁加厚。重组竹的密度增加至竹材的1.5~2倍左右,这有效地限制了UV在重组竹表面的散射和侵蚀深度。另一方面,重组竹表面的PF树脂也能在UV辐照后发生光氧化反应,一定程度上保护了木质素,缓解了木质素的光氧化降解。(5)有机/无机紫外吸收剂共用制备的紫外屏蔽涂料在缓解两种紫外吸收剂各自的缺陷和增强竹材表面光稳定性方面具有优势。纳米Ti O2颗粒的团聚现象得到明显改善,有机紫外吸收剂在UV辐照初期平均吸光度的快速下降得到明显减缓,丙烯酸聚合物基体的降解开裂被有效抑制。BP与无机紫外吸收剂共用表现出较弱的拮抗效应,而BTZ与无机紫外吸收剂共用则有良好的协同效应,是制备竹材用有机/无机紫外屏蔽涂料的最佳紫外吸收剂组合。(6)当BTZ/ZnO的含量之比为2:1时,紫外屏蔽涂料的光稳定效率最高,双组份紫外吸收剂之间的协同效应最强。BTZ和ZnO作为光稳定剂用于开发稳定、有效的户外竹质材料用紫外屏蔽涂料方面具有巨大潜力。
魏金光[4](2020)在《高密度竹基纤维复合材料的性能及其胶合成型机理研究》文中研究指明竹基纤维复合材料是以纤维化竹单板为基本制造单元,以酚醛树脂为胶黏剂,通过冷压热固化工艺或热压工艺制造而得的高性能重组竹。该材料具有规格可调、性能可控、结构可设计、纹理美观等优点,深受国内外市场的青睐,广泛应用于室内外地板、家具、园林景观、建筑用材等领域,前景广阔。密度是竹基纤维复合材料性能的物质基础,其决定性地影响着该材料的物理力学性能及其应用领域。目前,竹基纤维复合材料的研究和应用主要集中在0.85~1.20 g/cm3密度范围内的产品上,而在密度1.20 g/cm3以上的鲜有涉及。理论上,竹材细胞可以完全密实化,达到竹材的实质密度水平(~1.50 g/cm3)。因此,竹基纤维复合材料的物理力学性能尚存在巨大的研究空间。本文以慈竹为原料,制备了高密度(>1.20 g/cm3)的竹基纤维复合材料,探究了该材料的极限密度和物理力学性能,研究了密度和施胶量对该材料的力学性能、耐水性能和表面性能的影响规律;在此基础上,采用现代仪器表征手段,分析了竹基纤维复合材料的胶合成型机理,得出以下结论:(1)在论文研究中,竹基纤维复合材料的极限密度为1.37 g/cm3,其水平剪切强度、顺纹抗压强度、静曲强度和弹性模量分别为28.83 MPa、215.53 MPa、354.00 MPa和28.36GPa,28h水煮循环处理后的吸水率和厚度膨胀率分别为9.67%和7.62%。(2)随密度的增加,竹基纤维复合材料的抗剪、抗压、抗弯和耐冲击性能增强,其冲击强度可达89.13 k J/m2;耐水性和尺寸稳定性显着提高;表面粗糙度、亲水性和自由能下降,其粗糙度Ra低至1.71μm。(3)随施胶量的增加,竹基纤维复合材料的抗剪和抗压性能先增强后减弱,当施胶量为13%时,两者强度最高,分别为25.77 MPa和169.24 MPa;抗弯和耐冲击性能呈下降趋势,两者强度分别可达328.27 MPa和7.70 k J/m2;耐水性和尺寸稳定性明显增强,其吸水率和厚度膨胀率分别低至9.14%和6.71%;表面粗糙度、亲水性和自由能降低,其粗糙度Ra低至2.14μm。(4)在竹材疏解过程中,纤维细胞保持原貌,但导管和薄壁组织被严重破坏;在竹基纤维复合材料热压成型过程中,纤维细胞一直保持原貌,但导管和薄壁细胞逐渐塌陷;同时,孔隙率逐渐减小,低至5.52%。材料内部的孔隙主要分布在58~0.5μm和80~1.8 nm范围内;在热压过程中,孔径逐渐减小,且分布范围向低值区移动。材料内部细胞壁上的孔隙主要分布在2~15 nm范围内,在3~10nm范围的孔隙占比超过85%;在热压过程中,孔径呈递增趋势,最高为6.00 nm。在热压成型过程中,材料中的纤维素保持I型晶型结构,但相对结晶度和微纤丝角逐渐增大,最大分别为62.23%和9.86°(5)在竹基纤维复合材料胶合过程中,竹纤维及其化学组分均促进了酚醛树脂的固化缩合反应,改变了树脂的固化反应温度和热焓。纤维素提高了酚醛树脂分子的反应活性,消除了其分子结构上的酚羟基(Ar-OH)、醇羟基(-CH2-OH)等活性基团。木质素与酚醛树脂在化学结构上极为相似,两者通过Ar-OH、-CH2-OH等活性基团发生缩合反应,通过-O-C-O-键或者-C-O-C-键连接。木聚糖通过羧基或乙酸基上的羰基(-C=O)与酚醛树脂分子发生交联反应,生成饱和的-C-O-键。
刘学莘[5](2020)在《竹材特征对层积材性能的响应及环境效益影响研究》文中提出我国竹子资源丰富,竹子种类、竹林面积和竹材产量均居世界首位,我国的竹材工业化应用也已走在世界前列,已开发各种各样的竹质复合板材。然而,竹材存在横向强度差、尺寸稳定性不佳以及各部位变异性大等问题。因此,开展基于竹材特征的高性能层积材制备及环境效益影响的研究,对促进竹材的“精细化”利用和低碳加工具有重要意义。本文以福建产毛竹为原料,分析了多因素条件下毛竹弦向竹条理化性能特征的变异规律、冻融循环预处理和高温热处理改性对毛竹弦向竹条物理力学性能的响应规律、胶合界面和竹节间距特征对弦向竹条胶合性能的响应规律;优化出较佳冻融循环预处理工艺和高温热处理改性工艺以及基于竹材特征的新型竹层积材的制备工艺,并采用SEM、XRD、DPX等手段分析了相关影响机理;同时,利用GABI6.0分析评价了新型竹层积材制备各工序的环境效益。论文研究的主要结论如下:(1)研究分析了不同竹龄、不同高度、有无竹节、不同界面等多因素条件下弦向竹条理化性能特征的变异规律,结果表明:离地高度对其力学强度的影响较小,而竹龄对其力学强度影响显着;竹节的存在与否对竹材的抗弯强度、抗弯弹性模量、抗剪强度和抗拉强度影响显着而对于顺纹抗压强度影响不显着,对毛竹节间和竹节的组织结构分布和组织比量的分析揭示了节间力学强度优于竹节力学强度的原因是竹节处的维管束纤维呈现弯曲形态,影响了其结构完整性,且箨环和竹隔的细胞组织穿插在纵向纤维中,使维管束长度变短,纤维强度下降;在同一竹龄且同一高度条件下,竹壁中心层竹肉(R部位)的接触角大于外层竹肉(Q部位)和内层竹肉(H部位),5年生毛竹的Q/R/H三部位的接触角差异性相对较小,材性相对更加稳定;竹龄对毛竹材的纤维素含量、苯抽抽提物含量影响显着,高度对各化学组分影响均不显着;SEM微观形貌分析表明,3年生和5年生毛竹的微观构造差异不明显,7年生毛竹轴向薄壁组织中则含有较多的淀粉颗粒;3~5年生、离地高度3m处的毛竹材具有较好的理化性能,较适宜作为竹基复合板材的结构基材。(2)采用冻融循环方法和高温热处理方法对5年生、离地高度3m处的弦向毛竹条进行预处理试验并研究分析了冻融循环预处理和高温热处理改性对弦向竹条物理力学性能特征的响应规律,结果表明:竹节的存在与否对预处理后竹材接触角、吸水性和湿胀性的影响不显着;高温预处理后竹材的润湿性指标虽不如冻融循环处理,但其吸水性、吸湿膨胀率等尺寸稳定性和制品力学性能指标(MOR、MOE)却优于冻融循循环处理。应用响应面分析方法得出冻融循环预处理的优化工艺参数:初含水率为15%~30%,融冰温度为40℃,融冰时间为2小时,冷冻时间为5小时,循环次数为3次;高温预处理的优化工艺参数为:初含水率为10%~30%,热处理温度为160℃,热处理时间为5小时;SEM微观形貌分析和XRD分析表明,冻融循环预处理后,竹材细胞壁结构受到破坏,相对结晶度降低了 3.53%,从而降低了其力学性能;高温预处理后,竹材内部化学成分发生结构重组,产生重结晶现象并析出,致使毛竹细胞腔缩小变形,基本密度略有增加,从而提高了其力学性能。(3)研究分析了胶合界面、竹节间距特征对竹条胶合性能的响应规律以及“微孔处理”技术、竹节间距、热压工艺、组坯方式对竹层积材性能的响应规律,利用响应面分析法优化了以5年生离地高度3m处的高温热处理弦向毛竹条为材料的新型竹层积材的制备工艺,结果表明:QQ、QH、HH三种界面形式对胶合竹条的剪切强度、抗弯强度、弹性模量影响不显着;在竹条胶合时有无竹节对抗压强度、剪切强度影响不显着,对抗弯强度、抗弯弹性模量以及抗拉强度影响显着;无竹节竹条的力学性能优于有竹节竹条,相邻竹条竹节间错位3~10cm,可使胶合竹条获得更高的力学性能;采用侧面微孔工艺可提高竹层积材横纵向强度,微孔处理的最佳工艺为:孔间距30mm、孔径1mm、孔深1mm;热压时间和热压温度对竹层积材力学性能影响显着,侧压力和交互作用影响不显着;竹层积材较优的热压工艺为:热压温度为145℃,热压时间为11min(12mm),热压侧压力为2MPa;DPX和力学测试表明,交叉四层组坯制备的竹层积材产品密度分布均匀,纵向和横向MOR、MOE稳定;经第三方测试,采用优化工艺制备的12mm厚竹层积材各项力学指标均达到并超过了 LYT1575-2000“A类”车厢底板竹胶合板力学性能标准。(4)应用GABI6.0和CML2016评价方法,以新型竹层积材原料运输到成品入库为边界范围,对其生产制造全过程的环境效益响应进行了评价。在中试线生产1m3竹层积材时,产生的主要环境负荷及排序为:酸化(AP)53.27%>海水生态毒性(MAETP)20.34%>富营养化(EP)19.29%>人类毒性(HTP)4.01%>全球变暖(GWP)2.78%>陆地生态毒性(TETP)0.15%>淡水生态毒性(FAETP)0.11%>资源消耗(ADP)0.01%>臭氧层破坏(ODP)0.001%;制造本产品所产生的的环境负荷主要来源于竹子焚烧(场内蒸汽能量自已)和粗刨(去竹青、竹黄),两者分别占总环境负荷的74.59%和6.93%,其它工序对环境负荷的贡献度排序依次为:干燥3.99%>精刨3.25%>砂光2.52%>打孔2.25%>热处理2.18%>热压2.13%>裁板0.96%>裁断0.69%>分片0.35%>炼油0.21%>运输0.10%;对淡水(FAETP)、海水(MAETP)、陆地(TETP)生态系统和人类(HTP)健康产生毒害主要来自酚醛树脂胶黏剂的使用以及在制造过程中含酸、醛类废水的排放;归一化分析表明,以焚烧废竹获得场内热能相比燃烧煤、天然气等非可再生资源环境效益优势明显,尤其是“碳足迹”优势更为显着。
洪工画[6](2018)在《竹粉/PBS复合材料界面的聚多巴胺改性与表征》文中指出本论文对竹粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料热压工艺进行探究,并利用聚多巴胺对竹粉进行改性,降低了竹粉表面的极性,增强了其与PBS基质间的界面相容性,对比研究了不同改性方法及改性条件对竹塑复合材料(BPC)性能的影响,对其进行宏观测试并结合微观分析,研究了聚多巴胺增容竹塑复合材料的机理。主要研究结论如下:(1)通过四元二次通用旋转组合试验设计,构建了竹粉粒径和热压工艺参数为自变量,复合材料力学性能为因变量的回归模型,确定了竹粉/PBS复合材料最优化的热压成型工艺。结果表明,竹粉粒径对于复合材料拉伸、弯曲、冲击强度影响最大;热压压力对于以上三个指标影响最小;热压温度和热压时间两因素对于拉伸、弯曲强度的影响存在交互作用;竹粉粒径大小和热压压力两因素对于冲击强度的影响存在交互作用;其他因素之间交互作用不明显。(2)原位沉积法是聚多巴胺改性竹粉制备竹塑复合材料最优化的改性方法,经该方法改性后,竹粉表面游离羟基数量迅速减少,极性降低,复合材料的界面结合强度得到改善,其力学性能明显提高。(3)多巴胺溶液浓度是影响复合材料改性效果最重要的因素,当多巴胺浓度为1.0 mg/mL时,复合材料表现出最优的界面性能,其中弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量和冲击强度与未改性的复合材料相比分别提高了 34.2%、23.4%、65.5%、41.3%和63.4%,其热性能也有明显的改善,但复合材料的抗水性能却没有明显的变化。
关明杰,刘仪,朱越强,张紫嫣,黄志伟[7](2018)在《超声对竹材表面性能和竹层积材胶合性能的影响》文中研究表明运用超声空化作用处理漂白和炭化竹材以期提高竹材表面性能,提高胶黏剂在竹材表面上的浸润性,进而提高竹层积材的胶合剪切强度。分析了不同超声处理工艺对竹材表面粗糙度和表面润湿性的影响;测试分析了超声处理竹片制成的竹层积材的胶合剪切强度变化。结果表明:超声空化作用能够提高竹材表面粗糙度、降低酚醛树脂胶在竹材表面的接触角,提高酚醛树脂在竹材表面浸润性。超声工艺参数对竹层积材胶合剪切强度的影响程度由大到小依次是温度、功率、时间,竹层积材胶合剪切强度表明:相比较于未处理的竹层积材,经最优超声工艺处理后的漂白竹层积材胶合剪切强度提升18%,炭化竹层积材胶合剪切强度提升12.5%,说明超声提高了竹材表面粗糙度和表面润湿性进而增强了竹材与酚醛胶黏剂的机械耦合作用。总体来看,漂白竹材表面粗糙度大于炭化竹材、润湿性弱于炭化竹材,漂白竹层积材胶合剪切强度大于炭化竹层积材。
黄志伟[8](2017)在《超声处理对竹材表面特性及胶合性能的影响》文中进行了进一步梳理我国竹材资源相对较为丰富,有关竹材方面的研究多以产品研发或工艺改性为主,对其胶合界面表征的研究则相对较少,且基本沿用了木材的胶合理论。此外竹材结构致密且没有横向组织,对胶粘剂的渗透性不如木材。因此,本文以不同的工艺对漂白和炭化竹材表面进行超声处理,分析了未经超声处理和经过超声处理的竹材表面特性的变化。以宏观胶合强度为切入点,确定最优超声处理工艺,运用扫描电镜、荧光跟踪技术、数字图像相关方法及有限元数值模拟等测试手段,分析了超声处理对竹层积材胶合界面性能的影响,包括胶层微观形貌、胶粘剂渗透、胶合界面应力应变分布等参数,探讨了胶合界面微观参数对宏观胶合强度的影响,具体研究内容如下:(1)使用表面粗糙度测试仪测定了未经超声处理和经过不同工艺超声处理的漂白和炭化竹材的表面粗糙度,结果表明超声处理能够提高竹材的表面粗糙度。使用接触角测定仪测试了未经超声处理和经过不同工艺超声处理的漂白和炭化竹材的表面润湿性,结果表明超声处理能够增大竹材的表面自由能,降低酚醛树脂胶在竹材表面的接触角,说明超声处理之后竹材的表面润湿性变好。(2)探讨了不同工艺超声处理后的竹材制备的双层竹层积材的胶合剪切强度,结果表明超声破壁效应能够增大竹材表层细胞的通透性,提高胶粘剂的渗透,进而增大竹层积材的胶合剪切强度。超声工艺对竹层积材胶合强度的影响因素排序由大到小依次是温度>功率>时间。对漂白竹材而言,最优的超声处理工艺为:超声温度60℃,超声时间60min,超声功率1200W。对炭化竹材而言,最优的超声处理工艺为:超声温度60℃,超声时间90min,超声功率1400W。(3)使用扫描电镜观察了未经超声处理和经过超声处理的竹层积材胶合界面的微观形貌,并测量了胶层厚度。结果表明,超声处理前的毛竹层积材胶合界面胶层厚度较小,胶线较平直,胶粘剂主要分布在加工过程中破损的细胞腔以及细胞壁之间。超声处理后的竹层积材胶合界面胶层厚度增大,胶线较曲折。胶粘剂除了分布在加工过程中破损的细胞腔内,还经由扩大了的纹孔通道渗透进入到薄壁细胞内。(4)使用荧光显微镜观察了胶粘剂在未经超声处理和经过超声处理竹材界面的渗透情况,并测量了渗透深度参数。结果表明,漂白和炭化竹层积材的胶合界面都在超声处理之后发生了改变,胶线更加曲折且分布的更加不均匀,经过超声处理后的竹层积材胶合界面中,胶粘剂的平均渗透深度和有效渗透深度都有了一定的提高。(5)使用数字图像相关方法研究了未经超声处理和经过超声处理的竹层积材胶合界面在拉伸过程中的剪切应变分布。结果表明,剪切应变首先开始于胶合界面的端部,并逐渐从端部沿胶层纵向扩展和横向基材方向扩展,纵向应变随载荷增大而逐渐增大,横向应变区域在扩展到4mm之后停止扩展。超声处理后竹层积材胶合界面应变最大值略有降低,这和胶粘剂渗透进入细胞壁、提高细胞壁的弹性模量有关。(6)采用有限元模拟分析了未经超声处理和经过超声处理的竹层积材胶合界面的应力应变分布。结果表明,未经超声处理和经过超声处理的竹层积材胶合界面等效应力与剪切应变分布基本一致,并且都以胶线为中心上下、左右对称分布,但是右端略高于左端,下端略高于上端。竹层积材胶合界面沿胶线方向和垂直胶线方向应力应变分布曲线类似,以X轴方向的拉应力为主,此外存在着沿Y轴方向的剥离应力,但Y轴方向的剥离应变比X轴方向的拉应变要高。应力应变最大值出现的地方都位于胶层与基材接触的两个角点。(7)对比漂白竹材和炭化竹材的表面特性和胶合界面性能。结果表明漂白竹材的表面粗糙度大于炭化竹材、表面润湿性弱于炭化竹材,但是漂白竹层积材胶合剪切强度普遍大于炭化竹层积材。炭化竹材的表层细胞在压力作用下更容易被压溃,因此胶层厚度和胶粘剂渗透深度均大于漂白竹层积材。由于炭化竹材弹性模量较漂白竹材低,因此炭化竹层积材胶合界面的应力更加集中并且应变最大值大于漂白竹层积材。数值模拟方法也证实了这一点差异。
杨峰[9](2014)在《竹重组材/OSB复合材料工艺研究与性能预测》文中认为竹重组材,是将竹材重新组织并加以强化成型的一种竹质新材料,具有原料利用率高、强度高、材质均匀、加工性能好等优点。十年来,我国以毛竹为主要原料的竹重组材产业发展迅猛,产品逐步应用于建筑、工程、结构等高附加值领域。我国杨木等速生木材资源丰富,是制造胶合板、纤维板和刨花板的优等原料,应用十分广泛。本文提出以竹重组材和OSB(定向刨花板)为复合单元制造竹重组材/OSB复合材料的理念,探讨复合材料的设计、工艺、性能和应用,具有良好的发展前景。在毛竹和重组后竹材的基本物理力学性能基础上,比较了两者在微观构造和性能上的差异,研究了毛竹重组材和杨木OSB结构特性和表面性能,基于产业化前景的考虑,从工艺条件和生产成本两方面,分别对热压和冷压生产过程进行分析,研究适合毛竹重组材和杨木OSB材料特性的胶合工艺以及复合形式对复合材性能的影响。在确定竹重组材与OSB复合工艺的基础上,利用经典层合板理论,分别建立了竹木层合板的弹性模量以及静曲强度的预测模型,编制了基于VB的竹木层合板弯曲性能预测程序。采用有限元方法,对竹木层合板弯曲行为进行分析以及厚度优化设计,得出了基于有限元分析的竹木层合材料弯曲性能的预测方法,并用竹重组材/OSB集装箱底板的实例验证。论文的主要研究结论如下:(1)竹材的纤维体积分数Vy沿径向由青向黄侧梯度减小,重组后竹材内部结构发生变化,靠近髓环侧的韧皮纤维变得致密,大部分区域的Vy值在50%上下,但是临近髓环区域的Vy值维持不变。(2)炭化处理对于算数平均偏差(Ra)、微观不平度十点高度(Rz)及轮廓最大高度(Rmax)这三种指标的影响均不显着。随着砂纸目数的增大,砂光后竹重组材表面越光滑,算数平均偏差(Ra)、微观不平度十点高度(Rz)及轮廓最大高度(Rmax)值越小。刨切后表面(BS-B)与100目砂纸砂光后的粗糙度(BS-100)比较接近。总的来说,竹重组材纵纹粗糙度参数远小于横纹,同种测量条件下,前者值不到后者的一半。目数越小砂纸砂光处理的竹重组材表面水接触角相对越小。(3)利用PUR胶冷压制备竹重组材/OSB复合材料,较优的工艺参数为时间1.5min/mm;单面涂胶量200g/m2;压力1.2MPa。(4)对于竹重组材/OSB复合材料,适当增加竹质材料厚度或者纵横组坯,可使复合材整体获得更高的刚度值。铺层方向的变化(纵横组坯),可以改善复合材的尺寸稳定性。对于给定厚度的竹重组材,增加层数并不显着地影响复合材整体的强度值和刚度值。背衬无纺布(纸)可明显降低复合材的尺寸稳定性。(5)在最终产品性能方面,与竹重组材复合,可显着地提升OSB的抗弯性能。位于表层的竹材很好地避免了应力集中引起的结构破坏,验证了三层夹层结构(强-弱-强)是一种合理的结构组合。有限元模型可以较精确地预测层合板弹性区域内的刚度值,且三维模型比二维模型更为精确;但对于强度预测来说,更精准的预测需要进一步改善模型。(6)利用Altair Optistruct结构分析和优化工具,优化后的厚度能满足工程应用的安全需要,该优化方法在工程实际中验证是可行的。对于竹重组材/木质定向刨花板/竹重组材三层结构的层合板类人造板而言,采用优化后的铺层结构对比由传统公式计算出的铺层结构,在木质材料不变的情况下,竹材使用量节省三分之一。
韩望[10](2014)在《竹材原态多方重组单元与冷压热固工艺研究》文中认为竹材原态多方重组材料研究,是在竹材高效利用形势下符合我国林业长期发展规划的新课题,是解决我国木材供需矛盾的有效途径之一,符合“生态林业、民生林业”的发展模式,具有广泛应用前景和发展空间。本文以46年生毛竹为研究对象,提出冷压定形、热压固化成型工艺制备竹材原态多方重组材料,研发冷压热固成型专用卡具,以单元性能、材料小样制备及力学性能为重点,主要研究竹材原态多方重组材料横向胶合成型技术,旨在掌握竹材原态多方重组材料基本性能和冷压热固成型制造工艺,为该材料工业化生产提供技术指导和理论基础,并对进一步开发竹材原态多方重组材料冷压热固成型机提供必要的试验基础,推进竹材原态多方重组材料工业化进程。本论文结论如下:(1)采用木材常规干燥窑干燥法、蒸煮和高温热处理法、化学与增容结合处理法对竹材单元进行防裂处理,优选出竹材原态多方重组材料单元防裂干燥处理工艺:常压下,原竹浸入0.8%氯化钠和1%醋酸混合溶液中,在温度100℃条件下蒸煮4h;蒸煮处理后原竹进行常规低温干燥:干燥阶段温度为50℃~58℃,湿度为75%~85%,风速1.5m/s,干燥至当地平衡含水率。此工艺条件下处理的竹材原态多方重组材料单元,90d后仅5%生开裂,干燥效果优良,适应工业化生产。(2)适合制备竹材原态多方重组材料单元的直径范围是90mm110mm;经六面铣削一次成型制备的竹材原态多方重组材料单元,轮廓算术平均偏差Ra均值为2.79μm,微观不平度十点高度Rz均值为18.31μm,轮廓最大高Rzmax均值为26.51μm,Ra和Rz随原竹直径增大呈增加趋势,Rzmax无明显规律;试验结果表明,竹材原态多方重组材料单元轮廓算术平均偏差Ra和微观不平度十点高度Rz处于胶合强度高的粗糙度范围内。(3)全因子试验法研究竹材原态多方重组材料单元基本力学性能:竹节对横向抗压强度提高明显,竹节在中间处横向抗压强度最高,无竹节次之,竹节在端头最小,竹材原态多方重组材料单元横向抗压强度随直径增大出现逐渐减小的变化趋势,随重组单元质量增加呈减小趋势,横向抗压强度平均值4.47MPa,最小值3.38MPa,竹材原态多方重组材料横向成型时优选抗压强度为1.0MPa1.5MPa;竹材原态多方重组材料单元纵向抗压强度均值为51.78MPa,较原竹强度损失约5.7%,采用竹材原态多方重组材料单元理论模型计算其抗压强度为61.47MPa,强度偏大约18.7%,修正系数为0.85,误差±5%之内。六面成型铣削对原竹纵向使用性能影响不大。(4)研发冷压热固成型工艺专用卡具,实现二维加压,横向平面加压,纵向异型面加压,最大承载压力6kN;卡具由2件成90°夹角的构件组成,采用螺栓螺母固定位置,卡具结构用材Q235,板簧材料选择65Mn,自重12kg;引入板簧结构,在冷压热固成型过程中,补偿应力松弛引起的压力降低;纵向采用120°V形卡具,将线接触转化为面接触,减少竹单元压溃,提高竹材原态多方重组材料胶合强度,单元间结合较冷压成型更为致密;专用卡具加工竹材原态多方重组材料尺寸为210mm350mm,专用卡具冷压热固成型工艺制备竹材原态多方重组材料2h,工艺固化周期为冷压冷固工艺的1/84。(5)7单元竹材原态多方重组材料横截面横向尺寸(侧面对侧面)平均值为288.11mm,热固成型后平均减少3.61mm,约1.25%;纵向尺寸(顶点对顶点)平均值为271.78mm,热固成型后减少2.67mm,约0.98%;横截面横向和纵向最大尺寸减少均为4.5mm,陈放24h后,产生0.3mm0.4mm的弹性恢复,弹性恢复率约11%;竹材原态多方重组材料热固应力随时间延长逐渐降低,压力降低主要发生在停止施加压力后的前180s,360s后应力曲线基本呈直线,建议将600s时载荷定为最终载荷设计相关设备。(6)试验采用正交分析法研究胶黏剂种类、施胶量、热固成型温度、热固成型时间与竹材原态多方重组材料小样试件纵向抗压性能的关系,结果表明:酚醛树脂胶制备的竹材原态多方重组材料性能最好,异氰酸酯胶黏剂次之,脲醛胶黏剂强度最低;该材料纵向抗压强度随施胶量增加呈下降变化,200g/m2施胶量抗压强度最大;随温度上升呈增加变化,150℃时达到最大值,但增加比例不高;随时间延长纵向抗压强度基本不变。冷压热固法制备竹材原态多方重组材料优选工艺参数:酚醛胶黏剂、施胶量200g/m2,热固成型温度130℃、热固成型时间10min,此工艺条件下验证试验表明:纵向载荷793.7kN,抗压强度73.80MPa,比强度为0.0559N m/kg,优于普通钢材0.0540N m/kg,高于正交试验法平均值0.0529N m/kg。参照木材容许应力研究方法,提出竹材原态多方重组材料安全系数为2.854.0,则容许载荷≤195kN。(7)使用钢筋作为预应力增强材料,可增加竹材原态多方重组材料纵向抗压强度,但降低该材料的强度—容重比,竹材原态多方重组材料强度-容重比比值为0.07和红松相同,优于钢材的0.054,低于玻璃钢的强度-容重比(0.20),高于其他类型的常用材料。随竹材原态多方重组材料重组单元增加纵向抗压强度增加,14单元为7单元的2.2倍;竹材原态多方重组材料的破坏形式主要是胶层撕裂,改善其横向拼接胶合强度是提高该材料力学性能和使用寿命的关键。长方体型竹材原态多方重组材料抗弯强度低于圆柱体型竹材原态多方重组材料,但其位移量仅为圆柱体型一半,约50mm,适合制备梁材,两种类型的竹材原态多方重组材料均可作为柱材使用。
二、热压工艺对竹材表面粗糙度的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、热压工艺对竹材表面粗糙度的影响(论文提纲范文)
(1)碳化竹/落叶松胶合材胶合剪切性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 木结构研究现状 |
1.2.2 结构用胶合木的研究现状 |
1.2.3 竹/木胶合材的研究现状 |
1.3 问题提出 |
1.4 研究目的及意义 |
1.5 创新点 |
1.6 研究内容 |
1.7 技术路线 |
2 材料及方法 |
2.1 试验材料与设备 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验设备及仪器 |
2.2 主要性能测试方法 |
2.2.1 基本性能测试 |
2.2.2 粗糙度 |
2.2.3 表面形貌表征 |
3 竹木胶合材胶合性能的影响因素研究 |
3.1 试验材料与制备 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 胶黏剂种类对竹木胶合性能的影响 |
3.2.2 含水率对竹木胶合性能的影响 |
3.2.3 粗糙度对竹木胶合性能的影响 |
3.2.4 竹青/黄侧、松木弦/径切面对胶合性能的影响 |
3.2.5 不同纹理方向的组坯方式对胶合性能的影响 |
3.3 本章小结 |
4 竹木胶合材胶合工艺及优化 |
4.1 单因素试验 |
4.1.1 施胶量对竹木胶合性能的影响 |
4.1.2 热压压力对竹木胶合性能的影响 |
4.1.3 热压时间对竹木胶合性能的影响 |
4.1.4 热压温度对竹木胶合性能的影响 |
4.2 正交试验设计 |
4.2.1 方案设计 |
4.2.2 正交试验结果及分析 |
4.3 验证试验 |
4.3.1 试验方法 |
4.3.2 试验结果与分析 |
4.4 本章小结 |
5 节子对胶合性能的影响及胶合材结构优化 |
5.1 试验材料与制备 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 竹节松节对竹木胶合性能的影响 |
5.2.2 节子表面粗糙度对竹木胶合性能的影响 |
5.3 竹木胶合材结构的优化 |
5.3.1 圆棒榫尺寸对剪切强度的影响 |
5.3.2 圆棒榫含水率对剪切强度的影响 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的主要成果 |
致谢 |
(2)物料配比及表面处理对地质聚合物胶接竹材胶合性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 我国竹资源现状和材性特点 |
1.1.1 我国竹资源现状 |
1.1.2 竹材的化学成分及其微观构造 |
1.1.3 竹材的表面特性 |
1.2 竹材人造板的研究现状 |
1.2.1 竹材人造板的种类及其特点 |
1.2.2 竹材表面改性国内外研究现状 |
1.2.3 竹材人造板胶黏剂的研究发展 |
1.3 地质聚合物的特点及应用现状 |
1.3.1 地质聚合物的概念和来源 |
1.3.2 地质聚合物基本特性 |
1.3.3 地质聚合物利用现状 |
1.3.4 地质聚合物在人造板中的研究进展 |
1.4 研究目的与意义 |
1.5 研究内容 |
1.6 研究技术路线 |
2.物料配比对地质聚合物胶接竹材胶合性能的影响 |
2.1 引言 |
2.2 材料和方法 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验仪器与设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 偏高岭土基地质聚合物的制备 |
2.3.2 地质聚合物胶接竹材的试件制备 |
2.3.3 性能检测 |
2.4 实验结果与分析 |
2.4.1 碱激发剂模数对地质聚合物胶接竹材胶合强度的影响 |
2.4.2 碱灰比对地质聚合物胶接竹材胶合强度的影响 |
2.4.3 固含量对地质聚合物胶接竹材胶合强度的影响 |
2.5 小结 |
3.硅烷偶联剂处理对竹材表面特性及胶合性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料和方法 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器与设备 |
3.2.3 实验步骤 |
3.2.4 测试方法 |
3.3 实验结果与分析 |
3.3.1 硅烷偶联剂对竹材表面接触角的影响 |
3.3.2 硅烷偶联剂对竹材表面化学性能的影响 |
3.3.3 硅烷偶联剂对竹材表面形态的影响 |
3.3.4 硅烷偶联剂对地质聚合物胶接竹材胶合性能的影响 |
3.3.5 硅烷偶联剂对竹材与地质聚合物胶合界面微观形貌的影响 |
3.4 小结 |
4.氯化钙溶液处理对竹材表面特性和胶合性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料和仪器设备 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验仪器与设备 |
4.3 实验方法 |
4.4 实验结果及分析 |
4.4.1 氯化钙溶液对竹材表面接触角的影响 |
4.4.2 氯化钙溶液对竹材表面化学性能的影响 |
4.4.3 氯化钙溶液对地质聚合物胶合竹材性能的影响 |
4.5 小结 |
5 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
校外导师简介 |
致谢 |
(3)重组竹紫外光降解与涂膜屏蔽机制的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 重组竹的研究进展 |
1.2.2 光降解的研究进展 |
1.2.3 表面光稳定的研究进展 |
1.2.4 研究评述 |
1.3 研究目标和主要内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.4 研究目的和意义 |
1.5 项目来源及经费支出 |
1.6 研究技术路线 |
2 户外用重组竹的制备与性能评价 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 重组竹的制备 |
2.2.3 重组竹的性能测试 |
2.2.4 统计分析 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 纤维化竹单板的表面形貌 |
2.3.2 竹材和重组竹的微观结构 |
2.3.3 耐水性能 |
2.3.4 力学性能 |
2.3.5 与竹基和木基复合材料的比较 |
2.4 小结 |
3 重组竹胶合界面的多尺度研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料与方法 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 试验方法 |
3.3 试验结果与分析 |
3.3.1 胶合界面分析 |
3.3.2 物理力学性能 |
3.3.3 界面胶合机制 |
3.4 小结 |
4 重组竹紫外光降解机理研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验材料与方法 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 试验方法 |
4.3 试验结果与分析 |
4.3.1 表面外观变化 |
4.3.2 表面颜色变化 |
4.3.3 表面微观结构变化 |
4.3.4 表面化学变化 |
4.3.5 重组竹紫外光降解机理 |
4.3.6 重组竹表面光稳定性增强机制 |
4.4 小结 |
5 有机/无机紫外屏蔽涂料的制备与表征 |
5.1 引言 |
5.2 试验材料与方法 |
5.2.1 试验材料 |
5.2.2 试验方法 |
5.3 试验结果与分析 |
5.3.1 紫外吸收剂的UV-vis光谱 |
5.3.2 涂料游离膜表征 |
5.3.3 竹材基材表征 |
5.3.4 有机/无机紫外吸收剂的共用效果 |
5.4 小结 |
6 BTZ/ZnO紫外屏蔽涂料光稳定效率的评价 |
6.1 引言 |
6.2 试验材料与方法 |
6.2.1 试验材料 |
6.2.2 试验方法 |
6.3 试验结果与分析 |
6.3.1 涂料游离膜表征 |
6.3.2 竹材基材表征 |
6.3.3 BTZ/ZnO共用效果 |
6.4 小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 建议 |
参考文献 |
导师简介 |
在读期间的学术研究 |
致谢 |
(4)高密度竹基纤维复合材料的性能及其胶合成型机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 竹基纤维复合材料的研究进展 |
1.2.2 重组竹性能与密度间的影响关系 |
1.2.3 竹基纤维复合材料化学胶合的研究进展 |
1.3 研究的目标和主要内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.4 研究的目的和意义 |
1.5 项目来源及经费支持 |
1.6 技术路线 |
2 极限密度竹基纤维复合材料的制备与性能 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 设备与仪器 |
2.2.3 试验方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 密度和孔隙率 |
2.3.2 耐水性能 |
2.3.3 力学性能 |
2.3.4 与极限密度重组木的比较 |
2.4 小结 |
3 密度对竹基纤维复合材料性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料与方法 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 设备与仪器 |
3.2.3 试验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 力学性能 |
3.3.2 耐水性能 |
3.3.3 表面性能 |
3.4 小结 |
4 施胶量对竹基纤维复合材料性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 试验材料与方法 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 设备与仪器 |
4.2.3 试验方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 力学性能 |
4.3.2 耐水性能 |
4.3.3 表面性能 |
4.4 小结 |
5 竹基纤维复合材料的物理结构演变 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 试验材料 |
5.2.2 设备与仪器 |
5.2.3 试验方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 结构分析 |
5.3.2 孔隙率 |
5.3.3 压汞分析 |
5.3.4 N_2吸附分析 |
5.3.5 结晶结构和微纤丝角 |
5.4 小结 |
6 竹基纤维复合材料的胶合固化机理 |
6.1 引言 |
6.2 试验材料与方法 |
6.2.1 试验材料 |
6.2.2 设备与仪器 |
6.2.3 试验方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 竹纤维与酚醛树脂的胶合固化反应 |
6.3.2 纤维素与酚醛树脂的胶合固化反应 |
6.3.3 木质素与酚醛树脂的胶合固化反应 |
6.3.4 木聚糖与酚醛树脂的胶合固化反应 |
6.4 小结 |
7 结论 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 建议 |
参考文献 |
在读期间的学术研究 |
致谢 |
(5)竹材特征对层积材性能的响应及环境效益影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 竹材特征相关研究进展 |
1.2.1 竹材解剖构造相关研究 |
1.2.2 竹材物理性质相关研究 |
1.2.3 竹材化学性质相关研究 |
1.3 预处理对竹材特征影响相关研究进展 |
1.3.1 物理预处理相关研究 |
1.3.2 化学预处理相关研究 |
1.4 竹基人造板相关研究进展 |
1.4.1 竹层积材相关研究 |
1.4.2 其它竹基人造板相关研究 |
1.5 基于LCA的环境效益相关研究进展 |
1.5.1 生命周期(LCA)相关研究 |
1.5.2 生命周期评价(LCA)相关应用 |
1.6 研究目的、内容和创新点 |
1.6.1 研究目的及意义 |
1.6.2 研究内容及方法 |
1.6.3 创新点 |
1.6.4 技术路线 |
2 毛竹弦向竹条理化特征研究 |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 原料及药品、仪器设备 |
2.1.2 制样 |
2.1.3 力学性能的测定 |
2.1.4 组织比量的测定 |
2.1.5 接触角的测定 |
2.1.6 化学成分的测定 |
2.1.7 微观形貌分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 力学性能分析 |
2.2.2 组织比量与破坏形式分析 |
2.2.3 接触角分析 |
2.2.4 化学成分分析 |
2.2.5 微观形貌分析 |
2.3 本章小结 |
3 毛竹弦向竹条特征改良机制研究 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 试验设备 |
3.1.3 冻融循环改性 |
3.1.4 高温热处理改性 |
3.1.5 性能测试 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 冻融循环改性 |
3.2.2 高温热处理改性 |
3.3 本章小结 |
4 基于毛竹材特征的新型层积材制备研究 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 胶合性能的研究 |
4.1.3 加工工艺对材料性能的影响 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 胶合性能的研究 |
4.2.2 弦向竹条微孔预处理工艺研究 |
4.2.3 竹层积材热压工艺研究 |
4.2.4 竹层积材组坯工艺研究 |
4.3 本章小结 |
5 新型竹层积材环境效益影响研究 |
5.1 环境效益评价工具 |
5.2 目标与范围 |
5.3 清单分析 |
5.3.1 原料准备 |
5.3.2 预处理 |
5.3.3 组坯热压 |
5.3.4 成品定型 |
5.4 影响分析 |
5.4.1 环境负荷组成 |
5.4.2 环境负荷特征化分析 |
5.4.3 环境负荷归一化分析 |
5.5 结果解释 |
5.5.1 焚竹与与其它燃料环境效益比较 |
5.5.2 环境负荷的解释与建议 |
5.6 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的学术成果 |
致谢 |
个人简历 |
附件 |
(6)竹粉/PBS复合材料界面的聚多巴胺改性与表征(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 天然纤维/通用热塑性塑料复合材料研究进展 |
1.2.2 天然纤维/生物可降解塑料复合材料研究进展 |
1.2.3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其复合材料研究进展 |
1.2.4 天然纤维增强高聚物复合材料界面相容性研究进展 |
1.2.5 聚多巴胺对材料表面功能化的研究进展 |
1.2.6 存在研究难点与未来发展趋势 |
1.3 研究意义与目的 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 竹粉/PBS复合材料制备工艺的研究 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 仪器与设备 |
2.2.3 试验方法 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 拉伸强度模型 |
2.3.2 弯曲强度模型 |
2.3.3 冲击强度模型 |
2.4 本章小结 |
3 竹粉改性方法对聚多巴胺界面增容效果的影响 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料 |
3.3 仪器与设备 |
3.4 方法与测试 |
3.4.1 竹粉的改性方法 |
3.4.2 复合材料制备 |
3.4.3 测试与表征 |
3.5 结果与分析 |
3.5.1 直接混合法 |
3.5.2 浸渍负载法 |
3.5.3 原位沉积法 |
3.6 本章小结 |
4 聚多巴胺强化竹粉/PBS复合材料界面机理的分析 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 仪器与设备 |
4.2.3 试验方法 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 聚多巴胺改性竹粉表面化学成分变化分析 |
4.3.2 聚多巴胺改性竹粉结晶性能分析 |
4.3.3 聚多巴胺改性竹粉表面纳米形貌分析 |
4.3.4 聚多巴胺改性竹粉/PBS复合材料熔融结晶行为分析 |
4.3.5 聚多巴胺改性竹粉/PBS复合材料热稳定性分析 |
4.3.6 聚多巴胺改性竹粉/PBS复合材料动态力学性能分析 |
4.3.7 聚多巴胺改性竹粉/PBS复合材料吸水性能分析 |
4.3.8 聚多巴胺改性竹粉/PBS复合材料力学性能分析 |
4.3.9 聚多巴胺改性竹粉/PBS复合材料断面形貌分析 |
4.4 本章小结 |
5 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 特色与创新点 |
5.3 建议 |
参考文献 |
个人简介 |
第一导师简介 |
笫二导师简介 |
获得成果目录 |
致谢 |
(7)超声对竹材表面性能和竹层积材胶合性能的影响(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 材料与设备 |
1.1.1 材料 |
1.1.2 试验设备 |
1.2 试验方法 |
1.2.1 超声波处理 |
1.2.2 表面粗糙度测定 |
1.2.3 酚醛树脂胶表面接触角测定 |
1.2.4 竹层积材胶合强度测定 |
2 结果与分析 |
2.1 超声处理对竹材表面粗糙度的影响 |
2.2 超声处理对竹材表面接触角的影响 |
2.3 超声处理对竹层积材剪切强度的影响 |
3 结论 |
(8)超声处理对竹材表面特性及胶合性能的影响(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 竹材超声处理研究现状 |
1.3 胶合界面研究现状 |
1.3.1 胶合界面物理力学特性 |
1.3.2 胶合界面化学特性 |
1.3.3 胶合界面有限元模拟 |
1.4 研究目标与主要研究内容 |
1.4.1 关键的科学问题与研究目标 |
1.4.2 研究的主要内容 |
1.4.3 研究目的和意义 |
1.5 技术路线 |
第二章 超声处理对竹材表面特性的影响 |
2.1 试验材料和设备 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验设备 |
2.2 试验方法 |
2.3 试验结果和分析 |
2.3.1 超声处理对竹材表面粗糙度的影响 |
2.3.2 超声处理对竹材表面自由能的影响 |
2.3.3 超声处理对竹材表面接触角的影响 |
2.4 小结 |
第三章 超声处理对竹层积材胶合性能的影响 |
3.1 试验材料和设备 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 试验设备 |
3.2 试验方法 |
3.3 试验结果分析 |
3.3.1 超声处理对漂白竹层积材剪切强度的影响 |
3.3.2 超声处理对炭化竹层积材剪切强度的影响 |
3.4 小结 |
第四章 超声处理对竹层积材胶合界面微观形貌的影响 |
4.1 试验材料和设备 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 试验设备 |
4.2 试验方法 |
4.3 试验结果与分析 |
4.3.1 超声处理对漂白竹层积材胶合界面微观形貌的影响 |
4.3.2 超声处理对炭化竹层积材胶合界面微观形貌的影响 |
4.4 小结 |
第五章 超声处理对竹层积材胶粘剂渗透性能的影响 |
5.1 试验材料和设备 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 试验设备 |
5.2 试验方法 |
5.3 检测指标 |
5.4 试验结果与分析 |
5.4.1 超声处理对漂白竹层积材胶粘剂渗透的影响 |
5.4.2 超声处理对炭化竹层积材胶粘剂渗透的影响 |
5.5 小结 |
第六章 超声处理对竹层积材胶合界面应力应变的影响 |
6.1 3D-DIC原理 |
6.2 试验材料和设备 |
6.2.1 试验材料 |
6.2.2 试验设备 |
6.3 试验方法 |
6.4 试验结果与分析 |
6.4.1 加载条件下竹层积材胶合界面应变变化特征 |
6.4.2 超声处理对漂白竹层积材胶合界面应变分布的影响 |
6.4.3 超声处理对炭化竹层积材胶合界面应变分布的影响 |
6.5 小结 |
第七章 竹层积材界面应力应变分布的有限元模拟 |
7.1 理论模型的建立 |
7.1.1 几何模型 |
7.1.2 边界条件和初始条件 |
7.1.3 假设条件 |
7.1.4 数学模型 |
7.2 模型相关参数的确定 |
7.2.1 竹材参数的确定 |
7.2.2 胶粘剂参数的确定 |
7.2.3 单元基本参数的确定 |
7.3 模型计算过程 |
7.3.1 创建模型 |
7.3.2 定义边界条件和施加载荷 |
7.3.3 求解及计算结果后处理 |
7.4 结果与分析 |
7.4.1 漂白竹层积材数值模拟结果 |
7.4.2 炭化竹层积材数值模拟结果 |
7.5 小结 |
第八章 总结论与建议 |
8.1 总结论 |
8.2 建议 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
参考文献 |
(9)竹重组材/OSB复合材料工艺研究与性能预测(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
表目录 |
图目录 |
第一章 绪论 |
1.1 竹子资源是我国的特色资源和优势资源 |
1.2 竹重组材 |
1.2.1 竹重组材 |
1.2.2 竹重组材产业 |
1.3 竹重组材与 OSB 复合的可行性 |
1.3.1 竹木复合材料特性 |
1.3.2 竹木复合界面特性 |
1.3.3 竹木复合材料结构设计与性能预测 |
1.4 研究目的和意义 |
1.5 主要研究内容 |
1.6 技术路线 |
1.7 项目支持与经费来源 |
第二章 竹重组材和 OSB 基本物理力学性能 |
2.1 竹材 |
2.1.1 引言 |
2.1.2 试验材料 |
2.1.3 试验方法 |
2.1.4 结果与讨论 |
2.1.5 小结 |
2.2 竹重组材 |
2.2.1 引言 |
2.2.2 试验材料 |
2.2.3 试验方法 |
2.2.4 结果与讨论 |
2.2.5 小结 |
2.3 定向刨花板(OSB) |
2.3.1 引言 |
2.3.2 OSB 性能主要影响因素 |
2.3.3 试验用杨木 OSB 物理力学性能测定 |
第三章 竹重组材与 OSB 表面粗糙度和湿润性 |
3.1 引言 |
3.2 不同处理后竹重组材和杨木 OSB 的表面粗糙度 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 试验仪器 |
3.2.3 试验方法 |
3.2.4 结果与分析 |
3.2.5 小结 |
3.3 竹重组材和杨木 OSB 的表面湿润性 |
3.3.1 试验材料 |
3.3.2 试验仪器 |
3.3.3 试验方法 |
3.3.4 结果与分析 |
3.3.5 小结 |
第四章 竹重组材与 OSB 的复合工艺 |
4.1 引言 |
4.2 热压和冷压工艺比较及成本分析 |
4.2.1 试验材料与方法 |
4.2.2 结果与分析 |
4.2.3 小结 |
4.3 竹重组材/OSB 复合材料的胶合工艺 |
4.3.1 试验材料 |
4.3.2 试验方法 |
4.3.3 结果与讨论 |
4.3.4 小结 |
4.4 复合形式对竹重组材/OSB 复合材料性能的影响 |
4.4.1 试验材料 |
4.4.2 试验方法 |
4.4.3 结果与分析 |
4.4.4 小结 |
第五章 竹重组材/OSB 层合板弯曲问题的理论分析 |
5.1 引言 |
5.2 经典层合板理论下竹木层合板弹性模量预测模型 |
5.2.1 经典层合板理论的几点假设 |
5.2.2 层合板的应力表达式 |
5.2.3 层合板的变形公式 |
5.2.4 层合板应力-应变公式 |
5.2.5 竹重组材/OSB 层合板的弹性模量预测模型 |
5.3 竹重组材/OSB 层合板的静曲强度预测模型 |
5.3.1 中性轴不偏移 |
5.3.2 中性轴偏移 |
5.4 基于 VB 的竹木层合板力学性能预测程序 |
5.4.1 VB 程序的设计 |
5.4.2 VB 程序的编制 |
5.4.3 可视化窗体系统 |
5.5 小结 |
第六章 基于有限元分析的竹重组材/OSB 层合板弯曲性能 |
6.1 基于有限元分析的竹木层合板弯曲性能的预测方法 |
6.1.1 引言 |
6.1.2 有限元分析 |
6.1.3 模拟结果与讨论 |
6.1.4 小结 |
6.2 基于 ALTAIR OPTISTRUCT 的竹木层合板的厚度优化设计 |
6.2.1 引言 |
6.2.2 HyperMesh/OptiStruct 的尺寸优化过程 |
6.2.3 工艺分析 |
6.2.4 竹木层合板的尺寸优化设计 |
6.2.5 小结 |
6.3 基于有限元分析的竹重组材/杨木 OSB 集装箱底板实例 |
6.3.1 单元的划分 |
6.3.2 结构尺寸与材料特性 |
6.3.3 加载工况和约束 |
6.3.4 分析结果 |
6.3.5 小结 |
第七章 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.1.1 竹重组材和 OSB 基本物理力学性能 |
7.1.2 竹重组材与 OSB 表面粗糙度和湿润性 |
7.1.3 竹重组材与 OSB 复合工艺 |
7.1.4 竹重组材/ OSB 层合板弯曲问题的理论分析 |
7.1.5 基于有限元分析的竹重组材/ OSB 层合板的弯曲性能 |
7.2 建议 |
参考文献 |
在读期间的学术研究 |
致谢 |
详细中文摘要 |
详细英文摘要 |
(10)竹材原态多方重组单元与冷压热固工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景 |
1.3 项目来源与经费支持 |
1.4 竹材原态多方重组材料 |
1.5 国内外研究现状 |
1.5.1 竹材原态多方重组材料研究 |
1.5.2 竹重组材技术研究 |
1.5.3 竹材胶合技术研究 |
1.5.4 原竹防裂、防腐技术研究 |
1.6 主要研究内容 |
1.7 研究目的和意义 |
1.8 研究技术路线与预期目标 |
1.8.1 技术路线 |
1.8.2 预期目标 |
第二章 原竹防裂干燥技术研究 |
2.1 原竹选取 |
2.2 原竹预处理 |
2.3 原竹防裂处理 |
2.3.1 参考木材常规干燥法 |
2.3.2 蒸煮和高温热处理干燥工艺 |
2.3.3 改性增容处理法 |
2.4 分析与讨论 |
2.5 原态多方重组单元防裂干燥处理 |
2.6 小结 |
第三章 竹材原态多方重组材料单元制备与性能研究 |
3.1 竹材原态多方重组材料单元制备 |
3.1.1 竹材原态多方重组单元成型设备 |
3.1.2 竹材原态多方重组单元制备工艺 |
3.1.3 竹材原态多方重组单元优选 |
3.2 竹材原态多方重组单元评价 |
3.3 竹材原态多方重组单元表面粗糙度研究 |
3.3.1 试验设备与方法 |
3.3.2 试验结果与分析 |
3.4 竹材原态多方重组单元抗压性能 |
3.4.1 试验设备与方法 |
3.4.2 试验结果 |
3.4.3 试验分析与讨论 |
3.5 小结 |
第四章 冷压定形、热压固化工艺研究 |
4.1 冷压热固制备工艺研究意义 |
4.1.1 建立冷压热固制备工艺的技术背景 |
4.1.2 冷压热固制备工艺技术分析 |
4.2 冷压热固成型专用卡具研发 |
4.2.1 设计思路 |
4.2.2 专用卡具研制 |
4.3 竹材原态多方重组材料小样制备 |
4.3.1 试验材料与设备 |
4.3.2 试验方法 |
4.3.3 试验设计与工艺因子选择 |
4.4 冷压定形、热压固化工艺 |
4.4.1 工艺路线 |
4.4.2 制备过程 |
4.5 试验结果与分析 |
4.5.1 热固压力与形变分析 |
4.5.2 纵向抗压试验结果 |
4.6 分析与讨论 |
4.6.1 数据分析 |
4.6.2 结果与讨论 |
4.6.3 容许应力选择 |
4.7 冷压热固成型工艺因子优化与验证 |
4.7.1 最佳冷压热固工艺因子选择 |
4.7.2 验证试验 |
4.8 冷压热固成型卡具不足 |
4.9 小结 |
第五章 竹材原态多方重组材料力学性能研究 |
5.1 试验材料和方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 试验设备 |
5.1.3 竹材原态多方重组材料制备 |
5.1.4 性能测试方法 |
5.2 试验结果 |
5.3 分析与讨论 |
5.3.1 纵向抗压强度分析 |
5.3.2 横向抗弯强度分析 |
5.4 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 存在问题与不足 |
6.3 展望 |
参考文献 |
在读期间的学术研究 |
导师简介 |
致谢 |
四、热压工艺对竹材表面粗糙度的影响(论文参考文献)
- [1]碳化竹/落叶松胶合材胶合剪切性能研究[D]. 王雪纯. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [2]物料配比及表面处理对地质聚合物胶接竹材胶合性能的影响[D]. 杨阳. 北京林业大学, 2020(02)
- [3]重组竹紫外光降解与涂膜屏蔽机制的研究[D]. 饶飞. 中国林业科学研究院, 2020
- [4]高密度竹基纤维复合材料的性能及其胶合成型机理研究[D]. 魏金光. 中国林业科学研究院, 2020(01)
- [5]竹材特征对层积材性能的响应及环境效益影响研究[D]. 刘学莘. 东北林业大学, 2020(01)
- [6]竹粉/PBS复合材料界面的聚多巴胺改性与表征[D]. 洪工画. 北京林业大学, 2018
- [7]超声对竹材表面性能和竹层积材胶合性能的影响[J]. 关明杰,刘仪,朱越强,张紫嫣,黄志伟. 竹子学报, 2018(01)
- [8]超声处理对竹材表面特性及胶合性能的影响[D]. 黄志伟. 南京林业大学, 2017(04)
- [9]竹重组材/OSB复合材料工艺研究与性能预测[D]. 杨峰. 中国林业科学研究院, 2014(10)
- [10]竹材原态多方重组单元与冷压热固工艺研究[D]. 韩望. 中国林业科学研究院, 2014(11)