室外结构用竹集成材的胶合研究

论文摘要

本文根据室外结构用竹集成材的胶合特性,重点研究了展平竹片的表面状态特点,以及竹片表面状态、竹片工艺状态与竹集成材性能的相互关系。研究以展平竹片的表面特性为切入点,采用不同热处理工艺处理展平竹片,研究展平竹片表面润湿性、表面化学成分与结构,探索不同热处理方法和热处理工艺对展平竹片回弹性能的影响,研究展平竹片不同表面的胶合工艺,旨在研究展平竹片的特性,从而解决胶合过程中出现的问题,并以展平竹片为层板制造室外结构用竹集成材。因为胶合性能的优劣取决于表面润湿性的大小,论文研究了展平竹片的表面润湿性。在不同的热处理工艺下,展平竹片的表面接触角随着处理温度的升高和处理时间的延长而变大,表面润湿性能降低,时间对润湿性的影响不显著。论文研究了展平竹片的表面化学成分和结构。胶层向质地疏松的竹黄面渗透较深,经高温处理后,表面无清晰纤维状结构,表层纤维被软化、灼烧而变得平滑,孔隙被堵住和变得致密,不易被胶液渗透；高温处理竹片表面吸收峰强度下降较为明显,说明表层炭化,但仍有大量的羟基基团。竹片经热处理使纤维素和半纤维素的含量降低含氧功能团(如羧基、乙酰基等)损失严重,而木质素含量增加,可预见竹片的表面润湿性能下降,而尺寸稳定性有一定程度的提高。论文研究了展平竹片的回弹性能。在不同的热处理工艺下,展平竹片的回弹性能是不同的,随着热压温度和热压时间的增加,竹片的回弹系数是降低的,而且与热处理工艺对应的回弹系数的范围恒定,不因热处理方式的不同而发生较大变化。在不同的热处理工艺下,展平竹片的失重率是不同的,随着热压温度和热压时间的增加,竹片的失重率是增大的,热处理方式的变化对其有影响,汽蒸法热处理的竹片失重率较小。论文采用两种室外结构用胶黏剂——常温固化型胶黏剂水性高分子异氰酸酯EPI和高温固化型胶黏剂酚醛树脂PF对竹集成材的胶合工艺进行了研究。论文考察了压力、涂胶量以及加压时间因素对集成材剪切强度、木破率和浸渍剥离性能的影响,并且确定了采用EPI的最佳工艺参数；论文考察了温度、压力以及加压时间因素对集成材剪切强度、木破率和浸渍剥离性能的影响,并且确定了采用PF的最佳工艺参数。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 竹材及竹片的研究概况
• 1.2 集成材的研究概况
• 1.2.1 木材集成材的研究概况
• 1.2.2 竹集成材的研究概况
• 1.3 本论文的研究目的、研究内容和创新点
• 1.3.1 本论文的研究目的
• 1.3.2 本论文的研究内容
• 1.3.3 本论文的创新点
• 2. 展平竹片表面润湿性的研究
• 2.1 前言
• 2.2 接触角和表面润湿原理
• 2.4 试验材料和方法
• 2.4.1 试验材料
• 2.4.2 试验设备
• 2.4.3 试验方法
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 不同处理工艺对展平竹片的接触角的影响
• 2.6 本章小结
• 3. 展平竹片表面化学特性和结构
• 3.1 前言
• 3.2 扫描电镜分析
• 3.3 红外光谱分析
• 3.4 试验材料和方法
• 3.4.1 试验材料
• 3.4.2 试验设备
• 3.4.3 试验方法
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 展平竹片热处理前后表面及胶层扫描电镜分析
• 3.5.2 展平竹片热处理前后表面红外光谱分析
• 3.6 本章小结
• 4. 展平竹片回弹性能的研究
• 4.1 前言
• 4.2 试验用层板回弹原理
• 4.2.1 展平竹片回弹的影响因素
• 4.2.2 展平竹片的热处理的原理
• 4.3 试验材料和方法
• 4.3.1 试验材料
• 4.3.2 试验设备
• 4.3.3 试验方法
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 未处理展平竹片的回弹性能
• 4.4.2 热压法处理工艺对展平竹片回弹性能的影响
• 4.4.3 汽蒸法处理工艺对展平竹片回弹性能的影响
• 4.4.4 对展平竹片热处理的失重率的分析
• 4.4.5 不同热处理方式的比较
• 4.5 本章小结
• 5. 竹集成材制造工艺研究
• 5.1 前言
• 5.2 试验用层板
• 5.2.1 竹种
• 5.2.2 含水率要求
• 5.2.3 层板的厚度及偏差
• 5.2.4 层板的外观质量要求
• 5.3 主要设备
• 5.4 室外结构用竹集成材的制造
• 5.4.1 工艺流程
• 5.4.2 胶合理论
• 5.5 水性高分子异氰酸酯胶黏剂竹集成材胶合性能研究
• 5.5.1 试验材料和方法
• 5.5.2 结果与讨论
• 5.6 酚醛树脂胶黏剂竹集成材胶合性能研究
• 5.6.1 试验材料和方法
• 5.6.2 结果与讨论
• 5.7 本章小结
• 6 总结论
• 参考文献
• 详细摘要
• Abstract