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浸渍法生产竹木复合强化单板层积材工艺研究

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论文说明:图表目录

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第一章绪论

1.1前言

1.2单板层积材的研究和应用

1.2.1单板层积材生产原料

1.2.2单板层积材的分类

1.2.3单板层积材的新工艺、新方法

1.2.4单板层积材的市场前景和发展趋势

1.3竹木复合材料的研究和应用

1.3.1国内竹木复合材料的研究和应用

1.3.2国外竹木复合材料的研究和应用

1.4酚醛树脂浸渍法生产层积材的研究

1.5本研究目的和意义

1.6方法和思路

第二章试验材料和方法

2.1试验材料

2.1.1杨木单板

2.1.2竹帘

2.1.3酚醛树脂胶粘剂(phenol formaldehyde resin)

2.2试验方法

2.2.1试验工艺流程

2.2.2物理力学性能指标测试方法

第三章酚醛树脂浸渍工艺研究

3.1前言

3.2杨木单板浸渍工艺研究

3.2.1试验材料

3.2.2预试验——杨木单板浸渍工艺探讨

3.2.3正式试验——浸渍量对杨木单板层积材性能的影响

3.3竹帘的浸渍工艺

3.3.1试验材料和方法

3.3.2结果与分析

3.4结论

第四章浸胶法生产单板层积材热压传热规律研究

4.1前言

4.2试验材料、设备和方法

4.3竹帘对竹木复合强化单板层积材芯层传热影响

4.3.1试验目的

4.3.2结果与分析

4.4单板浸渍量对单板层积材热压传热的影响

4.4.1试验目的

4.4.2结果与分析

4.5结论

第五章竹木复合强化单板层积材性能影响因素研究

5.1前言

5.2竹木复合强化单板层积材性能影响因素显著性研究

5.2.1试验材料和方法

5.2.2结果与分析

5.3竹木复合强化单板层积材性能影响因素研究

5.3.1组坯方式对竹木复合强化单板层积材性能影响

5.3.2单板厚度对竹木复合强化单板层积材性能的影响

5.3.3热压温度对竹木复合强化单板层积材性能的影响

5.3.4热压时间对竹木复合强化单板层积材性能影响

5.3.5压缩率不同对竹木复合强化单板层积材性能影响

5.4结论

第六章总结论

参考文献

致谢

导师简介

个人简历及在读硕士期间发表的学术论文和参加的科研项目

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摘要

随着天然林保护工程的实施,高质量、大径级的木材资源愈来愈少,尤其是能够用于建筑结构材的木材资源更少,如木结构房屋、桥梁等,取而代之的是速生丰产人工林。本研究的目的是利用我国资源最多的毛竹(Phyllostachys pubescens)和人工林杨木(Populus spp.)为原料,采用水溶性低分子量酚醛树脂浸渍技术,开发能够替代优质木材利用的结构用竹木复合强化单板层积材。 论文研究了酚醛树脂对杨木单板和竹帘的浸渍处理工艺技术,探讨了不同组坯工艺、热压工艺对板材物理力学性能指标的影响,分析了板坯在热压过程中的传热规律和竹木复合强化单板层积材物理力学性能指标的变化规律,得出优化的竹木复合强化单板层积材生产工艺。通过研究得出以下结论: 1、在常温常压和压力两种工艺下对不同浸渍时间的研究表明,单板浸渍量随着浸渍时间的延长而增加,浸渍时间在2h内浸渍量增长速度快。在加压条件下药液浸渍量快速增加。综合考虑生产效率和成本问题浸渍法生产竹木复合强化单板层积材建议采用加压浸渍工艺。 2、施胶量相同时,对比浸胶与涂胶两种方式生产的单板层积材性能,结果表明,两种方式生产的单板层积材的密度相同,而浸胶方式生产的单板层积材与涂胶方式的相比弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)提高了20.17%和44.74%,24h吸水厚度膨胀率(TS)降低了21.76%。 3、不同浸渍量单板生产的单板层积材密度、MOE、MOR随着浸渍量增多而增大,TS随之减小。单板浸渍量为168%时生产的单板层积材,密度为0.66g/cm<'3>,MOE、MOR为15.34GPa和135.31MPa,分别达到和超过了日本结构用层积材标准140E(14GPa)和180E特级(67.5MPa)标准。 4、通过对浸渍方式生产竹木复合强化单板层积材的热压传热规律研究表明:施胶量相同时,与涂胶方式相比浸胶方式的板坯芯层传热速度较快;并且随着单板浸渍量的增加板坯传热速度加快。浸渍量130%,热压温度为150℃,热压压力1.0MPa时,18mm厚板坯热压时芯层温度达到酚醛树脂(PF)固化温度(139℃)时的热压时间为18min。 5、对竹木复合强化单板层积材的8种不同组坯方式研究表明:竹帘位置愈靠近表层竹木复合强化单板层积材力学强度愈大;随着竹帘层数增多,产品密度增大,而MOE、MOR和TS有所下降。浸渍量为130%厚度为2.0mm单板在表层为竹帘组坯方式下生产的竹木复合强化单板层积材与纯单板层积材相比MOE、MOR分别提高了16%和33%。单板厚度对层积材性能影响的方差分析结果表明单板厚度对所考察的竹木复合强化单板层积材性能指标影响不显著。 6、热压工艺参数对竹木复合强化单板层积材性能影响情况表明:热压温度越高、热压时间越长、压缩率越大竹木复合强化单板层积材的力学强度越高。综合考虑各种条件,采用浸胶法生产竹木复合强化单板层积材时建议热压工艺参数为:热压温度140~160℃,热压时问为1.2~1.6 min/mm(板厚),压缩率为15~25%,可根据设备条件和生产能力以及对产品最终性能的要求进行选择。

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