意楊單板層積材地板的涂飾加工與成本分析

該文采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)毛白楊單板進(jìn)行染色和阻燃處理,并進(jìn)行單板層積材(lvl)的熱壓膠合試驗(yàn)研究,確定了單板染色、阻燃處理及熱壓工藝.結(jié)果表明:①對(duì)單板進(jìn)行染色和阻燃同步處理是可行的,提高了單板處理效率,擴(kuò)大了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍.②阻燃劑濃度與氧指數(shù)呈正相關(guān)性,與產(chǎn)品的剪切強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度、彈性模量呈負(fù)相關(guān)性;其他因素對(duì)單板層積材的性能均有不同程度的影響.③最佳工藝條件:染液濃度03%,阻燃劑濃度15%,熱壓?jiǎn)挝粫r(shí)間50s,熱壓溫度150℃,壓縮比20%.

文章主要介紹了單板層積材的發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)外單板層積材制造技術(shù)及現(xiàn)狀,分析了目前存在的問(wèn)題,就速生楊單板層積材生產(chǎn)技術(shù)在裝飾、裝修行業(yè)巨大發(fā)展?jié)摿颓熬斑M(jìn)行了廣泛的討論。

介紹了單板層積材、密實(shí)型單板層積材在國(guó)內(nèi)外的研究和利用概況。探討了采用低分子量酚醛樹(shù)脂浸漬處理?xiàng)钅締伟宓姆椒ㄖ苽錀钅締伟鍖臃e材的生產(chǎn)技術(shù)。結(jié)果表明:施膠量相當(dāng)時(shí),浸漬方式與涂膠方式生產(chǎn)的單板層積材相比,密度相當(dāng),吸水厚度膨脹(24hts)降低了24%,膠合強(qiáng)度提高了16%,彈性模量(moe)和靜曲強(qiáng)度(mor)分別提高了20.17%和44.76%。采用浸漬樹(shù)脂方式生產(chǎn)的密實(shí)型強(qiáng)化楊木單板層積材隨著吸藥量的增多,密度增大;24hts減小;膠合強(qiáng)度隨著吸藥量的增加先增大而后趨于平穩(wěn);moe和mor先增大后減小。當(dāng)吸藥量為168%時(shí),moe、mor達(dá)到最大,分別為15.34gpa和135.31mpa。密實(shí)型強(qiáng)化單板層積材能夠滿(mǎn)足建筑和木結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)材要求,具有良好的發(fā)展空間。

研究了速生杉木制作單板層積材(lvl)的可行性及基本工藝。探討了熱壓溫度、時(shí)間及涂膠量對(duì)lvl材性的影響。結(jié)果表明,速生杉木制作lvl是可行的。在試驗(yàn)研究范圍內(nèi),較好工藝條件為:熱壓溫度165℃;熱壓時(shí)間1.20minmm板厚:單面涂膠量200gm2。

單板縱向接長(zhǎng)是單板層積材(lvl)生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié),單板斜接質(zhì)量的好壞直接影響生產(chǎn)效率、產(chǎn)品外觀質(zhì)量和內(nèi)在強(qiáng)度。本文探討了非結(jié)構(gòu)用楊木lvl產(chǎn)品中的單板斜接生產(chǎn)工藝改進(jìn)方法,由使用酚醛樹(shù)脂膠改為三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂膠,并驗(yàn)證了其可行性。

簡(jiǎn)要介紹了單板層積材的用途和性能,闡述了單板層積材在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)發(fā)展前景。

利用人工林杉木小徑材制造單板層積材對(duì)于高效利用小徑材資源和緩解結(jié)構(gòu)用木材供需矛盾具有十分重要的意義。介紹了《杉木小徑材制造單板層積材及應(yīng)用研究》課題組利用杉木小徑材制作單板層積材的研究過(guò)程、工藝開(kāi)發(fā)、設(shè)備制造和產(chǎn)品應(yīng)用方面所作的工作和研究成果

介紹了楊木強(qiáng)化單板層積材的制造工藝。楊木強(qiáng)化單板層積材的壓縮率約為15%￣40%,其硬度、抗彎強(qiáng)度、耐水性、尺寸穩(wěn)定性等指標(biāo)遠(yuǎn)高于普通單板層積材,可作建筑用木梁、立柱、水泥模板、家具、門(mén)窗、地板、車(chē)廂板、集裝箱板等多種材料。它是一種很好的結(jié)構(gòu)用材,市場(chǎng)前景十分看好。

研究了在楊木單板層積材中加入竹材作為增強(qiáng)材料,以提高楊木單板層積材沖擊性能。結(jié)果表明:將竹材加入楊木單板層積材,可以明顯地改善楊木單板層積材的沖擊韌性。當(dāng)竹篾分別加入楊木單板層積材的上下次表層和中間部位時(shí),其沖擊韌性分別增強(qiáng)了30.4%和27.3%;總沖擊能分別提高了31.7%和28.1%。裂紋形成能僅增長(zhǎng)7.2%和12.8%;裂紋擴(kuò)展能增長(zhǎng)40.9%和43.4%;韌性指數(shù)值提高了27.2%和31.5%。

采用灰色系統(tǒng)理論,分析不同工藝條件(如壓力、施膠量、加壓時(shí)間、加壓溫度)對(duì)楊木單板層積材動(dòng)態(tài)彈性模量的影響。通過(guò)楊木單板層積材彎曲振動(dòng)試驗(yàn),得到不同實(shí)驗(yàn)條件下的動(dòng)態(tài)彈性模量,并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明,應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論分析單板層積材生產(chǎn)工藝對(duì)材料動(dòng)態(tài)彈性模量的影響是可行的。

采用足尺測(cè)試方法,對(duì)楊木單板層積材的力學(xué)性能特征值進(jìn)行測(cè)試;分析了不同生產(chǎn)工藝條件下,不同承載方向和不同規(guī)格尺寸的楊木單板層積材力學(xué)性能特征值的差異性。

采用響應(yīng)面法(rsm)和中心組合旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)(ccrd),研究了桉樹(shù)單板層積材(lvl)的生產(chǎn)工藝條件,并對(duì)優(yōu)化工藝所得的預(yù)測(cè)值進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。方差分析結(jié)果表明:面粉添加量對(duì)桉木lvl的靜曲強(qiáng)度(mor)和彈性模量(moe)有著顯著影響,而熱壓溫度和熱壓時(shí)間的影響不顯著。通過(guò)回歸分析,建立了相應(yīng)的回歸模型?；貧w模型的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值的擬合良好,說(shuō)明回歸方程能用來(lái)預(yù)測(cè)和優(yōu)化桉木lvl的力學(xué)強(qiáng)度性能。最佳工藝條件為:熱壓溫度130℃,熱壓時(shí)間1.5min/mm,面粉添加量5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。在此工藝條件下壓制的桉木lvl垂直加載條件下的靜曲強(qiáng)度(mor⊥)和彈性模量(moe⊥)分別為89mpa和16722mpa,平行加載條件下的靜曲強(qiáng)度(mor∥)和彈性模量(moe∥)分別為88mpa和15067mpa,mor和moe分別達(dá)到了結(jié)構(gòu)用單板層積材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等品和140e級(jí)別。

研究玻璃纖維對(duì)楊木單板層積材彎曲性能的增強(qiáng)效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:玻璃纖維對(duì)楊木單板層積材的縱橫向靜曲強(qiáng)度(mor)、彈性模量(moe)的增強(qiáng)效果顯著,特別是橫向的mor、moe的增強(qiáng)幅度更大,橫向的moe、mor值分別提高了79.6%、60.2%。

研制楊木單板層積材和mdf復(fù)合裝飾結(jié)構(gòu)型材,并對(duì)其物理力學(xué)等性能進(jìn)行測(cè)試分析,提出生產(chǎn)該復(fù)合型材時(shí)采用的成型工藝和相關(guān)熱壓工藝參數(shù)等。

采用低分子量酚醛樹(shù)脂與楊木制造塑化型單板層積材,對(duì)層積材產(chǎn)品的吸水率影響因子進(jìn)行分析,結(jié)果表明:楊木/pf塑化型單板層積材吸水率影響顯著的因子為壓縮率和pf樹(shù)脂濃度;楊木/pf塑化型單板層積材吸水率較低,為8.9%~51.9%;隨著pf樹(shù)脂濃度的增加,楊木/pf塑化型單板層積材吸水率明顯降低;隨著壓縮率增大,楊木/pf塑化型單板層積材吸水率有減小的趨勢(shì)。

對(duì)不同浸泡時(shí)間的意楊酚醛樹(shù)脂單板層積材(pf-lvl)的剖面密度(vdp)、截面尺寸和靜曲彈性模量(moe)的檢測(cè)及三者之間關(guān)系的分析結(jié)果表明:pf-lvl沿膠層方向的水分分布呈表層高芯層低的梯度狀態(tài)并隨浸水時(shí)間的增加梯度呈逐漸減小至完全消失的趨勢(shì);pf-lvl單板間沒(méi)有形成連續(xù)膠層,水分仍可穿透膠層;60h(2.5d)的浸水使pf-lvl原料木材的細(xì)胞壁完全充滿(mǎn)了吸著水,熱壓過(guò)程中被壓縮部分的木材回彈完畢且被膠合部分的木材不再發(fā)生脫膠回彈,其中試材厚度膨脹5.45%;60h(2.5d)的浸水也使pf-lvl的moe損失了56.60%,其中因厚度膨脹帶來(lái)的損失占總損失量的18.92%;之后隨經(jīng)35d的浸水pf-lvl厚度僅膨脹0.86%,moe僅損失3.37%。

本文探討了以小徑級(jí)人工林杉木為原料制造單板層積材(lvl)的可行性。研究采用二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì),系統(tǒng)分析了熱壓溫度、熱壓時(shí)間及熱壓壓力三因子與lvl物理力學(xué)性能的關(guān)系,并得到了實(shí)驗(yàn)室制作杉木lvl的優(yōu)化工藝。研究結(jié)果表明,人工林杉木lvl的物理力學(xué)性能優(yōu)越。

基于四點(diǎn)彎曲法,對(duì)一種基于高頻熱壓技術(shù)的厚型楊木單板層積材的縱向彈性模量和縱橫向泊松比進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)定。其中縱向彈性模量的測(cè)定,分別采用了撓度法和應(yīng)變片法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,2種測(cè)量方法所得縱向彈性模量數(shù)值比較接近,但又存在一定的差異,并對(duì)其差異的影響因素進(jìn)行了探討?；诟哳l熱壓技術(shù)的楊木單板層積材縱向彈性模量的測(cè)定結(jié)果表明,其縱向彈性模量接近甚至超過(guò)楊木單板,為該材料引入重型產(chǎn)品包裝箱領(lǐng)域甚至結(jié)構(gòu)用材料,從而替代原木,提供了一定的參考價(jià)值。

利用慈竹(bambusadistegia)制備纖維化竹單板層積材,分析浸膠量對(duì)板材力學(xué)性能和耐水性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著浸膠量的增加,板材的彎曲強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度降低,彎曲模量和抗壓強(qiáng)度的變化不明顯,耐水性能增強(qiáng),水平剪切強(qiáng)度提高。因此,可通過(guò)控制浸膠量,進(jìn)行板材性能的設(shè)計(jì),以適應(yīng)不同用途的需求。

根據(jù)紡織及復(fù)合材料理論給出了描述加捻竹束在竹木復(fù)合單板層積材中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的力學(xué)模型。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比了不配置竹束、配置不加捻竹束、配置加捻竹束3種單板層積材的水平剪切強(qiáng)度和彎曲性能。結(jié)果表明:3種單板層積材的水平剪切強(qiáng)度無(wú)顯著差異。配置竹束使單板層積材彈性模量和靜曲強(qiáng)度明顯增加,彈性模量增加22.8%,靜曲強(qiáng)度增加18.6%;配置加捻竹束的竹木復(fù)合單板層積材彈性模量的提高較為明顯,較配置不加捻竹束的層積材彈性模量增加17.6%,靜曲強(qiáng)度增加11.0%。竹木復(fù)合單板層積材中加捻竹束預(yù)應(yīng)力的存在能改善板材的剛度和強(qiáng)度,其預(yù)應(yīng)力效應(yīng)表現(xiàn)為正效應(yīng)。

以自制低分子量酚醛樹(shù)脂為膠黏劑,采用熱壓工藝對(duì)杉木單板進(jìn)行密實(shí)化試驗(yàn),研究干燥溫度、壓縮率、熱壓溫度和熱壓時(shí)間對(duì)密實(shí)型杉木單板層積材力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:壓縮率對(duì)層積材力學(xué)性能影響最大,其次是干燥溫度、熱壓溫度和熱壓時(shí)間;隨著壓縮率和熱壓溫度的提高,板材的moe、mor都有不同程度的提高;隨著干燥溫度的提升和熱壓時(shí)間的延長(zhǎng),板材的moe、mor都呈先增大后減小的趨勢(shì);綜合考慮,確定密實(shí)型杉木單板層積材的最佳熱壓工藝為:干燥溫度60℃、壓縮率35%、熱壓溫度145℃、熱壓時(shí)間1.0min/mm,在此熱壓工藝條件下制得的板材,其moe和mor分別達(dá)到了gb/t20241-2006《單板層積材》120e級(jí)和180e優(yōu)級(jí)。

研究在恒溫條件下,當(dāng)處理濕度變化時(shí),落葉松單板層積材和幾種實(shí)木板材在自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下的尺寸穩(wěn)定性。