膠夾木材

將木材與木材或其他材料的表面膠接成為一體的技術(shù)。它是木制品部件榫接和釘接方法的發(fā)展。人造板的誕生，就是以膠合技術(shù)為基礎(chǔ)。膠合，還可使短材接長(zhǎng)，薄材增厚，窄材加寬，劣材變優(yōu)，提高木材的利用效果和利用水平，因而在木材加工中有重要作用。

按膠合制品的用途和選用膠粘劑的性能，分結(jié)構(gòu)性膠合和非結(jié)構(gòu)性膠合兩類。為使膠合制品用作建筑結(jié)構(gòu)材料而用膠合強(qiáng)度高、耐老化性能好的膠合劑進(jìn)行的木材膠合，稱結(jié)構(gòu)膠合，此外是非結(jié)構(gòu)膠合。

概況 中國(guó)古代典籍中關(guān)于木材膠合技藝及膠合制品的記載，首見于《周禮·考工記·弓人》:"六材既聚，巧者和之……膠也者，以為和也。"此處所述六材之一的膠，是動(dòng)物角膠或皮膠。"以為和也"即用以膠合之意。晉人皇甫謐所著《帝王世紀(jì)》中詳述了周昭王時(shí)代膠船的情況。均說明膠合工藝應(yīng)用之早。西方國(guó)家在1世紀(jì)時(shí)曾用蛋白質(zhì)和石灰做木材膠粘劑。1814年,美國(guó)有了制骨膠的專利。1872年,A.von拜耳發(fā)現(xiàn)苯酚與甲醛能生成樹脂。1896年，C.戈德施密特研究了尿素與甲醛的反應(yīng)。1909年，L.H.巴克蘭的熱壓工藝專利推動(dòng)了膠合工藝的發(fā)展。到20世紀(jì)，膠合板、纖維板和刨花板相繼制造成功。

膠合機(jī)理 木材之間的膠合主要是特性膠合(又稱比膠合)和機(jī)械膠合。此外也存在化學(xué)膠合，但其作用影響較小，在考慮膠合強(qiáng)度時(shí)常被略去。木材和膠粘劑都是高分子化合物，高分子之間存在著物理吸引力，即范德華力和氫鍵力。雖然這些力的單位值小，但分子量大，其總和很可觀，由它們形成對(duì)膠合強(qiáng)度影響大的特性膠合。又木材是一種多孔物質(zhì)材料，內(nèi)有不少液體通道，其體積占木材總體積的25~85%。液體膠粘劑由于毛細(xì)管張力的作用而進(jìn)入通道后，可隨著膠粘劑的固化而形成"膠釘"，將木材接合，稱為機(jī)械膠合。這時(shí)如不克服"膠釘"的阻力，就不能使木材與膠粘劑分開。

膠合工藝 木材膠合主要經(jīng)歷被膠木材的準(zhǔn)備、涂(施)膠、組胚、晾置、閉合、加熱和后處理等工序。任何木材表面放大看都是不平的。為了獲得理想的膠合強(qiáng)度，須使膠粘劑成為液體,完全濕潤(rùn)木材表面;同時(shí),液體狀態(tài)的膠粘劑所具有的流動(dòng)性，能使膠粘劑與粗糙不平的木材表面充分接觸而形成完整、連續(xù)的膠層。膠粘劑濕潤(rùn)木材表面的程度與木材的表面狀況、膠粘劑的性質(zhì)和膠合工藝有關(guān)。其中的濕潤(rùn)速度主要取決于膠液的粘度以及膠液與木材表面之間的接觸角。因此根據(jù)產(chǎn)品要求正確選用膠粘劑和相應(yīng)的工藝十分重要。見表列出幾種常用木材膠粘劑的主要性能和膠合工藝的部分參數(shù)。 膠合質(zhì)量 影響膠合質(zhì)量的因素很多。膠粘劑方面有樹脂的性能和含量、對(duì)木材的濕潤(rùn)性、膠液的pH和粘度，固化條件和適用期(又稱生活率)，以及膠層的狀態(tài)和膠厚度等。木材方面有木材的pH、緩沖能力、密度和所含提取物的性質(zhì),含水率及水分在木材中的分布,心材、邊材和早、晚材的多少，紋理以及表面狀況如光潔度等。膠合操作方面有涂膠量、陳化時(shí)間、閉合速度以及加壓的溫度、壓力和時(shí)間等。固化后的膠層中有內(nèi)應(yīng)力，是影響木材膠合強(qiáng)度和木材膠合耐久性的一個(gè)不利因素。如現(xiàn)在大量使用的氨基樹脂和酚醛樹脂，在其固化過程中通過縮聚反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)的同時(shí)放出小分子化合物，使體積有較大的收縮，因而產(chǎn)生收縮應(yīng)力。木材在纖維飽和點(diǎn)(含水率25~30%)以下時(shí)吸水或失水都會(huì)引起較大的膨脹或收縮;木材的多種細(xì)胞之間以及細(xì)胞膜與細(xì)胞質(zhì)之間收縮-膨脹率的差異，也會(huì)在膠層產(chǎn)生應(yīng)力。此外，木材與膠粘劑的熱膨脹系數(shù)不同，還會(huì)在膠層產(chǎn)生熱應(yīng)力等。為了降低體積的收縮率，通常采用的方法有降低膠粘劑體系的活性官能團(tuán)濃度，即盡量提高樹脂的分子量，以封閉其活性官能團(tuán);加入高分子聚合物增韌劑;以及加入填料等。

膠合質(zhì)量常用力學(xué)方法測(cè)定膠層破壞強(qiáng)度來判斷，板、方材膠合質(zhì)量用壓縮剪切法測(cè)定;片材(單板)膠合質(zhì)量用拉伸剪切法測(cè)定;碎料(刨花、鋸末)膠合質(zhì)量用垂直膠壓平面拉伸法測(cè)定。膠合板的膠合質(zhì)量，還可用刀撬法評(píng)定，即在膠層中插入小刀撬開膠合的單板，然后目測(cè)木材破壞面積占撬開面積的百分率。無損檢測(cè)技術(shù)是利用膠合件承受外力后產(chǎn)生的引力波進(jìn)行測(cè)定的新技術(shù)，在70年代末已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。

膠合耐久性的理想測(cè)定方法應(yīng)在長(zhǎng)期使用的條件下進(jìn)行。但實(shí)際上只能利用人工加速老化的方法進(jìn)行模擬。用天然老化試驗(yàn)法，即把試件完全曝露于大氣之中，任其日曬、風(fēng)吹、雨淋、冰凍，再定期檢測(cè)，所得的數(shù)據(jù)可作為基準(zhǔn)，用以衡量各種人工加速老化試驗(yàn)法的優(yōu)劣。

展望 木材膠合的發(fā)展基礎(chǔ)是膠粘劑的開發(fā)、新工藝的發(fā)明、新設(shè)備的制造和木材科學(xué)的發(fā)展。很多學(xué)者正在研究改進(jìn)的膠粘劑有木素膠、單寧膠、異氰酸酯膠等;糖類非甲醛系膠粘劑遲早也將被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。新工藝的創(chuàng)造主要表現(xiàn)在無膠膠合技術(shù)的發(fā)展。這些都將使未來的木材膠合技術(shù)提到一個(gè)新的水平。

參考書目

A. Pizzi,Wood adhesives chemistry and technology,Marcel Dekker Inc., New York and Basel,1983.

半井勇三著，《木材の接著と接著劑》，森北出版株式會(huì)社，增補(bǔ)改訂版第一刷，東京，1977。

第1章 木材膠黏劑與膠合技術(shù)概論

1.1 木材膠黏劑與膠合技術(shù)的發(fā)展

1.2 木材膠黏劑的發(fā)展趨勢(shì)

1.2.1 低毒、低游離甲醛

1.2.2 可降解膠黏劑

1.2.3 新型膠黏劑的開發(fā)與應(yīng)用

1.3 木材膠黏劑的組成、分類與性能評(píng)價(jià)

1.3.1 膠黏劑的組成

1.3.2 膠黏劑的分類

1.3.3 木材膠黏劑的性能評(píng)價(jià)

1.4 木材的膠合

1.4.1 木材膠合的優(yōu)缺點(diǎn)

1.4.2 木材膠黏劑的選用

1.4.3 木材及制品的膠合

第2章 木材膠合技術(shù)基礎(chǔ)

2.1 木材的膠合理論與機(jī)理

2.1.1 膠合的物理化學(xué)過程

2.1.2 浸潤(rùn)與膠合

2.1.3 膠合機(jī)理

2.2 膠合質(zhì)量的影響因素

2.2.1 膠黏劑的影響

2.2.2 木材的影響叩

2.2.3 接頭結(jié)構(gòu)與膠合表面的影響

2.2.4 膠合工藝的影響

第3章 酚醛樹脂膠黏劑

3.1 酚醛樹脂膠黏劑的合成原理

3.1.1 加成反應(yīng)

3.1.2 縮合及縮聚反應(yīng)

3.2 酚醛樹脂膠黏劑合成原料

3.3 生產(chǎn)工藝

3.3.1 生產(chǎn)工藝流程

3.3.2 合成工藝類型的選擇

3.3.3 生產(chǎn)工藝過程

3.3.4 常用酚醛樹脂生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

3.4 影響酚醛樹脂膠合成的因素

3.4.1 酚類官能度的影響

3.4.2 酚類取代基的影響

3.4.3 苯酚與甲醛摩爾比的影響

3.4.4 反應(yīng)介質(zhì)pH的影響

3.4.5 催化劑與反應(yīng)產(chǎn)物的關(guān)系

3.4.6 反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的影響

3.5 酚醛樹脂膠黏劑的改性

3.5.1 三聚氰胺改性

3.5.2 尿素改性

3.5.3 木質(zhì)素改性

3.5.4 間苯二酚改性

3.5.5 聚乙烯醇縮醛改性

3.5.6 其它方法改性酚醛樹脂

3.6 在木材加工中的應(yīng)用

3.6.1 在木質(zhì)膠合板中的應(yīng)用

3.6.2 在竹質(zhì)膠合板方面的應(yīng)用

第4章 脲醛樹脂膠黏劑

4.1 脲醛樹脂合成原理

4.2 脲醛樹脂合成原料

4.3 脲醛樹脂的生產(chǎn)工藝

4.3.1 生產(chǎn)工藝流程

4.3.2 工藝類型的選擇

4.3.3 生產(chǎn)工藝

4.3.4 配方與工藝

4.4 影響脲醛樹脂合成的因素

4.4.1 摩爾比的影響

4.4.2 pH的影響

4.4.3 原料質(zhì)量的影響

4.4.4 反應(yīng)溫度的影響

4.4.5 反應(yīng)時(shí)間的影響

4.5 脲醛樹脂膠的改性

4.5.1 改進(jìn)耐水性

4.5.2 降低游離甲醛含量

4.5.3 提高穩(wěn)定性

4.5.4 改善耐老化性

4.6 在木材工業(yè)中的應(yīng)用

第5章 三聚氰胺甲醛樹脂黏劑

第6章 聚醋酸乙烯酯膠黏劑

第7章 聚氨酯膠黏劑

第8章 熱熔樹脂膠黏劑

第9章 生物質(zhì)膠黏劑

第10章 木材膠合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及膠合技術(shù)

參考文獻(xiàn)

G夾結(jié)構(gòu)及用法

G字夾又叫蝦弓碼、C字夾、木工夾等。使用范圍廣泛，攜帶方便，G字夾采用螺紋旋進(jìn)式設(shè)計(jì)，可以自由調(diào)節(jié)所要夾持的范圍，夾持力量大。通常采用高炭鋼鍛造而成。整體熱處理，耐用性強(qiáng)，強(qiáng)度更大。

金屬經(jīng)過鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。鑄造組織經(jīng)過鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶，使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。

鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整，可保證零件具有良好的力學(xué)性能與長(zhǎng)的使用壽命。采用精密模鍛、冷擠壓、溫?cái)D壓等工藝生產(chǎn)的鍛件，都是鑄件所無法比擬的。

G夾操作相對(duì)簡(jiǎn)單，只用調(diào)整絲桿螺栓來控制松緊即可。

G型木工夾1" 200個(gè)/件 2" 150個(gè)/件 3" 60個(gè)/件 4" 50個(gè)/件 5" 30個(gè)/件 6" 30個(gè)/件 8" 15個(gè)/件 10" 15個(gè)/件 12" 15個(gè)/件 A字夾與我們?nèi)粘Ｖ杏玫降膴A子一樣，只是材質(zhì)不同而已，用法完全相同，在這里就不做介紹了，常用規(guī)格有6寸、7寸，每件都裝150個(gè)。