低溫冷等離子體對含水率楊木單板表面改性的初步研究

利用氧氣低溫等離子體,在工作壓力為20pa、功率為30w的條件下對hdpe薄膜進行表面改性。采用接觸角、ft-ir-atr、afm、dsc等現代分析手段對改性結果進行了分析和表征。結果表明,單位面積的失重率隨處理時間的延長逐漸增大;接觸角隨處理時間的延長呈逐漸減小的趨勢;處理hdpe薄膜能在其表面形成各種極性基團,主要是羰基和羧基;處理后薄膜的熱性能(熔點和結晶度)發(fā)生一定改變。

主要研究速生楊木染色技術,對速生楊木單板進行木材染色處理試驗,通過正交方法分析主要影響因素對染色楊木單板色差的影響。研究表明,速生楊木單板最佳染色工藝參數為氯化鈉濃度1.2%、染料濃度0.6%、乙酸濃度0.2%、滲透劑濃度0.08%、染色溫度80℃和染色時間2h。

以楊木單板為基體,以熱敏染料、顯色劑、十四醇、增感劑為木材溫致變色劑,利用超聲波浸漬注入木材的方法制備可逆溫致變色楊木單板,研究可逆溫致變色楊木單板的浸漬工藝。結果表明:影響試件變色色差(δe*)的主要試驗因子為超聲波功率,方差分析其在0.01水平下對試件δe*影響顯著;其次為浸漬時間和浸漬溫度,方差分析二者在0.01水平下對試件δe*影響不顯著。最佳浸漬工藝為浸漬溫度75.0℃、浸漬時間4.0h、超聲波功率120.0w。研制成可逆溫致變色楊木單板新產品,楊木單板起始變色溫度為26℃,終止變色溫度為32℃;溫度由26℃升至32℃時,試件由藍色變成木材本色;溫度由32℃降至26℃時,試件由木材本色變成藍色,達到室溫可逆變色的效果。

以楊木單板及其染色單板為試材,使用氙光衰減儀進行輻射試驗,分析這兩種單板的光變色規(guī)律及影響因素,并進行耐光性能評價。結果表明:楊木單板的光變色是木材本身;染色楊木單板的光變色是染料和木材共同作用的結果,影響其光變色的主要因素是染料的品種和結構。因此,楊木單板的光變色小于染色楊木單板,而染色楊木單板中酸性藍染色單板光變色最顯著。

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

選用活性艷紅kd-8b和活性黃k-rn2種染料配制的染液在不同工藝條件下對東北人工林大青楊單板進行染色,通過測定染色單板在氙光衰減儀內不同時間點下光照射表面材色的l*、a*、b*值,分析染色工藝對單板表面材色指數的影響。結果表明,染液濃度是影響活性艷紅染色單板材色指數的主要影響因素,染色溫度是影響活性黃染色單板材色指數的主要影響因素。

采用bl-阻燃劑溶液浸漬處理楊木單板,通過改變浸漬溫度、濃度、時間和干燥溫度、含水率等工藝因素,分析阻燃材變色的原因以及影響因素。結果表明,阻燃處理后楊木單板顏色變黃,變深;磷酸與木質素發(fā)生縮聚反應是變色的主要原因。單板顏色和氧指數受阻燃處理液濃度影響較大,處理溫度和處理時間影響較小。含水率和干燥溫度對阻燃材變色有一定影響,含水率越低單板變色越明顯,含水率高于4%時,干燥溫度對變色影響較小;含水率低于4%時,干燥溫度越高,變色越嚴重。

楊木單板條層積材熱壓工藝的研究

分析了在不同單板厚度、不同漂白時間、連續(xù)漂白不補充漂白劑、連續(xù)漂白補充漂白劑等條件下楊木單板的漂白效果,結果表明:單板厚度對漂白效果有一定的影響;漂白時間延長,漂白效果更好,但漂白時間不宜過長;連續(xù)漂白時,需要補充一定量的漂白劑。

楊木單板是木竹復合層合板的組分材料之一,其力學性能直接影響木竹復合層合板的力學性能。因此,研究其力學性能對木竹復合層合板的結構設計和優(yōu)化有重要的意義。常態(tài)下楊木單板在不同壓力下的順紋拉伸彈性性能試驗結果表明:壓力相同時,隨著板厚的增大,單板拉伸彈性模量呈現增大趨勢;隨著壓力的增大,楊木單板的拉伸彈性模量和抗拉強度增大。

本研究以酚醛樹脂為浸漬液,楊木單板為木材試樣,對經浸漬塑化處理的楊木單板進行三點彎曲試驗,探索了木/竹復合層合板的組分材料——塑化楊木單板受不同壓力時的順紋彎曲彈性性能,并分析了其與塑化壓力間的關系。結果表明,塑化楊木單板的靜曲模量和靜曲強度與塑化壓力呈非線性關系。通過對楊木單板試驗研究,為木材/竹材復合材料制造過程中的結構設計和生產工藝提供一定的理論依據和基本思路,并對產品的設計、組織現場生產和產品質量評估提供一定的參考。

為了優(yōu)化等離子體改性工藝,對聚丙烯板進行了常壓空氣等離子體處理。等離子體的產生采用了自制中頻電源和平行板電極結構組成的介質阻擋放電系統(tǒng)。處理前后聚丙烯表面的微觀結構、表面粗糙度和潤濕性通過場致發(fā)射掃描電鏡、原子力顯微鏡和接觸角分析儀進行了分析。結果表明,等離子體處理后,聚丙烯板表面結構變粗糙且粗糙度增加了近5倍;表面接觸角下降(或潤濕性提高),并且等離子體劑量為1.5kj的試樣具有較好的潤濕性和抗老化性能。

采用熱浸法和冷壓法對速生楊木單板進行染色處理,利用紫外可見分光光度計研究染液質量分數、染色時間、染色溫度及助劑等因素對速生楊木單板染色效果的影響。結果表明:兩種方式對速生楊木單板進行染色處理都取得了較好的上染率,而熱浸法的染色效果較冷壓法要好。

介紹了單板層積材、密實型單板層積材在國內外的研究和利用概況。探討了采用低分子量酚醛樹脂浸漬處理楊木單板的方法制備楊木單板層積材的生產技術。結果表明:施膠量相當時,浸漬方式與涂膠方式生產的單板層積材相比,密度相當,吸水厚度膨脹(24hts)降低了24%,膠合強度提高了16%,彈性模量(moe)和靜曲強度(mor)分別提高了20.17%和44.76%。采用浸漬樹脂方式生產的密實型強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。當吸藥量為168%時,moe、mor達到最大,分別為15.34gpa和135.31mpa。密實型強化單板層積材能夠滿足建筑和木結構等結構材要求,具有良好的發(fā)展空間。

采用加壓浸漬法將負載型光催化材料——竹炭/tio2復合體滲入楊木單板中,運用正交試驗方法對納米tio2改性楊木單板的膠合性能進行了研究,探討涂膠量、熱壓壓力與浸漬壓力等因素對材料膠合性能的影響,并結合掃描電鏡分析給出了制板的最佳工藝條件:熱壓壓力為1.2mpa,浸漬壓力為1.6mpa,涂膠量250g/m2。

單板縱向接長是單板層積材(lvl)生產的核心環(huán)節(jié),單板斜接質量的好壞直接影響生產效率、產品外觀質量和內在強度。本文探討了非結構用楊木lvl產品中的單板斜接生產工藝改進方法,由使用酚醛樹脂膠改為三聚氰胺改性脲醛樹脂膠,并驗證了其可行性。

采用高錳酸鉀作為凸顯主劑,對楊木單板進行天然花紋凸顯處理,研究高錳酸鉀對楊木單板天然花紋凸顯的影響。結果表明,高錳酸鉀對楊木單板進行天然花紋凸顯是可行的,楊木單板較好天然花紋凸顯的高錳酸鉀質量分數為0.3%,高錳酸鉀濃度對楊木單板天然花紋凸顯具有高度顯著性影響。

采用三聚氰胺甲醛樹脂輥壓浸漬楊木單板,通過高頻熱壓定型得到樹脂增強重組材,探討不同輥壓壓榨率和熱壓壓力對板材物理力學性能的影響。結果表明:利用高頻介質加熱進行厚板坯的成型較接觸式熱壓可行,可縮短熱壓時間,提高熱壓效率;熱壓壓力對楊木重組材的大部分物理力學性能影響顯著,輥壓壓榨率對材料的靜曲強度、彈性模量等影響不顯著;輥壓壓榨率20%、熱壓單位壓力2.0mpa時,高頻熱壓制備的地板用楊木重組材物理力學性能指標綜合較優(yōu),該制備條件下成品材料密度為0.68g/cm3、靜曲強度50.19mpa、彈性模量4191.61mpa。

利用速生楊木單板,采用高頻加熱層積彎曲膠合工藝生產彎曲構件,探討速生楊木代替優(yōu)質闊葉材生產曲木家具的可行性,并對影響彎曲構件性能指標的因素進行分析。結果表明:速生楊木單板高頻加熱層積彎曲膠合構件的各項性能指標均超過了企業(yè)相關標準,完全可以代替優(yōu)質闊葉材,用于曲木家具生產。方差及直觀分析結果顯示,單板含水率13%,熱壓壓力1.7mpa,熱壓時間5min,保壓冷卻時間12min,即可獲得滿意的彎曲構件性能指標。

采用液相微弧等離子體電解碳氮共滲技術,在乙酰胺甘油水溶液體系下對鑄鐵進行了碳氮共滲處理。采用掃描電鏡觀察、xrd物相分析、顯微硬度測試、電化學腐蝕分析等方法探討了不同滲透時間對滲透效果的影響。實驗結果表明在700v下處理數分鐘即可獲得良好的滲透層,處理時間以2min為最佳,如果處理時間過長,則會導致滲透層性能惡化。結果表明,采用液相等離子體電解碳氮共滲技術,在很短時間內就能在基底的表面形成一層由碳鐵和氮鐵化物組成的碳氮共滲層。處理時間較短時,基底溫度較低,滲氮是主要過程。而隨著處理時間增加,基底的溫度上升,滲碳是主要過程。經過處理的鑄鐵材料的硬度得到了顯著提高,同時也大大改善了其抗腐蝕性能和耐磨性能。

利用氧氣低溫等離子體,在真空度為20pa,處理功率為30w的條件下,對高密度聚乙烯(hdpe)薄膜進行了表面改性。研究結果表明:在20~200s的處理時間內,單位面積的失重率隨處理時間的增加線性增大,表面粗糙度也隨著增加;處理后薄膜表面的接觸角顯著減小;接觸角越小,剝離強度就越大;處理后能在薄膜表面形成羥基、羰基和羧基等各種極性基團。

報道了一種基于表面等離子體共振(spr)的多模光纖h2敏傳感器,是通過化學腐蝕多模光纖使纖芯裸露再鍍上pd-ag合金膜所構成,并給出了相應的理論分析和實驗制作過程。理論分析表明,對于0～4%范圍內的h2濃度,兼顧測量范圍、靈敏度和響應時間,合金膜厚度選擇在20nm附近為宜;實驗研究結果顯示,用20nm厚的pd-ag合金膜和15mm的光纖作用長度,在溫度為26℃、相對濕度為60%的條件下,傳感器能探測0～4%濃度范圍內的h2,響應時間小于50s。