意楊單板層積材地板的涂飾加工與成本分析

該文采用正交實驗法對毛白楊單板進行染色和阻燃處理,并進行單板層積材(lvl)的熱壓膠合試驗研究,確定了單板染色、阻燃處理及熱壓工藝.結果表明:①對單板進行染色和阻燃同步處理是可行的,提高了單板處理效率,擴大了產(chǎn)品的應用范圍.②阻燃劑濃度與氧指數(shù)呈正相關性,與產(chǎn)品的剪切強度、靜曲強度、彈性模量呈負相關性;其他因素對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%,熱壓單位時間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)展歷史和國內外單板層積材制造技術及現(xiàn)狀,分析了目前存在的問題,就速生楊單板層積材生產(chǎn)技術在裝飾、裝修行業(yè)巨大發(fā)展?jié)摿颓熬斑M行了廣泛的討論。

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(chǎn)技術。結果表明:施膠量相當時,浸漬方式與涂膠方式生產(chǎn)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(chǎn)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。

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、時間及涂膠量對lvl材性的影響。結果表明,速生杉木制作lvl是可行的。在試驗研究范圍內,較好工藝條件為:熱壓溫度165℃;熱壓時間1.20minmm板厚:單面涂膠量200gm2。

單板縱向接長是單板層積材(lvl)生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié),單板斜接質量的好壞直接影響生產(chǎn)效率、產(chǎn)品外觀質量和內在強度。本文探討了非結構用楊木lvl產(chǎn)品中的單板斜接生產(chǎn)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。

簡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內外的應用現(xiàn)狀及國內發(fā)展前景。

利用人工林杉木小徑材制造單板層積材對于高效利用小徑材資源和緩解結構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用研究》課題組利用杉木小徑材制作單板層積材的研究過程、工藝開發(fā)、設備制造和產(chǎn)品應用方面所作的工作和研究成果

介紹了楊木強化單板層積材的制造工藝。楊木強化單板層積材的壓縮率約為15%￣40%,其硬度、抗彎強度、耐水性、尺寸穩(wěn)定性等指標遠高于普通單板層積材,可作建筑用木梁、立柱、水泥模板、家具、門窗、地板、車廂板、集裝箱板等多種材料。它是一種很好的結構用材,市場前景十分看好。

研究了在楊木單板層積材中加入竹材作為增強材料,以提高楊木單板層積材沖擊性能。結果表明: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,其沖擊韌性分別增強了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7.2%和12.8%;裂紋擴展能增長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、加壓時間、加壓溫度)對楊木單板層積材動態(tài)彈性模量的影響。通過楊木單板層積材彎曲振動試驗,得到不同實驗條件下的動態(tài)彈性模量,并對實驗數(shù)據(jù)進行灰色關聯(lián)分析。結果表明,應用灰色系統(tǒng)理論分析單板層積材生產(chǎn)工藝對材料動態(tài)彈性模量的影響是可行的。

采用足尺測試方法,對楊木單板層積材的力學性能特征值進行測試;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性能特征值的差異性。

采用響應面法(rsm)和中心組合旋轉設計(ccrd),研究了桉樹單板層積材(lvl)的生產(chǎn)工藝條件,并對優(yōu)化工藝所得的預測值進行了實驗驗證。方差分析結果表明:面粉添加量對桉木lvl的靜曲強度(mor)和彈性模量(moe)有著顯著影響,而熱壓溫度和熱壓時間的影響不顯著。通過回歸分析,建立了相應的回歸模型。回歸模型的預測值與實驗值的擬合良好,說明回歸方程能用來預測和優(yōu)化桉木lvl的力學強度性能。最佳工藝條件為:熱壓溫度130℃,熱壓時間1.5min/mm,面粉添加量5%(質量分數(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度(mor∥)和彈性模量(moe∥)分別為88mpa和15067mpa,mor和moe分別達到了結構用單板層積材國家標準的優(yōu)等品和140e級別。

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%。

研制楊木單板層積材和mdf復合裝飾結構型材,并對其物理力學等性能進行測試分析,提出生產(chǎn)該復合型材時采用的成型工藝和相關熱壓工藝參數(shù)等。

采用低分子量酚醛樹脂與楊木制造塑化型單板層積材,對層積材產(chǎn)品的吸水率影響因子進行分析,結果表明: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。

對不同浸泡時間的意楊酚醛樹脂單板層積材(pf-lvl)的剖面密度(vdp)、截面尺寸和靜曲彈性模量(moe)的檢測及三者之間關系的分析結果表明: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)并隨浸水時間的增加梯度呈逐漸減小至完全消失的趨勢;pf-lvl單板間沒有形成連續(xù)膠層,水分仍可穿透膠層;60h(2.5d)的浸水使pf-lvl原料木材的細胞壁完全充滿了吸著水,熱壓過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組合設計,系統(tǒng)分析了熱壓溫度、熱壓時間及熱壓壓力三因子與lvl物理力學性能的關系,并得到了實驗室制作杉木lvl的優(yōu)化工藝。研究結果表明,人工林杉木lvl的物理力學性能優(yōu)越。

基于四點彎曲法,對一種基于高頻熱壓技術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行了試驗測定。其中縱向彈性模量的測定,分別采用了撓度法和應變片法。實驗結果表明,2種測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,并對其差異的影響因素進行了探討?；诟哳l熱壓技術的楊木單板層積材縱向彈性模量的測定結果表明,其縱向彈性模量接近甚至超過楊木單板,為該材料引入重型產(chǎn)品包裝箱領域甚至結構用材料,從而替代原木,提供了一定的參考價值。

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

根據(jù)紡織及復合材料理論給出了描述加捻竹束在竹木復合單板層積材中產(chǎn)生預應力的力學模型。通過試驗對比了不配置竹束、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度和彎曲性能。結果表明:3種單板層積材的水平剪切強度無顯著差異。配置竹束使單板層積材彈性模量和靜曲強度明顯增加,彈性模量增加22.8%,靜曲強度增加18.6%;配置加捻竹束的竹木復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%,靜曲強度增加11.0%。竹木復合單板層積材中加捻竹束預應力的存在能改善板材的剛度和強度,其預應力效應表現(xiàn)為正效應。

以自制低分子量酚醛樹脂為膠黏劑,采用熱壓工藝對杉木單板進行密實化試驗,研究干燥溫度、壓縮率、熱壓溫度和熱壓時間對密實型杉木單板層積材力學性能的影響。結果表明:壓縮率對層積材力學性能影響最大,其次是干燥溫度、熱壓溫度和熱壓時間;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間的延長,板材的moe、mor都呈先增大后減小的趨勢;綜合考慮,確定密實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分別達到了gb/t20241-2006《單板層積材》120e級和180e優(yōu)級。

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