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文檔簡介

1、 論文題目: 雙醛淀粉接枝共聚膠粘劑 學(xué)院: 材料工程學(xué)院 專業(yè)年級: 木材科學(xué)與工程 2011級 學(xué) 號: 姓名: 指導(dǎo)教師、職稱: 2015年6月1日 Poplar plywood hot-pressing process research College: Material Engineering College Specialty and Grade: Wood Science and Engineering,2011 Number: Name: Advisor: Submitted time: June 1,2015 目錄 摘要: 1Abstract: 21 引言32 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)

2、方法42.1試驗(yàn)材料42.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器42.3試驗(yàn)地點(diǎn)52.4試驗(yàn)方法52.4.1 工藝流程52.4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)62.4.3桉木膠合板的壓制62.4.4膠合板膠合強(qiáng)度值的測定63 試驗(yàn)結(jié)果與分析63.1改性酚醛樹脂桉木膠合板熱壓工藝單因素試驗(yàn)63.1.1熱壓溫度的選擇63.1.2熱壓壓力的選擇73.1.3熱壓時間的選擇83.1.4施膠量的選擇9 3.1.5含水率的選擇4 結(jié)論與建議14參考文獻(xiàn):15致 謝16 福建農(nóng)林大學(xué)本科畢業(yè)論文 摘要: 本實(shí)驗(yàn)將雙醛淀粉作為含醛物料與白乳膠中聚乙烯醇進(jìn)行縮合反應(yīng),制備了環(huán)保型聚醋酸乙烯醋乳液膠粘劑。不同的熱壓工藝所壓出的板坯的物理力學(xué)性能不同,本實(shí)驗(yàn)

3、采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)法,在板坯熱壓過程中,通過控制溫度、壓力、時間、施膠量、單板含水率等因素,采取不同熱壓工藝熱壓人造板,并通過測量板坯的密度、含水率、板坯壓縮率、3h吸水厚度膨脹率、測板坯干狀膠合強(qiáng)度、耐水膠合強(qiáng)度等物理力學(xué)性能,再從各個因子中的最優(yōu)的來探究雙醛淀粉接枝共聚膠粘劑較佳的熱壓工藝。關(guān)鍵詞:桉木膠合板 雙醛淀粉改性聚醋酸乙烯酯乳液膠 膠合強(qiáng)度 熱壓工藝 引言 木材與鋼材、水泥、塑料稱為人類現(xiàn)代社會的四大材料,由于木材具有環(huán)境友好性能,是四大材料中唯一可持續(xù)利用的再生資源,其重要性日趨明顯,越來越受到人類社會的青睞。但長期以來,木材供需矛盾較大,我國尤其明顯,據(jù)第八次(2009-20

4、13)全國森林資源清查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國仍然是一個缺林少綠、生態(tài)脆弱的國家,森林覆蓋率遠(yuǎn)低于全球31%的平均水平,人均森林面積僅為世界人均水平的1/4,人均森林蓄積只有世界人均水平的1/7,森林資源總量相對不足、質(zhì)量不高、分布不均的狀況仍未得到根本改變,林業(yè)發(fā)展還面臨著巨大的壓力和挑戰(zhàn)。但為了滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人民生活水平日益提高而對木材制品的需求不斷提高,人工速生材及小徑級材種已成為木材加工工業(yè)的主要原料。發(fā)展木材高效綜合利用,充分利用采伐剩余物,加工剩余物和低劣木材發(fā)展人造板和木材膠接制品,是解決木材供需矛盾的必然措施。而要發(fā)展人造板和木材交接制品,那就要用到膠粘劑,可以看出而膠粘劑在林業(yè)發(fā)

5、展中扮演這重要的角色。 人類對膠粘劑的應(yīng)用有著悠久的歷史,早期的天然膠粘劑,如動物膠、植物膠等,到二十世紀(jì)初,化學(xué)工業(yè)與合成高分子材料科學(xué)的研究到了新階段,在美國最早出現(xiàn)了以合成高分子為基礎(chǔ)物質(zhì)的新型膠粘劑-合成膠粘劑,膠粘劑開始步入新的時代。其中應(yīng)用最廣泛且最具有代表性意義的是甲醛系列膠粘劑,如脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠等。這類膠粘劑以其分子量小、濕潤性好、膠合強(qiáng)度高等優(yōu)勢而得到迅速發(fā)展,并很快取代了天然膠粘劑而占領(lǐng)木材膠粘劑市場。 然而,甲醛系膠粘劑具有一個致命的缺陷,由于其主要原料之一為甲醛,用其膠接木材加工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程與使用過程中不可避免地會釋放出游離甲醛等有害氣體,從而危害產(chǎn)品生產(chǎn)者和

6、消費(fèi)者的身體健康,長期生活在高濃度甲醛污染的環(huán)境中,會產(chǎn)生各種慢性疾病,嚴(yán)重的可致癌。當(dāng)今,世界各國越來越重視環(huán)境質(zhì)量,人們的環(huán)保意識不斷增強(qiáng)。人們對無甲醛無毒膠粘的訴求越來越強(qiáng)烈。 現(xiàn)階段為解決這些問題,研究途徑主要包括三個方面。一是對現(xiàn)有甲醛系膠粘劑的配方和工藝進(jìn)行改造,二是在木材工業(yè)領(lǐng)城開發(fā)使用異氛酸酷樹脂膠粘劑,再是針對合成高分子膠粘劑的改性研究。 桉樹作為我國主要速生樹種之一,兼具有種植分布范圍廣、年生長快、密度高、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。在我國南北方均可進(jìn)行種植,能夠在較短的時間內(nèi)出材,可以一定程度上緩解我國木材資源緊缺的窘境。但是桉木本身存在采伐時易端部開裂,制材加工易產(chǎn)生劈裂,干燥易

7、出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致影響膠合強(qiáng)度等問題1,這些缺陷會使得桉木膠合板在生產(chǎn)時出現(xiàn)鼓泡、分層、翹曲、膠接力差、 膠合強(qiáng)度不均等問題,對此我們采用對桉木進(jìn)行預(yù)凍處理和初期調(diào)濕處理等方法來提高桉木的尺寸穩(wěn)定性以改善桉木在干燥過程中出現(xiàn)的皺縮、開裂2。桉木主要用于壓制桉木膠合板和刨花板,桉木膠合板曾用膠粘劑有三聚氰胺改性脲醛膠、酚醛膠3、無醛膠、豆膠等,龍海蓉、周定國4、葉忠華5等人就對桉木膠合板制造工藝進(jìn)行了研究,對溫度、壓力、時間、涂膠量等進(jìn)行了研究并給出了使用三聚氰胺改性脲醛樹脂膠和酚醛樹脂膠時對應(yīng)的不同溫度、壓力、時間、涂膠量所對應(yīng)的膠合強(qiáng)度、彈性模量和靜曲強(qiáng)度不同,這個實(shí)驗(yàn)表明了使用不同膠粘劑劑和不同

8、熱壓工藝所制成的板坯有著不同的力學(xué)性能。例如采用采用三聚氰胺改性脲醛樹脂膠制造桉木膠合板最佳佳工藝參數(shù)為: 熱壓溫度115,熱壓壓力1.4MPa,熱壓時間1.9min·mm-1, 施膠量290g.m-2;采用酚醛樹脂膠制造桉木膠合板最佳工藝參數(shù)為: 熱壓溫度130,熱壓壓力1.4MPa,熱壓時間81s.mm-1, 施膠量320g.m-2。因此采用不同膠粘劑壓板我們都要去研究最適合它的熱壓工藝參數(shù),而且采取熱壓工藝不但會影響膠合板的物理力學(xué)性能,更會影響膠合甲醛的釋放量,唐朝發(fā)、楊耿等采用無醛膠粘劑(API)熱壓楊木膠合板,木材單板在熱壓、干燥等過程中因受到到溫度、單板含水率以及膠粘劑

9、中所含水分等因素的綜合影響也會有甲醛釋放出來6,而這些甲醛非來自膠粘劑,由此可見熱壓工藝是桉木膠合板生產(chǎn)的一個重要研究內(nèi)容。 本實(shí)驗(yàn)采用的膠粘劑是用雙醛淀粉替代甲醛改性聚醋酸乙烯乳液膠,這是因?yàn)榭紤]到聚醋酸乙烯乳液膠的耐水性差、固化時間長、成本高、膠接強(qiáng)度不高等缺點(diǎn)7。雙醛淀粉在加快聚醋酸乙烯乳液的固化速度、改善其耐水性、降低成本及提高膠粘劑的膠合強(qiáng)度等方面都有明顯的優(yōu)勢2。但是采用雙醛淀粉改性的聚醋酸乙烯乳液膠又要在怎樣的熱壓工藝下才能獲得最優(yōu)性能要求,如耐水性能與膠接強(qiáng)度是否會隨著熱壓因子的改變而改變,因此需要我們根據(jù)改變熱壓因子進(jìn)行試驗(yàn),研究在不同溫度、壓力、時間、施膠量、單板含水率等條

10、件下制造桉木膠合板時會不會出現(xiàn)膠合強(qiáng)度不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的情況以及最高的膠合強(qiáng)度,探討出一套最適合雙醛改性聚醋酸乙烯乳液膠生產(chǎn)膠合板的熱壓工藝參數(shù)。在傳統(tǒng)膠合板生產(chǎn)制造實(shí)踐研究中,我們尋找最佳的熱壓工藝參數(shù)時通常采用單次單因子法和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。采用單次單因子法時,一次只是討論一種因素的影響,但是考察因素間經(jīng)常會互相影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,使得采用該方法有時得不到最佳的實(shí)驗(yàn)條件。本實(shí)驗(yàn)所用膠粘劑為雙醛淀粉改性聚醋酸乙烯乳液膠,與普通聚醋酸乙烯乳液膠對熱壓工藝的要求不同;傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究熱壓工藝因素對膠合板膠合強(qiáng)度的影響采用單因素法和正交實(shí)驗(yàn)法都不能得到一個綜合考慮的最佳值,針對這兩個問題的解決方案是本實(shí)驗(yàn)采用響

11、應(yīng)面法來優(yōu)化桉木膠合板的熱壓工藝, 為進(jìn)一步提高改性膠桉木膠合板的膠合強(qiáng)度值提供理論依據(jù)。2 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)方法2.1試驗(yàn)材料(1)雙醛淀粉改性聚醋酸乙烯乳液膠 :實(shí)驗(yàn)室自制,其制作過程如下 調(diào)PVA為10%濃度(90攪拌30min),加十二烷基磺酸鈉(占pva質(zhì)量10%)攪拌5min。取另一四口燒瓶,水浴鍋保持62-64。水粉比100:35,鹽酸溶液調(diào)pH4.5左右,預(yù)引發(fā)30min(引發(fā)劑過硫酸銨占淀粉1.5%)。將兩燒瓶混合。開始滴加單體(單體乙酸乙烯酯為淀粉1.8倍),單體滴加時間1.5h-2h。開始滴加后1h,添加過硫酸銨溶液(占淀粉0.5%配成溶液),添加N-羥甲基丙烯酰胺溶液(占

12、乙酸乙烯酯3%配成溶液)開始滴加后2h,添加過硫酸銨溶液(占淀粉0.5%),添加N-羥甲基丙烯酰胺溶液(占乙酸乙烯酯3%)開始滴加后3h,添加N-羥甲基丙烯酰胺溶液(占乙酸乙烯酯2%)開始滴加后4h,添加尿素溶液(濃度50%)15%占淀粉,硼砂溶液(5%)0.5%占淀粉。測得膠粘劑的主要性能指標(biāo)如表5-7所示。 表5-7 雙醛淀粉接枝共聚膠主要性能指標(biāo)Tab.5-7 Main indexes of dialdehyde starch graft copolymer adhesivepH值固含量/%粘度/Pa.s參數(shù)3.6838.44.75(2)桉木單板 :福建漳州 通過干燥將桉木的含水率控制在

13、810%,并裁成幅面為300x140mm2的單板。 2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器 表1 設(shè)備 Table1 Equipments名稱型號產(chǎn)地電熱恒溫干燥箱電子天平木工圓鋸機(jī)萬能試驗(yàn)壓機(jī)萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)水浴鍋手動進(jìn)料木工圓鋸機(jī)GZX-DH-30X3.5-BSTDMJ104ABY302×2/15CWT5504DK-98-IIMJ104A上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠中國浙江省余姚市金諾天平儀器有限公司上海木工機(jī)械廠蘇州新協(xié)力機(jī)器制造有限公司深圳新三思材料檢測有限公司 天津泰斯特儀器有限公司上海木工機(jī)械廠2.3試驗(yàn)地點(diǎn)(1)福建農(nóng)林大學(xué)工科實(shí)訓(xùn)基地(2)福建農(nóng)林大學(xué)生物質(zhì)材料試驗(yàn)室2.4試驗(yàn)方法2.4.1 工藝

14、流程預(yù)處理桉木單板 手工刷膠組 坯熱 壓雙醛淀粉改性劑聚醋酸乙烯乳液膠 性能檢測鋸裁試樣 圖1 工藝流程Figure1 Process flow2.4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) (1)膠合板膠合強(qiáng)度單因素影響實(shí)驗(yàn)以熱壓過程中的熱壓溫度、熱壓壓力、熱壓時間、施膠量、單板含水率為實(shí)驗(yàn)因素,以膠合板膠合強(qiáng)度為實(shí)驗(yàn)指標(biāo),分五次做單因素實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)出各個因素對膠合強(qiáng)度的影響情況。單因素試驗(yàn)因素及水平值表Tab.2.4.2- Factors and levels for single-factor experiments水平熱壓溫度/6080100120熱壓時間/min.mm-11.62.43.24熱壓壓力/MPa1.0

15、1.21.41.6施膠量/g.m-2200300400500單板含水率/%481216單板含水率控制方法:測量單板在該地區(qū)氣候條件下的平衡含水率。計(jì)算出將板的含水率分別調(diào)至4%、8%、12%、16%所要去除或添加的水分。需要去除水分的單板,采用烘箱烘至目標(biāo)含水率;需要增加水分的,將蒸餾水均勻噴涂到單板上,然后用分別密封袋密封裝好,放置24h使單板含水率平衡。 2.4.3桉木膠合板的壓制 2.4.3.1 備料先將桉木單板用圓鋸機(jī)裁剪成14cm×30cm幅面,再用砂紙砂去表面的氧化鈍化層,以增加表面活性基團(tuán)。2.4.3.2涂膠組坯 根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案所設(shè)計(jì)的施膠量計(jì)算出單面單板的涂膠量,手工均

16、勻涂膠,并且按照按相鄰層木紋方向互相垂直組坯膠合而成,如果涂膠后板坯含水率太高,適當(dāng)晾干后送入壓機(jī)。2.4.3.3熱壓與卸壓 為了減少熱壓產(chǎn)生的鼓泡、分層缺陷,一般采用兩段降壓曲線,利用分段降壓以釋放板坯內(nèi)的蒸汽。熱壓工藝曲線如圖Pmaxt2t3t4t5時間(min)P1壓力(Mpa)T1T2t1Pmax:最大工作壓力P1:平衡壓力T1:最大工作壓力保持時間(熱壓時間)圖 2 熱壓工藝曲線(4)鋸裁試件 將熱壓好的板材在室溫下冷卻,并用重物壓制防止翹曲變形,放置二十四小時,把毛邊鋸掉,再按照試樣的標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行裁板。 2.4.4膠合板物理力學(xué)性能的測定 將裁好的試驗(yàn)件根據(jù)要測量的項(xiàng)目進(jìn)行各項(xiàng)測量

17、,如干狀膠合強(qiáng)度,耐水膠合強(qiáng)度等。對要測量膠的耐水強(qiáng)度的試件應(yīng)先在30水中浸泡2h,后攤開在63的烘箱中保持1h,置放空氣10min后,先測試吸水膨脹厚度再測膠合板的耐水膠合強(qiáng)度,可以提高試件的利用率,減少浪費(fèi)。 膠合強(qiáng)度檢測標(biāo)準(zhǔn)參照GB/T9846.3-2004-T膠合板-普通膠合板通用技術(shù)條件、GB/T 17657-2013人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法中類膠合板的標(biāo)準(zhǔn)等人造板質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。該試驗(yàn)在CWT5504萬能力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,把試件兩端夾緊于試驗(yàn)機(jī)中的一對活動夾具上,使之成一直線,試驗(yàn)機(jī)的活動夾具軸線在試件中心。夾持部位應(yīng)與試件槽口的距離在5mm范圍內(nèi)。以均勻等速對試件

18、進(jìn)行加載直至破壞,加載速度為10MPa/min。最大破壞載荷的讀數(shù)精確到5N。每個實(shí)驗(yàn)因素測試5組求取平均值,減少操作誤差、木材缺陷影響,以考察不同的熱壓工藝參數(shù)對膠合板膠合強(qiáng)度的影響。3 試驗(yàn)結(jié)果與分析3.1雙醛淀粉改性聚醋酸乙烯乳液膠桉木膠合板熱壓工藝單因素試驗(yàn)3.1.1熱壓溫度的選擇在熱壓時間30min,壓力1MPa,后降至0.5MPa保持2min,施膠量為350g.m-2的條件下,熱壓溫度對膠合板膠合強(qiáng)度的影響如圖1:圖3-1 熱壓溫度對膠合強(qiáng)度的影響Fig.3-1 The effects of hot-pressing temperature on bonding strength

19、從圖1曲線的波動趨勢可以看出,熱壓溫度對膠合強(qiáng)度有很顯著的影響。在熱壓溫度區(qū)間6080的時候膠合強(qiáng)度隨著溫度的升高近直線上升;在熱壓溫度為80120的區(qū)間內(nèi)隨著熱壓溫度的上升膠合強(qiáng)度下降。在熱壓溫度區(qū)間6080的時候膠合強(qiáng)度隨著溫度的升高近直線上升。這是因?yàn)樵跓釅旱墓こ讨?,熱量的傳遞過程一般是:先經(jīng)由熱壓板板面?zhèn)鬟f給墊板,由墊板再傳遞給板坯表面,板坯表面的膠粘劑先行固化,之后熱量再逐步有板坯表面?zhèn)鬟f到板坯中央,使得板坯內(nèi)部的膠粘劑也受熱縮聚固化。適當(dāng)?shù)奶岣邿釅簻囟?,在一定范圍?nèi)可以加快板坯內(nèi)膠粘劑固化,同時加快熱蒸汽從板坯表層傳遞到芯層的速度,有利于板坯內(nèi)部水分的蒸發(fā),從而使板材致密;在熱壓溫

20、度區(qū)間80120內(nèi),熱壓溫度越高,板內(nèi)的水蒸氣壓力也會越高,甚至板坯內(nèi)的水蒸氣壓力會反過來水分的遷移,也會產(chǎn)生鼓泡分層等缺陷;過高的溫度,也會使板坯內(nèi)的熱量難以短時間釋放,造成膠層老化熱分解,使板材體積膨脹,膠粘劑在板坯間的膠接能力降低等問題,當(dāng)環(huán)境變化時板坯內(nèi)主要的膠接點(diǎn)承受巨大壓力,會產(chǎn)生更多的膠接點(diǎn)破壞,所以反而影響膠合強(qiáng)度值的減少13。另外在考慮熱壓溫度的影響時還要考慮 桉木本身不耐高溫的因素,過高的溫度容易破壞木材本身的強(qiáng)度以及使得板坯的表層出現(xiàn)炭化或表層膠粘劑預(yù)固化現(xiàn)象,這些都會破壞板的物理力學(xué)性能,并且熱壓的溫度越高能耗也就越高,導(dǎo)致成本上升不符合經(jīng)濟(jì)效益。因此合適的熱壓溫度是8

21、0左右。 3.1.2熱壓壓力的選擇在熱壓時間為15min、熱壓溫度90、施膠量為350g.m-2的條件下,熱壓壓力對桉木膠合板膠合強(qiáng)度的影響如圖2:圖3-2 熱壓壓力對膠合強(qiáng)度的影響Fig.3-2 The effects of hot-pressing pressure on bonding strength 從圖2易知,當(dāng)壓力在1.01.4MPa變化時,隨著壓力的增加,膠合強(qiáng)度呈現(xiàn)近正比例的線性增強(qiáng),到達(dá)1.4MPa后當(dāng)壓力繼續(xù)增加時,膠合強(qiáng)度的增加趨于平緩甚至有稍微下降。這是因?yàn)閯傞_始隨著壓力的增大,板坯的壓縮程度增大,有助于膠粘劑在板間流展使板坯更緊密的接觸從而使膠更能發(fā)揮作用以提高板材

22、的整體強(qiáng)度。但是當(dāng)壓力升高到了一定程度,板坯無法再進(jìn)一步壓縮,板坯的密度達(dá)到峰值,而這時如果再進(jìn)一步提高壓力,就可能導(dǎo)致壓潰板坯,破壞板坯的膠接面或桉木的纖維,其次過高的壓力的熱壓過程中不易控制,尤其是在卸壓的過程中,較高的壓力會阻礙水汽的排放,另外前期的高壓會使熱量在表層傳遞速率過快而引起表芯層溫度差異,使得表層膠粘劑完全固化時而芯層膠粘劑未完全固化,從而導(dǎo)致板材的膠合強(qiáng)度不均勻,所以操作必須小心,必須要二次卸壓,否則容易鼓泡分層,最后影響板坯性能;而太低的壓力則不能給板坯足夠的壓緊力,致使單板間不能很好的緊密接觸膠接,造成板坯未能完全密實(shí)化從而使膠合強(qiáng)度低,考慮出材率和機(jī)器利用率等因素?zé)釅?/p>

23、壓力選取1.4MPa左右為宜。 3.1.3熱壓時間的選擇 在熱壓壓力1.0MPa、熱壓溫度90、施膠量350g.m-2的條件下,熱壓時間對膠合板膠合強(qiáng)度的影響如圖3:圖3-3 熱壓時間對膠合強(qiáng)度的影響Fig.3-3 The effects of hot-pressing time on bonding strength 從圖3可發(fā)現(xiàn),在時間為1.52.5min.mm-1的區(qū)間里,膠合強(qiáng)度隨著時間的延長而減少;但在2.53.25min.mm-1之后膠合強(qiáng)度隨時間增加反而呈直線提高;3.25min.mm-1膠合強(qiáng)度隨著熱壓時間的延長而又降低。從圖形上看在4872S的范圍內(nèi)都能得到一個比較合理的膠合

24、強(qiáng)度值,但是如果選用的熱壓時間太短,膠合板板坯內(nèi)部的溫度達(dá)不到膠層固化所需的溫度,樹脂固化率低,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到規(guī)定的要求;如果選用的熱壓時間太長,膠合板板坯內(nèi)的膠層過度固化,導(dǎo)致膠層變脆,甚至熱解,膠合板的膠合強(qiáng)度及其他物理力學(xué)性能下降,也會影響產(chǎn)品的質(zhì)量,同時熱壓機(jī)的生產(chǎn)率也降低了14,因此從效率、質(zhì)量、熱壓機(jī)的利用率多方面考慮,把時間控制在3.25min.mm-1的范圍內(nèi)都是比較合理的。3.1.4施膠量的選擇 在熱壓時間15min、熱壓壓力1.0MPa、熱壓溫度90的條件下,施膠量對膠合板膠合強(qiáng)度的影響如圖4:圖3-4 施膠量對膠合強(qiáng)度的影響Fig.3-4 The effects of c

25、oating quantity on bonding strength從圖4可知,當(dāng)施膠量在200300g.m-2的時候,施膠量對膠合強(qiáng)度的影響比較顯著;施膠量在300400g.m-2的量時,施膠量的增加膠合板膠合強(qiáng)度有小幅度的下降;施膠量在400g.m-2之后隨著施膠量增加,膠合強(qiáng)度呈平緩上升趨勢。膠合板靠的是膠粘劑在單板之間起粘接作用,從而獲得優(yōu)良的力學(xué)性質(zhì),在其它條件不變的前提下,施膠量決定了單板接觸面間膠接點(diǎn)的數(shù)目,施膠量的提高,可以增加膠接點(diǎn)的數(shù)目,使得體系能夠承受更大的內(nèi)應(yīng)力(界面張力)作用15。從理論上講施膠量越多膠合強(qiáng)度值越高,但從圖中可以看出在某程度上,施膠量的增加并沒有提高

26、膠合強(qiáng)度,反而使膠合強(qiáng)度下降,這里面就涉及到了其他因素的影響,如膠粘劑中的水分會使單板的含水率增加,而含水率對板坯強(qiáng)度的下降影響程度大于膠粘劑對板坯強(qiáng)度提高的影響程度,從而導(dǎo)致膠合強(qiáng)度略有下降,但二者之間在那個程度誰影響更大,這就需要進(jìn)一步研究了,本實(shí)驗(yàn)不做討論,再是膠粘劑的價格高,在膠合板的成本中占的比重較大,施膠量達(dá)到一定程度后影響幅度不大,而且容易出現(xiàn)透膠等現(xiàn)象,從成本方面考慮施膠量選300g.m-2。3.1.5單板含水率的選擇 在 熱壓溫度90,熱壓時間15min,壓力1MPa,后降至0.5MPa保持2min,施膠量為350g.m-2的情況下,單板含水率對膠合強(qiáng)度的影響如圖5:圖3-5

27、 單板含水率對膠合強(qiáng)度的影響 Fig.3-5 The effects of moisture content on bonding strength從圖中可以看出,單板的含水率對板坯的膠合強(qiáng)度還是有一定程度的影響。在含水率412%區(qū)間內(nèi),隨著含水率的提高,膠合強(qiáng)度有著明顯的提高;但含水率超過12%后隨著含水率的升高,板坯的膠合強(qiáng)度呈下降趨勢。單板終含水率太低,單板的表面就會鈍化,影響膠合,而且干燥的時間過長,能耗大,也會增加單板破損率大,增加生產(chǎn)成本;但是含水率過高,單板貯存時易霉變、開裂;熱壓時,膠液會向木材內(nèi)部滲透,造成板間膠層缺膠,并且板內(nèi)水分蒸發(fā)需要吸收大量熱量,導(dǎo)致芯層膠層溫度上升緩

28、慢,固化速度變慢,膠層固化不完全,膠合強(qiáng)度不好,板內(nèi)的水蒸氣壓力增大,易產(chǎn)生鼓泡,影響板的物理力學(xué)性能;膠合板干縮應(yīng)力大,容易變形、脫膠、開裂,尺寸不穩(wěn)定。 4 結(jié)論與建議4.1結(jié)論1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看,在單因素實(shí)驗(yàn)中,可以明顯看出,隨著溫度、壓力、時間、施膠量、單板含水率的改變,膠合強(qiáng)度都會呈現(xiàn)或升高或降低的變化。2)從整體來看,干狀膠合強(qiáng)度與耐水膠合強(qiáng)度的變化趨勢基本一致。3)一般性而言實(shí)驗(yàn)只會出現(xiàn)一個峰值,假如實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈上下波動趨勢,那就說明各個因素之間也會相互影響。4)若根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們可以推測出雙醛淀粉改性的聚醋酸乙烯乳液膠的較佳熱壓工藝條件為:熱壓溫度80,熱壓壓力1.2MPa,熱壓時間3.25min.mm-1,施膠量300g.m-2,單板含水率12%。4.2建議 因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)采

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