竹龄、粒径配比和含水率对毛竹无胶板材物理力学性能的影响

摘要

采用1,3,5年生毛竹,经过机械粉碎1,3,5次后,处理成含水率为10%,60%和饱水的原料,通过竹材无胶成型技术,即将竹材机械粉碎后,不添加任何胶黏剂及助剂,直接铺装热压,通过其自身化学成分及微观结构形成结合,制备竹粉无胶板材。以竹龄、粒径配比和含水率为正交试验的影响因素,采用L_(9)(3^(4))的正交试验研究3种因素对竹粉无胶板材的吸水率、吸水厚度膨胀率、静曲强度、弹性模量和内结合强度的影响,确定最佳的原料组合。结果表明:随着粉碎次数增加,原料中60目(0.250 mm)以下的颗粒占比减少,200目(0.075 mm)以上小粒径颗粒增加;竹龄为3 a、粒径在60目以上、含水率为60%的原料制备的竹粉无胶板综合物理力学性能最佳,相对于综合物理力学性能最差的无胶板材,吸水率、吸水厚度膨胀率、静曲强度和内结合强度分别提升了46%,74.3%,56.8%和340%,但弹性模量下降了60.6%。通过对两组板材微观形貌及化学成分的对比分析可得,原料粒径在60目以上且含水率为60%时有利于竹粉的自结合成型。