广西三种人工林木材机械加工与透明涂饰性能研究

摘要

本论文以香椿、火力楠和秃杉人工林木材为研究对象，参考美国材料试验协会ASTM D1666-1987测试标准，研究6种机械加工性能(刨削、砂光、成型铣削、钻孔、榫眼、车削);以表面粗糙度、底漆涂布量、面漆涂布量和固化时间为影响因子，采用四因素四水平的正交试验设计，运用试验结果极差分析法、综合平衡法，研究分析了5种透明涂饰性能(漆膜附着力、耐磨性、抗冲击性、表面材色变化、光泽度变化);采用SEM对涂饰界面的微观结构进行观察分析，并剖析木材表面粗糙度对接触角的影响及接触角与涂饰物理性能的关系;力图为上述三种木材高附加值实木制品的开发利用提供理论依据和技术支撑。结果表明:
　　1、在满分为50分的综合评价体系中，香椿综合得分为43.4分，火力楠为41.8分，秃杉为42.9分，三种木材均具有优良的机械加工性能。
　　2、香椿、火力楠和秃杉在刨削、砂光、成型铣削和车削四方面性能为优，钻孔性能为良，榫眼性能香椿和秃杉表现为良，火力楠为中等。
　　3、香椿、火力楠均采用150目砂带砂光时，与水的接触角最小分别为53.65°和53.65°，秃杉采用240目砂带砂光时，与水的接触角最小为42.94°。
　　4、三种木材分别涂饰聚氨酯清漆和水性木器漆后，各项物理性能基本相同。在附着力方面，火力楠＞香椿＞秃杉。漆膜的附着力与清漆和木材表面结合程度有关，表面结合程度越高，漆膜附着力越好。其中，涂饰聚氨酯清漆后，香椿和秃杉为2级，受影响面积分别为6.73％和12.78％;火力楠为1级，受影响面积为4.95％。涂饰水性木器漆后，香椿和火力楠为2级，受影响面积分别为7.82％和6.94％;秃杉为3级，受影响面积为17.83％。在耐磨性方面没有明显区别。在抗冲击性方面，火力楠最优，秃杉最差。从最佳工艺得出结论:火力楠底漆、面漆涂布量最少，固化时间最短，且漆膜的物理性能最好;香椿次之;秃杉需要消耗更多的底漆、面漆且固化时间较长。因此，火力楠的涂饰性能较香椿和秃杉优。
　　5、表面分别涂饰两种不同的清漆后，香椿、火力楠和秃杉的明度(L*)均降低，黄蓝轴色品指数(b*)均增大，均促进木材偏黄的特点。其中，聚氨酯清漆增强了三种木材偏红的特点，水性木器漆降低了香椿、秃杉木材偏红的特点。
　　6、表面分别涂饰两种不同的清漆后，均能明显改善香椿、火力楠和秃杉的光泽度，尤其是涂饰聚氨酯清漆后，平行纹理方向的光泽度达到了亮光水平;涂饰水性木器漆后，平行纹理方向的光泽度达到亚光水平。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 香椿、火力楠和秃杉简介

1．2．1 香椿

1．2．2 火力楠

1．2．3 秃杉

1．3 木材机械加工性能研究现状

1．3．1 国内研究现状

1．3．2 国外研究现状

1．4 透明涂饰性能研究现状

1．4．1 国内研究现状

1．4．2 国外研究现状

1．5 本研究的目的、意义及内容

1．5．1 目的、意义

1．5．2 研究主要内容

1．5．3 拟解决关键问题

第二章 木材机械加工性能测试试验方法、试材及设备

2．1 试材

2．1．1 实验试材

2．1．2 试样尺寸

2．2 试验方法

2．3 评价方法

2．4 试验设备

2．4．1 刨削试验设备

2．4．2 砂光试验设备

2．4．3 成型铣削试验设备

2．4．4 钻孔试验设备

2．4．5 榫眼试验设备

2．4．6 车削试验设备

第三章 三种人工林木材机械加工性能测试

3．1 刨削性能测试

3．1．1 试验参数

3．1．2 刨削性能分析

3．1．3 小结

3．2 砂光性能测试

3．2．1 试验参数

3．2．2 性能分析

3．2．3 表面粗糙度测量

3．2．4 小结

3．3 成型铣削性能测试

3．3．1 试验参数

3．3．2 性毹分析

3．3．3 小结

3．4 钻孔性能测试

3．4．1 试验参数

3．4．2 性能分析

3．4．3 小结

3．5 榫眼加工性能测试

3．5．1 试验参数

3．5．2 性能分析

3．5．3 小结

3．6 车削加工性能测试

3．6．1 试验参数

3．6．2 性能分析

3．6．3 小结

3．7 机械加工性能综合分析与评价

第四章 木材透明涂饰性能试验方法与试材

4．1 试验仪器与试材

4．1．1 试验仪器设备

4．1．2 试验材料

4．2 试验方法

4．2．1 因素及水平确定

4．2．2 表面粗糙度测定

4．2．3 表面接触角测定

4．2．4 漆膜附着力测定

4．2．5 漆膜耐磨性测定

4．2．6 漆膜抗冲击性测定

4．2．7 涂饰前后表面材色变化测定

4．2．8 涂饰前后表面光泽度测定

4．2．9 SEM观察

第五章 三种人工林木材表面漆膜的理化性能测试与分析

5．1 表面粗糙度与表面接触角的测定

5．1．1 表面粗糙度测定

5．1．2 表面接触角测定

5．2 三种木材表面涂饰聚氨酯清漆性能分析

5．2．1 物理性能影响分析

5．2．2 三种木材涂饰聚氨酯清漆前后材色及光泽度变化分析

5．3 三种木材表面涂饰水性木器漆性能分析

5．3．1 物理性能影响分析

5．3．2 涂饰前后表面材色和光泽度变化分析

5．4 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

在校期间完成学术论文