杨木强化材饰面性能研究

摘要

速生木材树脂浸渍改性是木材改变物理力学性质的一种方法，经过改性后的木材能够提高密度、力学指标、尺寸稳定性等，使速生木材得到更广阔的应用。但树脂进入木材与木材发生反应，必然会导致木材表面润湿性和表面能的变化，同时带来游离甲醛和VOCs的污染。
　　本文通过研究低分子量脲醛树脂和异氰酸酯浸渍强化材接触角和表面能，分析两种树脂浸渍对速生杨木表面性质的影响。通过对两种强化材饰面，研究增重率和表面胶合强度的关系，同时分析两种杨木强化材贴面后游离甲醛与VOCs的释放规律。采用水性木器漆、硝基漆和聚氨酯漆对30％增重率的杨木强化材涂饰，向三种漆中加入不同质量的纳米TiO2和纳米ZnO，检测漆膜质量和涂饰后试件VOCs释放量的变化。
　　主要结论如下:
　　(1)两种树脂浸渍杨木均提高了杨木的润湿性。脲醛树脂杨木强化材的表面自由能随着增重率的增加而增加，非极性分量与极性分量均增加趋势。随着增重率的增加，异氰酸酯杨木强化材表面自由能呈下降趋势，非极性分量与极性分量均减小。
　　(2)脲醛树脂强化材贴面后表面结合强度增重率增加先增加后下降，在增重率为20％时表面结合强度最高。异氰酸酯强化材贴面后的表面结合强度随着增重率增加持续下降，在增重率为70％时表面胶合强度最低。使用30％增重率下的异氰酸酯强化材作为基材研究不同施胶量对表面结合强度的影响，结果表明:施胶量100g/m2时胶合强度最高，达到了1.448MPa。
　　(3)贴面后两种强化材游离甲醛释放量均先增加后降低，脲醛树脂浸渍强化材游离甲醛释放量高于异氰酸酯浸渍强化材。饰面后的VOCs以芳香烃类、烷烃类和脂类为主，还含有少量的醛酮类、烯烃类和其他物质。
　　(4)纳米氧化物的添加增强了三种涂料的硬度、耐磨性、附着力。在水性木器漆、硝基漆和聚氨酯漆中各加入两种不同梯度的氧化物，试件的TVOC释放量均有下降。加入二氧化钛后水性漆在添加量为0.05％时释放量最低、硝基漆中以添加量为0.3％时的TVOC释放量为最低，聚氨酯漆在添加量为0.1％时释放量最低，加入氧化锌后三种漆均以0.05％添加量时释放量最低。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 木材改性研究

1．2．1 国外研究情况

1．2．2 国内研究情况

1．3．1 国外研究情况

1．3．2 国内研究情况

1．4 纳米氧化物改性涂料

1．5 本研究的目的意义

1．6 研究内容

2 杨木强化材的润湿性和表面自由能研究

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验仪器与设备

2．2 试验方法

2．2．1 杨木强化材制作

2．2．2 接触角测量

2．2．3 表面自由能计算

2．2．4 傅里叶红外光谱

2．3 结果与讨论

2．3．1 脲醛树脂杨木强化材的润湿性和表面自由能

2．3．2 异氰酸酯杨木强化材的润湿性和表面自由能

2．4 本章小结

3 杨木强化材薄木贴面与甲醛、VOCs释放研究

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验仪器与设备

3．2 试验方法

3．2．1 表面结合强度测试

3．2．2 甲醛的采样与释放

3．2．3 VOCs采样与释放

3．2．4 电镜扫描测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 表面结合强度测试

3．3．2 甲醛释放规律

3．3．3 VOCs成分和含量

3．3．4 扫描电镜结果分析

3．4 本章小结

4 涂料改性及涂饰性能分析

4．1 纳米氧化物对水性木器漆影响研究

4．2 试验材料与设备

4．2．1 实验材料

4．2．2 实验仪器及设备

4．3．1 试件制作

4．3．2 漆膜质量测试

4．3．3 FTIR分析

4．3．4 甲醛的采样与释放

4．3．5 VOCs释放与检测

4．4．1 漆膜质量

4．4．2 FTIR分析

4．4．3 甲醛释放分析

4．4．4 VOCs的分析

4．5 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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