插层法杨木/蒙脱土纳米复合材料的研究

摘要

随着国家天然林保护工程的实施，人工速生林的高效利用已逐渐成为国内研究和关注焦点。面对我国森林资源结构的现状及人们对木材产品的需求大量增加的实际情况，开展人工速生林木材高效增值新产品的研究，已迫在眉睫。本研究以在我国广泛种植的速生林树种杨木为实验试材，利用插层复合法，将纳米有机蒙脱土通过中间酚醛树脂引入杨木中，制备出性能优异的杨木/蒙脱土纳米复合材料。 首先，本论文对酚醛树脂/有机蒙脱土混合溶液固化特性进行探讨，结果表明随着蒙脱土浓度增加，固化时间随之增长;PF浓度对混合溶液固化的影响是随PF浓度增大固化时间减小：随着固化温度的升高，固化时间明显缩短。三个因素中固化温度对复合溶液的固化影响是最显著的。 其次，研究了PF浓度、蒙脱土分散浓度、浸渍温度、浸渍时间、真空度5个工艺条件对杨木/蒙脱土纳米复合材料的吸水率、耐磨耗性和尺寸稳定性的影响。结果表明PF浓度、蒙脱土分散浓度、浸渍温度、浸渍时间和真空度对杨木/蒙脱土纳米复合材料的吸水性有不同程度的影响，部分没有呈现出明显的规律性，但都在某一个值时表现出有最低的吸水性；磨耗量随着蒙脱土分散浓度的不断增大表现出先减小后增大的趋势；PF浓度前期对耐磨耗性影响不是很明显，当增大到一定浓度时，磨耗量会有一定的下降，浓度继续上升时磨耗量又不断上升，同样PF浓度也不宜过高：浸渍温度对磨耗量的影响则是则是先增大很减小最后趋于平衡；浸渍时间对磨耗量的影响和蒙脱土一样也是先减小后增大；真空度对磨耗量影响趋势是先增大后减小。 根据实验得出PF浓度为30％、蒙脱土分散浓度为4％、浸渍温度为60℃、浸渍时间为60min、真空度为-0.06 Mpa为最佳工艺条件。 本研究开创我国杨木利用的新途径，对于节约木材资源、拓宽杨木的应用领域，实现杨木的高效利用，具有一定的理论意义和实用价值。

目录

文摘

英文文摘

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致谢

1.绪论

1.1引言

1.2速生杨木的概述

1.3蒙脱土的结构及性质

1.3.1蒙脱土的结构

1.3.2蒙脱土的基本性质

1.4蒙脱土纳米复合材料

1.5研究的目的及意义

1.6试验研究的主要内容

1.7研究的创新点

2.酚醛树脂/有机蒙脱土混合溶液固化特性研究

2.1前言

2.2试验材料及设备

2.2.1试验材料

2.2.2试验设备

2.3试验步骤

2.4试验结果及分析

2.4.1蒙脱土分散浓度对混合溶液固化时间影响的研究

2.4.2酚醛树脂浓度对混合溶液固化时间影响的研究

2.4.3固化温度对混合溶液固化时间影响的研究

2.4.4固化剂对混合溶液固化时间影响的研究

2.4.5 PF/OMMt混合溶液固化过程的差示扫描量热分析

2.4.6 PF/OMMt混合溶液固化过程的热重分析

2.4.7 PF/OMMt混合溶液固化形态分析

2.5试验结论

3.工艺条件对杨木/蒙脱土纳米复合材料性能影响的研究

3.1前言

3.2试验材料及设备

3.2.1试验材料

3.2.2试验设备

3.3试验设计

3.3.1试验基本条件

3.3.2试验流程

3.4工艺条件对杨木/蒙脱土纳米复合材料吸水性影响的研究

3.4.1试验方案

3.4.2试验结果分析

3.4.3试验结论

3.5工艺条件对杨木/蒙脱土纳米复合材料耐磨耗性影响的研究

3.5.1木材磨耗的机理

3.5.2试验方案

3.5.2试验结果分析

3.5.2试验结论

3.6工艺条件对杨木/蒙脱土纳米复合材料尺寸稳定性影响的研究

3.5.2试验方案

3.5.2试验结果分析

3.5.3试验结论

4.最优工艺条件的研究

4.1试验材料及设备

4.2试验设计

4.2.1各工艺条件取值范围的确定

4.2.2试验正交表的选取

4.2.3衡量指标的设定和测试方法

4.3实验结果分析

4.3.1单指标直观结果分析分析

4.3.2综合评价分析

4.4最优工艺条件下的重复性实验

4.4.1测试指标及测试方法

4.4.2吸湿率的结果

4.4.3氧指数的结果

4.4.4吸水率结果

4.4.5顺纹抗压强度结果

4.4.6抗弯强度结果

4.5最优工艺条件下杨木/蒙脱土纳米复合材料微观结构分析

4.6实验结论

5.总结论

6.参考文献