竹片处理工艺对其润湿性能及胶合性能的影响

摘要

通过测定水、脲醛树脂胶黏剂及酚醛树脂胶黏剂在毛竹材弦切面上的接触角，研究不同竹秆部位毛竹材弦切面的动态润湿性能的变异规律，对比分析不同胶黏剂在不同竹秆部位毛竹材刨削面的润湿性能的差异；根据毛竹材近竹青侧刨削面和近竹黄侧刨削面的润湿性能的差异，采用相同的热压胶合工艺胶合不同组坯方式的竹条，对比不同竹条组坯结构的竹条胶合强度的差异，以优化竹材胶合产品的组坯结构；研究了水浴处理、双氧水溶液浸渍或硼酸溶液浸渍处理竹材，对胶黏剂在毛竹材弦切面上的润湿性能及胶合性能的影响，并运用傅里叶红外光谱对比分析毛竹材处理前后化学成分的变化；最后，为避免化学处理方法对竹材产品和生产环境造成污染，探索了在竹片胶合面上压制网纹改善毛竹材弦切面的润湿性能和胶合性能的机械处理方法。研究结果表明：　　(1)酚醛树脂胶黏剂和脲醛树脂胶黏剂在毛竹材刨削面上均可润湿，自外向内随刨削深度的增大，平衡接触角逐渐降低，润湿速度逐渐增大；但在接近竹黄的弦切面上，平衡接触角反而有所增大，润湿速度略有下降。而随着竹秆高度的增加，酚醛树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂在相同刨削深度的毛竹材弦切面的平衡接触角逐渐减小，润湿速度逐渐增加，即自下而上，相同刨削深度的毛竹材弦切面上的润湿性能逐渐增强；　　(2)检测竹黄侧刨削面-竹黄侧刨削面、竹黄侧刨削面-竹青侧刨削面和竹青侧刨削面-竹青侧刨削面三种组坯结构的胶合强度，结果表明：竹黄侧刨削面-竹黄侧刨削面的胶合强度最好，竹黄侧刨削面-竹青侧刨削面的胶合强度次之，竹青侧刨削面-竹青侧刨削面的胶合强度最弱；　　(3)根据化学处理溶液种类不同，溶液浓度、处理温度、处理时间等工艺参数对毛竹材弦切面上的润湿性能的影响阐述如下：　　在水浴处理后的毛竹材弦切面上，水的润湿性能有显著的提高，且水浴温度和水浴时间的交互作用也对润湿性能有显著的作用；脲醛树脂胶黏剂在经水浴处理后毛竹材弦切面的润湿性能也有较明显的提高；水浴处理对酚醛树脂胶黏剂在毛竹材弦切面的润湿性能影响不大。水浴处理的最佳工艺为：处理温度60℃、处理时间6 h。在此工艺下处理的毛竹竹片，采用脲醛树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂胶合的试件，胶合强度均有提高，与酚醛树脂胶黏剂胶合的试件相比，脲醛树脂胶黏剂胶合的试件，胶合强度有较显著的提高。　　毛竹材经双氧水溶液处理后，水在毛竹材弦切面上的润湿性能得到显著改善；脲醛树脂胶黏剂的润湿性能随双氧水溶液处理温度的提高、处理时间的延长而得到提高，但双氧水溶液的浓度不宜过高，且处理后的毛竹材试件应充分水洗和清水浸泡，以减少双氧水溶液的酸性残留；双氧水溶液处理对酚醛树脂胶黏剂在毛竹材弦切面上的润湿有一定阻碍作用，使其润湿性能有所下降。双氧水溶液处理的最佳工艺为：双氧水溶液浓度2％、处理温度70℃、处理时间6 h。在此工艺条件下处理的毛竹竹片，采用脲醛树脂胶黏剂胶合的试件，胶合强度有所提高；而采用酚醛树脂胶黏剂胶合的试件，胶合强度略有下降；　　毛竹材经硼酸溶液处理后，水在毛竹材弦切面上的润湿性能，随硼酸溶液的浓度提高润湿性能略有下降，而随温度提高、时间延长，润湿性能则有较大的改善；脲醛树脂胶黏剂的润湿性能随硼酸溶液浓度的提高、处理时间的延长而改善，且润湿性在处理温度为60℃达到最好；酚醛树脂胶黏剂的润湿性能随着硼酸溶液的浓度的提高而得到改善，但随着处理温度的提高、处理时间的延长，润湿性能反而降低。硼酸溶液处理的最佳工艺为：硼酸溶液浓度15%、处理温度60℃、处理时间6 h。在此工艺下处理的毛竹竹片，采用脲醛树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂胶合的试件，胶合强度均有所下降；　　(4)在毛竹材竹青侧弦切面压制网纹后，酚醛树脂胶黏剂和脲醛树脂胶黏剂在其刨削面上的润湿性都得到了改善，且在网纹目数为20目、单位压力为6 MPa时，其润湿性的改善效果最为显著。同时，在胶合面上压制网纹对毛竹竹片的胶合强度也有明显的提高。

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第一章 引言

1.1 我国竹材资源的现状和特点

1.2 竹材的特点和利用现状

1.3 固体表面润湿的相关理论

1.4 国内外研究现状

1.5 研究的目的、意义和内容

第二章 毛竹材弦切面的润湿性能

2.1 试验材料和试验仪器设备

2.2 试验方法

2.3 结果及分析

2.4 本章小结

第三章 竹材组坯结构对毛竹材胶合强度的影响

3.1 试验材料和试验仪器设备

3.2 试验方法

3.3 试验结果及分析

3.4 本章小结

第四章 化学处理对毛竹材表面润湿性能和胶合性能的影响

4.1 试验材料和试验仪器设备

4.2 试验方法

4.3 试验结果及分析

4.4 化学处理后毛竹材化学成分分析

4.5 本章小结

第五章 压网纹处理对毛竹材表面润湿性能和胶合性能的影响

5.1 试验材料和试验仪器设备

5.2 试验方法

5.3 试验结果及分析

5.4 本章小结

第六章 结论及建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢