竹木复合重组材的工艺及性能研究.doc

竹木复合重组材的工艺及性能研究本文以竹束、木束为原料，针对竹青竹黄面难胶合的表面特性，运用空气等离子体处理、偶联剂处理以及空气等离子加偶联剂（联合处理）三种方法对其表面进行改性，研究了竹青竹黄改性后的表面润湿性、化学特性和胶合性能，并在最佳胶合性能的基础上，依据混杂复合材料理论，对竹木复合重组材的制造工艺及性能影响因素等开展深入探讨和研究，主要结论如下：1、研究了经表面改性后竹青竹黄的表面润湿性。结果表明：竹青竹黄表面经空气等离子处理后，表面润湿性能改善显著；联合处理改善其表面润湿性的效果比单纯用偶联剂处理效果好。2、运用SEM、红外光谱等分析测试方法对改性后竹青竹黄的表面化学特性和结构进行了研究。研究结果表明：竹青表面经空气等离子处理后，表面发生蚀刻；经偶联剂处理后，表面覆盖一层膜，但不均匀；联合处理后，偶联剂的覆盖面均匀化。竹黄面经空气等离子处理后，粗糙度增加；经偶联剂处理后，表面吸附了很多小颗粒，但覆盖面不够均匀；联合处理后，小颗粒分布更为均匀。红外光谱分析表明经空气等离子处理后竹青表面出现新的特征峰，竹黄表面出现不同类型的羟基吸收峰，经偶联剂处理后，竹青竹黄表面都吸附了偶联剂的水解产物，经联合处理后，竹青表面引入了更多的偶联剂水解产物，竹黄表面的羟基特征峰强度大大提高。3、研究了竹木重组材用原材料的物理特性和浸胶量影响因素。结果表明：各原材料密度大小顺序为：竹青束>竹黄束>不带竹青竹黄束>杨木束；木束的浸胶量大于竹束，竹束(即不带竹青竹黄、带竹青、带竹黄3种状态)、木束最佳的浸胶时间及酚醛树脂胶固含量分别为25min和30%。4、对竹木复合重组材的制备工艺及性能影响因素进行了探讨和研究。结果表明：经联合处理后的竹青束压制成的重组材性能最优，静曲强度为114MPa，弹性模量为20065MPa，内结合强度为1.31MPa，与未处理的重组材相比，分别增加了36.5%、26.3%和57.8%。随着重组材中木束比例降低，制造重组材所需单位压力升高，单位压力、木/竹混杂比以及原材料形态对竹木复合重组材的性能有显著影响。