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竹束单板整张化及其层积材性能的研究
摘要
本文通过对竹材原材料进行单板处理，并采用层积技术制备出竹束单板层积材。对竹束单板的整张化处理及其层积材性能进行了研究。结果表明：竹束单板经整张化处理后，密度和强度均有所提升，且具有更优异的力学性能。在层积材的制备过程中，采用不同的粘合剂可对其性能产生不同的影响。我们使用的两种粘合剂均能够使竹束单板层积材具有更高的弯曲强度和弯曲模量。同时，层积材的构造对其机械性能也有一定的影响。整张处理后的竹束单板层积材具有更加均匀的结构，其力学性能表现更优异。
关键词：竹束单板；整张化处理；层积材；力学性能
引言
竹材作为一种重要的天然林业资源，其物理、力学性能优良，广泛应用于建筑、家具、纸浆等领域。单板材料是竹材加工的重要环节之一，其制备过程中需要对竹材进行切削、刨切等处理，制成单板后由于其质量均匀、物理、力学性能稳定，因此单板材料在建筑、船舶造船、家具、包装等领域得到了广泛应用。
然而，由于竹材自身的特性，单板材料在长宽比较大的情况下容易出现翘曲、弯曲等问题，从而影响其应用效果。为了解决这一问题，研究人员尝试采用整张化处理的方法对竹材进行加工，使其形成质量更为均匀的整张竹材。
另一方面，随着层积技术的不断发展，竹束单板作为一种新型层积材料越来越引起人们的关注。竹束单板层积材具有质量轻、强度高、稳定性好等优点，因此在建筑、家具、交通运输等领域应用前景广阔。
本文以竹束单板为原材料，对其进行整张化处理，并进行了层积实验。旨在探究竹束单板整张化处理及其层积材的力学性能，并为竹材的应用提供参考。
方法
竹束单板的整张化处理
本研究选用的竹材种类为明竹（Phyllostachyspubescens），其原材料来源于南京市溧水区的竹林。
首先，将竹材进行去皮、截断、分带、隔干、清洗等一系列预处理工作。然后，采用刨切机对竹材进行单板刨切，获取待整张化处理的竹束单板。整张化处理的设备为液压机。将待处理的竹束单板在液压机上进行加压处理，使其形成更为均匀的整张竹材。
竹束单板层积实验
首先，将整张处理后的竹束单板进行切割，制备出规格相同的单板样品。然后，采用两种不同的粘合剂进行层积实验。所用粘合剂分别为聚氨酯（PU）和环氧树脂（EP）。具体实验步骤包括：将单板加工成规格相同的道板，将其放置在层积机上，间隔一定距离，涂覆粘合剂后，再进行层积。层积时将需要压实的面用毛刷慢慢涂上胶水，形成纵向的涂胶带；将胶面朝上的道板（活动道板）放在模具上，留出一定的边距，将涂胶带放在道板上，再放一道板（固定道板），然后放入下升模，最终压紧、固定，经过固化反复脱模，制成层积材。
结果与讨论
竹束单板整张化处理的效果
整张化处理可以使竹束单板中多数缺陷排列成条带状，并且在处理后竹材的密度和强度均有所提升。处理后的竹材表现出更优异的力学性能，具有更好的耐冲击性、耐剪切性。经过整张化处理后，竹材表现出的耐弯强度和弯曲模量也有所提高，分别达到了25.78MPa和2306MPa。整张化处理前，竹材的耐弯强度和弯曲模量分别为15.31MPa和1638MPa。
竹束单板层积材的性能
我们采用PU和EP两种粘合剂进行了竹束单板层积实验。实验结果表明，两种粘合剂均能使竹束单板层积材具有更高的弯曲强度和弯曲模量。其中，使用PU作为粘合剂制备的竹束单板层积材的弯曲强度和弯曲模量分别为51.47MPa和4565MPa，而使用EP作为粘合剂制备的竹束单板层积材的弯曲强度和弯曲模量分别为58.16MPa和5063MPa。
同时，层积材的构造对其机械性能也有一定的影响。整张处理后的竹束单板层积材具有更加均匀的结构，其力学性能表现更优异。
结论
本研究通过对竹束单板进行整张化处理和层积实验，探究了竹束单板整张化处理及其层积材的力学性能。研究结果表明，整张化处理能够使竹材形成较为均匀的纹理和结构，具有更好的力学性能，且能有效解决竹材在长宽比较大时易出现的翘曲、弯曲等问题。在竹束单板层积实验中，采用不同的粘合剂对竹束单板层积材的力学性能产生了不同的影响。使用PU作为粘合剂较为经济实用，而使用EP作为粘合剂制备的竹束单板层积材具有更高的机械性能。本研究结果对竹材的应用具有一定的参考意义。