慈竹—柳杉竹木复合材的制备工艺及性能研究

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本文以四川省丰富的慈竹和柳杉为研究材料,通过加工使低值的慈竹和柳杉材成为性能好的高附加值复合板材。通过正交试验对制备慈竹-柳杉复合板的影响因素进行研究,以期确定最佳制备工艺;参照国家标准GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》,测定了竹木复合板主要物理力学性能,并在此基础上分析了不同热压压力、热压时间和热压温度在热压过程中对慈竹-柳杉竹木复合材物理力学性能的影响,同时对制备的竹木复合板材进行紫外光老化试验,测定其耐老化性能。研究主要结果如下:(1)不同的热压温度、热压时间和热压压力是影响竹木复合板材物理力学性能的三个主要因素,通过采用三因素三水平正交试验法进行试验,结果表明:当热压温度为130℃、热压时间为12min、热压压力为1.0MPa时,为最佳热压工艺。其各项物理力学性能优良:24h吸水厚度膨胀率为1.34%,浸渍剥离率为4.72%,静曲强度为135.2 MPa,抗弯弹性模量为15700MPa,内结合强度为0.72MPa。(2)在不同的温度、时间和压力条件下,竹木复合板的各项性能变化范围为:,静曲强度为93.3-135.2MPa,弹性模量为10.36-15.70GPa,内结合强度为0.55-0.72MPa。(3)用JH-P紫外光耐气候试验箱对竹木复合板进行耐老化性能试验,结果表明:板材的静曲强度平均初值为132.6 MPa,4个老化周期结束后的静曲强度值为89.1MPa,保留率为的86%。抗弯弹性模量的平均初值15.20 GPa,4个老化周期结束后的抗弯弹性模量为10.20 GPa,保留率为的77%。老化过程对抗弯弹性模量的影响程度要大于对静曲强度的影响。且慈竹-柳杉复合板经过四个周期的老化处理后的力学性能保留率均在70%以上,比较高,吸水厚度膨胀率为8.3%,说明板材的耐老化性能好。(4)制备的慈竹-柳杉复合材其静曲强度、弹性模量、内结合强度均达到了GB/T 20241-2006《单板层积材》中160E优等品、LY/T 1055-2002《汽车车厢底板用竹材胶合板》标准、LY/T 1573-2000《竹地板》、GB/T 21128-2007《结构用竹木复合板》中A级板的相关规定。慈竹-柳杉复合板既可作为汽车车厢底板以及大部分结构用材,也可作为制作家具及地板用材。
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