毛竹-杉木復(fù)合材料膠合界面理化性質(zhì)研究.pdf

1、人造板是木材工業(yè)的重要組成部分，我國人造板位居世界第一，膠合板是人造板的主體。由于我國特殊的資源情況，竹木復(fù)合材料是人工林資源與竹材資源相結(jié)合利用的產(chǎn)物。日前，竹木復(fù)合材料產(chǎn)品類型多、用途廣，然而對膠合界面特性缺乏深入的研究。因此，本文以毛竹(Phyllostachys pubescens Mazel ex H.deLebaie)、杉小(Cunninghamia lanceolata(Lamb)Hook）和酚醛樹脂為研究材料，研究了毛竹

2、和杉木單板的表面粗糙度、接觸角、鋪張滲透系數(shù)對毛竹、杉木以及毛竹和杉木復(fù)合材料膠粘劑滲透性能、膠層厚度、膠合性能、界面應(yīng)力應(yīng)變分布、界面破壞位移和時間的影響，并對膠合界面微觀形態(tài)及化學(xué)官能團(tuán)的變化進(jìn)行了探討，建立了宏觀膠合性能與微觀理化性質(zhì)之問的關(guān)系，具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1)通過接觸角測試儀研究了毛竹、杉小單板不同粗糙度表面的潤濕性。研究結(jié)果表明：材料表面，砂光處理對酚醛樹脂膠粘劑在毛竹和杉木單板表面初始接觸角、平衡

3、接觸角、鋪張滲透系數(shù)影響顯著，砂光處理可以改善毛竹和杉木表面潤濕性。
　　 2)通過二維輪廓粗糙度和激光共聚焦三維形貌測量儀對毛竹、杉木不同處理表面粗糙度進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：不同處理表面輪廓算術(shù)平均偏差(Ra)、微觀不平度十點高度(R2)、最大輪廓高度(Ry)各測試指標(biāo)組內(nèi)差異顯著，橫紋粗糙度大于順紋、毛竹青面大于黃面、杉木單板松面人于緊面；激光共聚焦三維形貌儀與二維輪廓粗糙度測量儀對Ra、Rz、Ry三個指標(biāo)測量結(jié)果具有互

4、換性，同時激光共聚焦三維形貌儀可以直觀的得出表面粗糙度的表面形貌，可以直接獲得理想的二維粗糙度輪廓線，利用三維粗糙度直觀的獲得粗糙表面的三維面積。
　　 3)利用環(huán)境掃描電鏡和電鏡能譜儀研究了毛竹、杉木以及毛竹／杉小復(fù)合膠合界面的微觀形態(tài)。研究結(jié)果表明：杉木單板緊面的管胞和木射線處于開放狀態(tài)，而杉木單板松面部分管胞處于封閉狀態(tài)，毛竹青面和黃面表面差_片小且表面空隙少；杉木膠合界面膠層厚度較_人，毛竹膠合界面膠層厚度較小，且毛竹表

5、面薄壁細(xì)胞空腔和杉木單板表面管胞以及水射線中有膠粘劑滲入，借助掃描電鏡能譜可以將其定位；毛竹／杉木膠合界面斷裂時，杉木單板表面管胞、毛竹表面薄壁細(xì)胞被撕裂、竹纖維均有被撕裂或拉斷的現(xiàn)象。
　　 4)通過熒光顯微鏡對毛竹、杉木以及毛竹／杉木復(fù)合膠合界面膠粘劑滲透性能和膠層厚度進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表叫：不同組坯方式、不同表面處理膠合界面膠粘劑滲透性能、膠層厚度差異明顯；橫切面和徑切面對比研究發(fā)現(xiàn)，膠層厚度在兩個切面上測量結(jié)果偏差較小

6、，具有互換性：兩切面間有效滲透差異顯著，徑切面測址結(jié)果大于橫切面。
　　 5)研究了不同組坯方式、不同粗糙度表面對毛竹、杉木以及毛竹／杉小復(fù)合材料膠合性能的影響。研究結(jié)果表明：不同組坯方式、不同表面處理對干濕態(tài)膠合強度影響顯著；毛竹青面膠合強度值最大，毛竹黃面膠合強度次之；杉木單板緊面膠合強度大于松面，毛竹／杉木復(fù)合材料膠合強度值介于兩類單體材料之間。
　　 6)利用數(shù)字散斑相關(guān)測試方法對毛竹、杉木以及毛竹／杉木膠合界面

7、在不同加載條件下應(yīng)變場以及界面破壞時的應(yīng)變分布、斷裂的橫向和縱向最人位移以及時間進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：隨著加載力的增加，相同部位的應(yīng)變逐漸增加，且初始段應(yīng)變快速增加，當(dāng)加載力達(dá)到一定值時，應(yīng)變增加趨勢變緩；膠合界面最大剪切應(yīng)變位于膠層的端部，不同組坯方式膠合界面破壞時應(yīng)變差異較大;不同組坯方式、不同粗糙度表面對膠層破壞位移和時間影響較大：縱向位移曲線比較粗糙，然而橫向位移比較平滑。
　　 7)通過紅外光譜分析法對杉木、毛竹膠