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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李振瑞 李芸琪 林兰英 刘杏娥
【目的】借鉴复合材料中纤维拔出方法探究木材/酚醛树脂（PF）胶合试件真实的界面剪切强度，分析拔出木条的断裂形貌和细胞壁层的破坏模式，为揭示木材胶合界面的断裂机理提供理论支撑。【方法】根据前期试验条件探索，分别制备得到两种类型木材胶合试件：早材木条/PF树脂和早–晚材木条/PF树脂。利用万能力学试验机和超景深三维显微镜测得的数据计算出平均界面剪切强度，采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）表征手段分析界面相内聚合物分子间作用形式、拔出木条的宏观断裂形貌、微观尺度细胞壁层破坏模式以及裂纹的萌生与扩散。【结果】载荷–位移曲线表明：拔出过程中木条/PF树脂界面相均发生脆性断裂，早材木条/PF树脂的界面剪切强度为（1.23±0.12）MPa，而早–晚材/木条/PF树脂的界面剪切强度为（3.66±0.11） MPa，约为早材木条的3倍。FTIR分析得出：木材与PF树脂聚合物分子间被证实发生化学交联反应，增强界面相黏结性能。SEM结果显示：拔出后埋入顶端早材木条试样的断裂类型为剪切破坏，而埋入底端早材木条的断裂类型为拉伸–剪切破坏共存；拔出后早–晚材木条试样的断裂类型以碎片化拉伸破坏为主。AFM图像表明：拔出后早材木条试样以跨壁层破坏为主，起始裂纹发生在厚度变化较大的相邻管胞壁的S_2层，随后沿着S_1/S_2界面扩展；拔出后早–晚材木条试样晚材细胞S_2层起始裂纹同时沿着CML/S_1和S_1/S_2界面扩展；此外，交叉场区域容易发生应力集中，外部拉力载荷使得射线细胞发生剥离或整体脱落。【结论】PF树脂在早材和晚材中渗透差异导致两种类型胶合界面的剪切强度差异，早材木条和早–晚材木条自身结构和性能的差异性是造成拔出后界面断裂形貌差异的主要原因。
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
秦理哲
木材胶合界面在多相体系中起着载荷传递和应力分散等作用,其结构与力学性能对实木胶合产品的整体强度、韧性以及耐久性存在重要影响,已成为研究的热点科学问题之一。实木胶合产品的复合技术与性能开发大多停留在宏观层面,由于组成实木胶合产品主体的木质单元在性能和结构上变异性较大,因此很难从宏观层面调控产品性能。以界面力学为研究核心,建立胶合工艺参数、界面微纳结构、界面力学性能三者之间的关系,揭示界面微纳结构对界面力学性能的影响机制,将为实现实木胶合产品力学性能的可控设计提供重要的理论依据。本研究以柳杉木材为主要原料,聚
[期刊] 林业科学
[作者]
邵卓平 王福利 吴贻军
采用细观力学方法,研究竹材在横弯断裂过程中竹纤维束断裂与抽拔这2种损伤模式的能量吸收机制,并实际计算基本组织开裂、界面分层、竹纤维束断裂、竹纤维束抽拔4种损伤模式对竹材横弯断裂的增韧贡献。结果表明:1)不同组织结构在损伤演化过程中会因不同的能耗而具有不同的增韧贡献,在这4种导致竹材优良强韧性能的主要结构因素中,单位面积上纤维束拔出功对断裂功的贡献最大,其次是纤维束断裂;2)通过对试件的断裂总耗能试验值与按照4种损伤模型计算的耗能理论值进行比较,二者结果很接近,表明本文对竹材不同组织结构在横弯失效中的力学功能所建立的物理模型基本正确。
[期刊] 林业科学
[作者]
张轶媛 陈媛 李改云 吴义强
【目的】以杨木纤维为材料，通过氧化改性增强纤维表面反应活性位点，建立纤维表面羟基、醛基多位点网络结构，制备高强度、低吸水厚度膨胀率无胶纤维板，实现全生物质低碳、可循环生产利用。【方法】采用高碘酸钠氧化改性木纤维表面基团，建立高反应活性醛基网络位点，通过醛基含量测定、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、热重分析仪（TG）、差示扫描量热仪（DSC）分析反应前后及不同醛基含量木纤维的微观结构和化学成分变化规律；利用化学键交联在低温热压条件下制备自胶合纤维板，探究醛基化木纤维制备无胶纤维板的力学性能和吸水厚度膨胀率。【结果】通过反应时间、温度、氧化剂浓度等条件控制，可实现木纤维醛基化定量改性；与原纤维对比，醛基化纤维表面粗糙度增大、纤维尺寸变短、纤维素聚合度下降，纤维素-半纤维素-木质素包覆结构疏松，木纤维表面产生大量孔隙；纤维素结晶区随反应强度增加逐渐被破坏，醛基化木纤维的热稳定性随醛基含量升高逐渐降低，有利于无胶纤维板的低温热压成型。醛基化木纤维在热压过程中通过化学键交联可实现自胶合，热压温度和醛基化木纤维醛基含量对无胶纤维板的性能具有显著影响，通过优化原料和工艺条件制备的无胶纤维板具有优异的力学性能和耐水性。【结论】通过控制反应条件可得到不同醛基含量的醛基化木纤维，实现对木纤维表面醛基的可控改性；自胶合过程中温度过低（50℃）易导致醛基化木纤维耐水性差，温度过高（125℃）易造成醛基化木纤维降解，引起鼓泡、膨胀、碳化，降低纤维板力学性能。当高碘酸钠浓度0.07 mol·L-1、反应温度30℃和反应时间6 h时，木纤维醛基含量为1.86 mmol·g-1；在热压温度100℃、压力20 MPa和热压5 min时，制备的自胶合醛基化木纤维板力学性能和耐水性达到最佳：抗弯强度78.36 MPa，弹性模量10.88 GPa，内结合强度3.04 MPa,24 h吸水厚度膨胀率仅8.01%。
关键词：
醛基化木纤维 无胶胶合 力学性能
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杨刚 周坤 刘秀娟 徐信武
【目的】研究木材纤维/橡胶粉复合板(以下简称"木/橡复合板")的贴面性能,为强化地板的生产提供理论参考。【方法】以脲醛树脂为胶黏剂(施胶量为绝干纤维和橡胶总质量的10%),采用15～30目(0.55～1.18mm)粒径的橡胶粉与木材纤维复合压制强化地板基材(橡胶掺入量为绝干纤维和橡胶质量和的10%;板目标密度0.80g/cm3),再在2MPa热压压力、180℃热压温度和30s热压时间的工艺条件下用浸渍纸贴面,根据国家标准GB/T 17657-1999测试复合板的表面胶合强度;基于轮廓算术平均偏差Ra定义"面粗糙度Ra′"新指标,定量分析木/橡复合板贴面前后的表面粗糙度,并借助MATLAB软件模...
关键词：
强化地板 废旧橡胶 粗糙度 贴面性能
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
傅深渊 吕健全 于红卫 槐敏
通过对丙烯酸酯 醋酸乙烯酯共聚乳液胶合成工艺研究 ,分析讨论了各因素对乳液胶质量的影响 ,选择了最佳工艺条件 (聚合温度为 85℃ ,聚合时间 4h ,引发剂 0 4%～0 6 % )及木材冷胶合调制配方。结果表明 :该乳液胶使用方便 ,成膜性好 ,胶合适用范围广 ,对木材冷压胶合后的板材强度可达Ⅰ类胶合板要求 (>0 96 5MPa)。表 7参 8
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
王向往 胡芃 刘阳
碳纤维增强板(CFRP)胶接结构是高精度固面反射器的重要组成部分,而热载荷是反射器在轨飞行的主要载荷,胶接部位的界面热阻对高精度固面反射器在轨运行状态的温度分布有重要影响.根据界面热阻测量原理,设计了一套可测量真空环境中不同温度下CFRP单片结构的热导率和胶接结构的界面热阻的实验装置.并且通过304不锈钢热导率的实验测量值与标准值的对比,验证了实验装置的准确性.通过对环氧树脂胶添加高热导材料,提高了它的热导率.实验中采用了3种添加剂:氮化硅(β-Si3N4)、氧化铝(Al2O3)、石墨烯.实验结果表明,随着添加剂体积分数的增加,热导率也随之增大,进而可以强化胶接部位的传热,减小界面热阻.在其他条件一致的情况下,胶接件的界面热阻随温度的升高而减小.
关键词：
热导率 界面热阻 传热
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘晓梅 吴义强 姚春花 张新荔 胡云楚
无机胶黏剂用于木质人造板生产时具有环保、防火等优良性能。以2.4、2.6、2.8、3.0模Na2SiO3溶液为主要原料,氧化镁、氧化铝为骨架物质,二氧化硅为固化剂,混合调制成一系列无机胶黏剂,并施加于杨木单板上,采用冷压成型工艺制备5层杨木胶合板,进而对该胶合板进行力学性能、耐水性及阻燃性能测试。结果表明:Na2SiO3基木材胶黏剂胶合样的胶合强度介于0.358至0.46 MPa之间,耐水性有待提高;热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)和质量损失速率(MLR)均低于对照样,具有较好的阻燃效果。
关键词：
木材 Na2SiO3 胶合性能 阻燃性能
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
贺宏奎 李浩东 傅鹏
【目的】分析影响竹材磨削表面粗糙度的因素以及表面粗糙度与胶合强度的关系,为竹材胶合加工工艺的选择提供参考依据。【方法】采用探针法等,测定不同粒度(60,80,100,150和180目)砂带磨削加工后竹材的表面粗糙度、表面自由基数量和表面接触角,对磨削加工试件进行胶合强度试验,分析表面粗糙度、表面自由基和表面接触角等对胶合强度的影响。【结果】磨削砂带粒度过小和过大时,胶合强度均较低。本试验条件下,砂带粒度为100目时,磨削竹材的胶合强度最高(7.19MPa),表面润湿性也最好。此时,表面粗糙度评价指标轮廓算术平均偏差(Ra)、微观十点不平度(Rz)和轮廓微观不平度平均间距(Sm)分别为7.2,5...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王解军 陈晓 夏滴洋
木材及胶合木构件的用途非常广泛,在桥梁、建筑、家具和包装等其它领域发挥重要作用。众多木材力学性能指标当中,弹性模量是最基本的一个指标,也是十分重要的一个指标。总结了目前木材及胶合木构件弹性模量测量的一些方法,运用这几种方法来研究弹性模量无损检测方法的未来发展趋势。
[期刊] 林业科学
[作者]
邵卓平 任海青 江泽慧
本文应用柔度法测定了杉木的断裂韧性。研究表明 :( 1 )柔度法是一种有效可行的实验标定方法 ;选用指数函数C =αexp( βa w)能够很好地表达柔度与裂纹长度间的关系。 ( 2 )本次实验测定的杉木断裂韧性KTLIC =4 82 5MPa·mm1 2 。
关键词：
木材断裂力学 断裂韧性 实验标定 柔度法
[期刊] 林业科学
[作者]
邵卓平 任海青 江泽慧
以杉木为研究对象从宏观和微观上研究了木材横纹断裂的性质 ,并阐述了木材的强韧机理。研究表明 :木材横纹I型裂纹扩展方式是先沿纤维开裂伸展 ,然后再沿横截面作韧性断裂 ,其扩展过程分线性、稳定和非稳定 3个阶段 ;顺纹启裂时的断裂韧性与试件尺寸无关 ,是木材的固有属性 ;木材因其多胞及纤维增强的多层胞壁结构 ,而具有很强的抗横断韧性 ,不会因裂尖应力奇异性而发生低工作应力破坏 ,故在对含横纹理裂纹的木构件作安全设计时 ,建议仍采用传统的强度准则 ,考虑净尺寸上的常规强度即可。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
谢拥群 张璧光 常建民
该文以垂直 倾斜半环多级组合对撞流干燥系统为研究对象 ,通过对木质纤维进行初含水率、气流流量、气流温度和带载率等系统参数的实验研究 ,探讨木质纤维的对撞流干燥特性 .研究结果表明 :木质纤维干燥的气流温度在 90℃时即可达到当前中密度纤维板生产中利用气流干燥所普遍采用的 12 0℃才能达到的效果 ;气流流量的变化除引起流场变化外 ,还会影响纤维在对撞腔内的停留时间和穿透深度 ,从而影响干燥效果 ;带载率的变化在一定范围内不会影响纤维干燥的质量 ,但影响系统产量 ;系统能够适应现有生产系统纤维原料初含水率的变化 ,干燥品质不受初含水率的影响 ;采用对撞流干燥系统可以使设备管道长度大大缩短 ,从...
关键词：
木质纤维 对撞流干燥 传热传质 干燥特性
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王志强 付红梅 戴骁汉 那斌 卢晓宁
采用花旗松、辐射松和杨木,即将杨木置于芯层,花旗松或者辐射松置于表层,压制单一树种和混合树种交错层压胶合木(Cross-laminated timber,CLT),对材料进行顺纹抗弯、顺纹抗剪和横纹抗剪性能测试。试验表明,相比抗弯弹性模量最低的纯杨木CLT,花旗松与杨木混合CLT的性能提高35%;包含杨木和不包含杨木的不同树种CLT顺纹抗弯强度及抗剪强度差别不大。试件破坏形式与CLT材料和结构形式有很大联系,主要包含指接处破坏、胶层分层和垂直层滚动剪切破坏等。
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