软化处理对杨木刨切单板的影响研究
木材的软化
1.4.1.4 联氨
用联氨浸渍木材可用各种浸注方法,在处理罐 内放入木材,首先抽真空,然后吸入联氨溶液, 加压浸注,在浸渍过程中,木材变软,再于80100℃温度下加热10-30min,使其塑性继续增 加;浸渍后木材可弯曲和压缩
1.4.1.5 尿素
原理与氨处理木材原理相似,主要利用了 极性分子容易渗透到木材的特点 具体操作:将木材浸泡在50%尿素水溶液中, 厚25mm的木材在温度18-20℃下进行浸渍处理 10天后,在一定温度下干燥到含水率为2030%,然后再加热至100℃左右,进行弯曲、 干燥定型。 在弯曲前将木材进入尿素溶液中煮15-20min可 获得更好的弯曲效果
1.2 将木材软化的作用机理
在常温常湿条件下,木材受外力作用,并不呈现 明显的塑性变形,此时木材是一种缺乏塑性的材 料 当外界条件改变,使木材中的木质素、半纤维素 等无定形飞晶态高聚物发生玻璃化转变时,其弹 性性能会迅速下降,基质软化,导致木材易于发 生较大的塑性变形。
1.3 木材软化在木材加工中的应用
1.4.1.3 氨气
气态氨在气干材中的扩散和渗透速度由于全干 材。将气干材放入处理罐中,导入饱和气态氨 (26℃时约0.1Mpa,5℃时约0.05Mpa),处 理2-4h,具体时间根据木材厚度决定,弯曲性 能约为1/4。用该法软化处理成型的弯曲木,其 定型性能不如液氨处理。 处理技术简单,氨耗量少,在使用中塑化材不 易翘曲变形,比较适于曲目家具的制造。
1.4.2 物理软化木材处理方法
木材细胞壁的三种成分有各自的玻璃化温度。 如果给予木材适当的水分和热量,尽管纤维素未发 生变化,而木素、半纤维素一旦达到玻璃化温度, 其弹性模量就迅速降低,木材即被软化,易于弯曲。 水煮、高频、微波加热等物理软化都是基于这一原 理 物理法软化木材:简单、实效、无毒、方便,在实 际生产中应用广泛,单软化效果受树种限制,不中最为常见, 其处理时间取决于树种、材料尺寸、处理温度 及蒸汽压力等 蒸煮法软化木材,是水、压力和热对木材纤 维素、半纤维素和木素综合作用的结果。但由 于水分无法进入木材细胞壁纤维素结晶区,故 水热处理软化木材常常未达到最佳效果
杨木单板的湿热处理对单板层积材性能的影响
形 成 了一 部 分 不 可 恢 复 的 变 形 ,密 度 平 均 增 加 了 3 . % ;对 抗 拉 强度 的 影 响 不 显 著 ;对 单板 压 缩 率 和 膨 胀 率 有 87
着特 别 显 著 的影 响 ,单 板 平 均 压 缩 了 2 . % , 经 2 h水 浸 泡 ,单 板 恢 复 膨 胀仅 1 . % 。 单 板 湿 热 处 理 后 经过 低 78 4 87
湿 热处 理 ,选 择 处 理 温 度 、单 位 压 力 、处 理 时 间 作 为控 制 因素 ,进 行 L 3 ) 正 交试 验 ( 1 , q( 表 ) 每试 验重复 4次 。
表 l 单 板 湿 热 处 理 因 素 水 平
1 材 料 与方 法
1 1 试 验 材 料 与 设 备 .
J—— 湿热 处理后 浸水 2 h的单 板厚度 。 l : 4
2 结 果 与分 析
2 1 单板 的湿 热处理 .
按 G / 7 5 B T 16 7—19 规定 ,测定 湿 热处理 99 后单板 以及 对照单 板 的密度 和抗 拉强度 。
1 2 2 对 照 试 验 ..
杨 木 单 板 的湿 热 处理 对 单板 层 积 材 性 能 的影 响・
朱 一辛 关 明杰 李 燕 文 杨 海 龙
( 京 林 业 大 学木 材 工 业 学 院 , 江 苏 南 京 南 203 ) 10 7
摘 要 :杨 木 单 板 的 湿 热 处理 规 律 以 及 对 杨 木 单 板层 积 材 性 能影 响 的研 究 结 果 表 明 ,单 板 湿 热 处 理 后 产 生 了塑 化 。
朱 一 辛 等 :杨木 单板 的 湿 热 处理 对 单扳 层积 材性 能 的 影 响
4 l
木材软化处理与弯曲工艺浅析
木 材顺纹 压缩弯 曲是先将木 材进行 软化处 理 ,然后再 进行顺 纹弯 曲。 当水分 进入木材 细胞壁 时 ,由于水是极性 分子 ,可以与纤 维素非结 晶 区中的羟基 和半纤 维素 中羟基 形成新 的氢键 , 加大分子链之 间的距 离 , 即增 大了 自由体积 , 为分子 的运动 提供 了空间 。如果 分子 的振动不 够 ,即使提 供 了足 够的 自由体积 空间 ,也无 法完全改 变木材 的软化条 件 ,只有 能量 和水作 为增 塑剂一 起作用 于木材 时 ,才能有 效地使木材实现软化 。 2 木 材软化处理的方法与机理 2 . 1 水热处理 ( 蒸煮法 )水 热处理 ( 蒸 煮法 ) 软化木材 , 主要是 利用水对 纤维 素的非结 晶区 、半纤 维素 和木素进行 润胀 ,为分子剧 烈运动提 供 自由体积空 间 ,靠 由外 到里逐 渐对木材进行传导加热 ,使分子获得 足够的能量 。 组 成木材 细胞壁 的主要成分 为 :纤维 素 ,半纤 维素和 木素 。木 材经水 热处理后 ,一部分半 纤维 素易分解 溶解成 液态 ,纤 维素无 定型 区分 子链上 的游离 羟基吸 附水分 ,使 纤维素 间隙 中水 膜增 厚 ,分子 间距离增 大 ,吸 引力减小 , 便于在外力作用下产生相对滑移 。 木材膨胀形 变是 水进 入到木材 的非结 晶区内 , 使木素 、 半纤维 素和纤维 素 的非结 晶 区体 积膨胀 ,增大 自由体积空 间 ,提 高了木材 的塑性 。加热可 以使 非结 晶 区中的木素 、 纤维素 和半纤维 素分 子能量加 大。在水 、热的作用 下 ,纤 维衰非结 晶 区湿 胀 ,木素 呈粘流 态 ,半纤 维素失去 其联结 作用 ,木材塑性加大 。 水 热处理方 法有汽蒸 和水煮 两种 ,水 煮方法会 使木材 含水 串增 高 ,弯 曲后干燥 时间延 长。此外 因细胞腔 内 自由 水的存 在 ,在弯 曲过程 中 ,易产生 静压力 而造成废 品 。 目 前生产 中经常采 用汽蒸 ,主要是饱 和蒸汽 蒸煮 。汽 蒸时 间 与弯曲方材的厚度 、 含水率 、 树种和要求的塑化程度有关 。 蒸煮不 足则塑化 不好 ,容 易在剧 烈弯 曲程 度下产 生破坏 ; 蒸煮过度 则顺纹 抗拉 ,使 其顺纹抗 压强度 降低 ,方 材将难 以承受在 弯 曲过 程 中端 面产生 的压缩变形 而被破 坏。 所用 蒸煮设备应靠近 曲木设备 , 每次蒸 煮的木材数量不宜过多 , 以免表 面过分冷 却和蒸 煮过度 。放 在蒸煮设 备 内的木方之 间要留 出 6 m m ~8 m m 的间隙,使其 均匀受热 ,缩短蒸煮 时 间 ,保 证 弯 曲质量 。蒸 设备 直 径 一般 为 2 5 0 m m 一4 0 0 m m,不宜太大 。锅 的长度稍大于弯 曲零件 的长度。 2 . 2高频介质加热处理 在高频加 热中 ,介质吸收 电能 而发热 的能力与 介质本身 的热传 导性无关 ,而是取 决于介
不同干燥预处理对杨木应拉木孔隙结构的影响
不同干燥预处理对杨木应拉木孔隙结构的影响
杨木是一种常见的木材品种,在建筑、家具制造、造纸等领域有广泛的应用。
然而,杨木的应用过程中常常会遇到一些问题,比如开裂、变形等,这些问题通常与木材的孔隙结构有关。
因此,探究不同干燥预处理对杨木孔隙结构的影响,有助于提高杨木的应用效果和质量。
不同的干燥预处理方式包括自然干燥、气干处理和热处理。
自然干燥指木材在自然环境下暴露并干燥;气干处理指木材在干燥室中通过自然通风干燥;热处理指木材在高温下处理,通过改变木材的结构来提高木材的性能。
下面将分别探讨这三种干燥预处理对杨木孔隙结构的影响。
自然干燥会使木材中水分逐渐排出,需要较长的时间,但可以保持木材的原始形态和力学性能。
经过自然干燥的杨木在孔隙结构上与未处理的杨木相似,具有较多的明显针孔和直线状孔隙,并有许多分支状孔隙。
然而,由于自然干燥时间长,木材容易产生开裂和变形的问题。
气干处理则比自然干燥时间短,且能够有效地减少开裂和变形的问题。
但是,气干处理会导致孔隙结构的改变。
经过气干处理的杨木在孔隙结构上相对于原始杨木,孔隙的直径变小,孔隙间距变大,同时孔隙数量也减少,这与杨木的强度和硬度有关。
热处理虽然能够显著提高木材的力学性能,但是也会对孔隙结构产生影响。
热处理会使杨木中的松针孔和容积性汁道减小,
同时导致孔隙间距变小、孔隙数量减少,这些变化都使杨木的密度和硬度增加,但同时储水能力降低。
综上所述,不同的干燥预处理方式对杨木的孔隙结构影响显著。
选择适当的干燥预处理方式有助于提高杨木的应用效果和质量,但需要权衡木材的力学性能、储水效果和制造成本等方面的因素。
速生杨木压缩密化的研究
速生杨术压缩密化的研究表12不同软化处理的压缩木回复率测定结果Tablel2Theresultofcompressedwoodrecoveryratetestingofdifferentsoften这主要是.CH遇到水生成弱碱性物质,可以作为木材的增塑剂,提高木材的塑性,使木材分子间的结合力减弱,减小热压时木材内部微观构造被破坏的可能性。
同时用CH软化处理木材比水热处理能够更大程度的减少木材中的脂肪酸类的抽提物质,这些物质对木素的流动和充分压缩有干扰作用,如果不排除这些物质将会对压缩后产品的稳定性造成影响。
并且。
脂肪酸类抽提物质的排除.可以减少热压时的内摩擦力,使木材热压后的内应力下降,从而减少了木材压缩后的回复率。
有研究学者用3aANaOH溶液蒸煮软化速生杉木试件,发现试件容易发生变色和塌陷等缺陷,且热压整形后试件含水率偏高【34】。
而用CH软化剂则不会产生以上缺陷。
图4不同软化处理方法与回复率的关系Figure4Therelationshipbetweendifferentsofkenandrecoveryrate3.4意大利杨木压缩木物理力学试验结果与分析3.4.1物理性质的测定结果与分析3.4.1.1压缩率对处理材各物理性质的影响与分析所测得的意杨处理材的物理性质见表13。
34福建农林大学硕士学位论文上认为等于进入细胞壁内结合水的容积,也就是可容纳水分的空间变小。
木材在被压缩时,细胞壁上的纹孔被压缩,纹孔上的纹孔膜可能产生破裂,裂隙增加,使得纹孔膜上的通道增加,从而增加纹孔的渗透性。
但是相对于细胞腔大毛细管由于压缩而导致的渗透性下降是微不足道的。
因此.素材经过压缩后它的吸湿性总体是下降的.图13意杨素材的微观结构图Figurel3ThemicroslructureofPoulusnigra上.图14压缩木的微观结构图Figurel4Themicrostructureofcompressedwood。
浅议木材的软化处理与弯曲技术
浅议木材的软化处理与弯曲技术作者:徐华来源:《农村实用科技信息》2012年第08期木材从力学角度上看是一种弹性材料,在结构上呈多孔状,木材的这个特性,可以使其弯曲。
但是如果要得到较小的弯曲曲率半径,应在弯曲之前对木材进行软化,增大木材的塑性。
木材经软化处理后,在顺纹压力的作用下,细胞壁中微纤维之间产生滑移,导致细胞壁的壁层纵向产生褶皱;木材在弯曲力矩的作用下,弯曲时的受压面形成褶皱,受拉面形成展皱,便可获得较小的弯曲曲率半径。
1、木材弯曲的原理木材弯曲时,以中性层为分界形成凹凸两面,在凸面产生拉伸应力,使凸面木材有不同程度的伸长;凹面产生压缩应力,使凹面木材有不同程度的压缩,其应力分布是由表面向中间逐渐减少,中间一层纤维(中性层)既不受拉伸,也不受压缩。
当所受的拉伸和压缩应力超过该种材料的拉伸强度极限或压缩强度极限时,木材就遭到破坏。
木材经软化处理后可增加木材顺纹压缩和拉伸变形。
软化处理使顺纹拉伸形变稍有增加,一般为1%~2%。
但使顺纹压缩变形却比气干材增加很多。
经软化处理后硬阔叶材顺纹压缩变形可达25%~30%,针叶材顺纹压缩变形为5%~7%。
不同树种的允许拉伸形变和压缩形变不相同,因而它们的弯曲性能差异很大。
弯曲性能主要取决于木材的允许拉伸形变和允许压缩形变系数。
2、木材顺纹压缩弯曲技术木材顺纹压缩弯曲是先将木材进行软化处理,然后再进行顺纹弯曲。
当水分进入木材细胞壁时,由于水是极性分子,可以与纤维素非结晶区中的羟基和半纤维素中羟基形成新的氢键,加大分子链之间的距离,即增大了自由体积,为分子的运动提供了空间。
如果分子的振动不够,即使提供了足够的自由体积空间,也无法完全改变木材的软化条件,只有能量和水作为增塑剂一起作用于木材时,才能有效地使木材实现软化。
木材中的主要成分是纤维素呈线形、长的大分子结构。
纤维素大分子由许许多多的葡萄糖单体构成分子链,它们彼此间有的区段纤维素分子链彼此平行,构成结晶区,这决定了纤维素的强度;另一个区段内,纤维素分子链彼此不平行,构成纤维素的非结晶区,这些线形分子链不是笔直成线,而是具有一定的卷曲部分,这使纤维素具有可以伸缩的弹性性能。
实时快速加热软化木方制造刨切薄木技术的探讨
1加 热温 度 、
加热 温 度 高 木材 表 面能 迅 速 被
加热 , 材 表层温 度 在 瞬 间达 到软 化点 , 量 传 导 速 木 热
们所喜爱的。但是有些珍 贵树种经过长时间的高温 蒸煮后 , 木材抽提物和树 皮中的化学成分溶在水 中, 致 使木材 原 有 的色泽发 生 改变 , 达不 到预期 的装 饰效
滑 的表 面
研究 该技 术 的 目的是 寻求 探索 刨 切 薄 木 制造 工 艺 中软 化木 方 的一 种 简便快 捷 的新 方 法 ; 省去或取 代 刨切薄 木工 艺 中的蒸 煮浸 泡工序 ; 免 因蒸 煮而产 生 避 的木材 变 色 ; 节省 时 间 , 高生产 效率 , 简单 易行 的 提 用 方法代 替 漫长 的蒸煮 过程 ; 简化 设备 , 少投资 , 减 降低 工人劳 动强 度 ; 短刨 切 薄木全 过程生 产 周期 。对软 缩
关键词 :实时快速加热 ;短 时加热 ;软化 ;木方 ;刨切薄木
中 图分 类 号 :Y6 33 S5 文 献 标 识码 :A
1 技 术现状
2 理论基础 及 意义
目前 的刨 切 薄木 制 造 工 艺 是 将原 木 剖 切 制 得 木 方后 , 进行蒸 煮 浸泡 , 刨切 干 燥 。采 用 上 述 工 艺无 再 论 是在 国 内 、 国外 都 已积 累 了成 功 的经 验 , 有 几 十 具 年 的历 史 。用 实 时快 速 加 热 方 法 软化 木 方 制 取 刨切 薄木 , 在国 内外至 今 未 发 现 , 种 木方 软 化 属 于 一种 这 新 方 法 , 得进行 探索性 的研究 值 实时 陕速加 热 ( 短 时加 热 ) 或 方法 软 化 木 方 制 造
作 为一 项 开拓 性 探 索性 的研 究 , 能够 成 功 , 若 就 能 缩短刨 切 薄木 的整个 生产 周期 , 或提 高刨 切薄 木 的 表 面质量 , 们认 为对这 项 工作进行 探 索是 具有 积极 我
杨木无胶刨花板工艺研究
1 绪论1.1 课题研究的背景和意义在经济高速发展的今天,环境问题的日益突出使得人们在生产生活中对于环境的保护越来越重视。
在人造板及家具的生产过程中,游离甲醛的释放导致环境污染,损害人体的健康,是人造板及家具产业发展的难题。
因此,消除甲醛污染成为人造板及家具产业关注的焦点。
随着人类环保意识的逐渐增强,可持续发展的需要,还有石油资源的有限性,成本低廉、性能优良,低毒甚至无毒的制品将是国内外研究的主流目标。
尽管市场上有低毒或无毒的胶种,但产量有限价格高昂,或胶合性能较差,且其合成工艺、使用工艺复杂。
所以针对这个难题,寻求另外的解决方案迫在眉睫。
最理想的就是是利用原料的自粘力或适量环保的添加剂生产符合使用功能的无胶人造板。
1.2 无胶人造板的研究进展与问题的提出近些年来合成树脂胶粘剂基本上取代了豆胶、血胶等蛋白质类胶粘剂,促进了人造板工业和家具工业的发展。
尽管现行的合成树脂粘胶剂有许多优良性能,但也存在不少缺点。
常用的甲醛系的胶粘剂最大的弊端是在人造板生产和家具加工和使用过程中释放出的游离甲醛污染环境,对人体健康有损害。
因此,清除甲醛污染,研究新型胶粘剂以及探索新的胶合方法已受到国内外研究者的重视。
其中无胶胶合十分引人注目[1]。
无胶人造板是一种不用外加添加剂,不依赖于胶黏剂来实现木质材料胶接和生产人造板的新技术.国内外对于无胶人造板的研究颇多最早可追溯于1939年,Tischer的木材表面经化学处理改良其胶合性能的技术取得了美国专利,美国、加拿大、日本、俄罗斯、波兰、德国、澳大利亚以及中国相继开展了无胶胶合方法的研究[]。
上世纪60、70年代,前苏联对利用云杉树皮制造无胶树皮板进行了研究。
加拿大的科研人员研究过无胶花旗松树皮板。
日本的研究人员开展了利用辐射松树皮生产模压制品和可加热型地板垫板等树皮板的研究采用无胶的树皮微粒进行高温模压。
[2-7]1984年,Ohota, S.[8]在南非取得专利。
专利中叙述了用木质纤维材料制造无胶人造板的方法。
杨木单板软化技术的初步研究
象的主要原因可能是 : 实验所采用的试件相对较薄, 在浓度和温度梯 度作用下 , 在短时间 内软化 剂分子 能迅速地扩散到木材内部 , 随着软化剂分子的不断 进人木材的非结晶区、 结晶区表面或者结晶区, 纤维
素 分 子 链 间 距 增 大 ,0 i 时 的 软 化 效 果 好 于 6mn 3mn从 6 0 i; 0到 9 mn 软 化 剂 分 子 进 人 更 深 层 的 非 0 i,
中 的弯 曲程 度 增 加 得 越 来越 慢 , 果更 加 准 确 。根 结 据 圆弧 曲线上 画 出弦 长 , 用直 尺测 量弦 长与 弧高 , 并 计算 出单 板 的最小 曲率半径 。
3 实验结 果分 析
30
60
9 0
10 2
时删 (i m n)
图 3 时间与 曲率半径的关 系曲线
木材软化处理是木材高效合理利用方法之一 ,
与木材改性和加工利用 的许多方面都有着密切的联
饱和点。因此 , 使含水率对各试件之间软化剂浸注
的影响降至最低 , 对实验结果影 响甚微。 12 实验装置 . 本实验的装置是根据研究 的要求 自行设计 , 实 验装置如图 1 所示。主要包括温度计 、 大烧杯 、 恒温
—
26 一
维普资讯 http:/
第 4期
王天龙等 : 杨木单板软化技术 的初步研究
2O 06生
根据正交实验表 [ I ) 进行实验 , L( ] 每次实验
选 用 3个相 同的试件 , 结果 取 平均 值 ; 实验 共 1 , 6次
测得 的数 据共 有 4 组 。 8
曲时容易折断 , 软化效果降低。 3 2 时 间对软 化效 果 的影 响 .
图 3为时 间对软 化效 果影 响 的效 应 曲线 图 。
表面强化刨切薄板拉伸、弯曲性能
s e t f rh tc mp e so n iain fr 1~2 d r 1 0 o 8 e re e e a ay e eo e a d at re mp e h e sat o o r si n a d f t o e x o 4 h u e 6 r 1 0 d g e s C w E l z d b fr n f o r - n n e sin i re rb efa ii t i te gh nn t0 f o h es so nod r Opo et s bl yo t ssrn te igmeh do ds e t.Reut so a etni t n ha d t h e i f h wo sl h w t th s esr g n s h t e l et t n i l si mo uU f h o l r a yi r v d c mp r d t eu c mp e s d sr n h n d mae i .T e b n i g e sl ea t d So ewo d ae g e t mp o e o ae t o r s e t g e e tra e c l t l oh n e t 1 h e dn e a t d l Sd c e e i n r a i g h a r ame td rto .T e b n i g sr n h a d fa tr t s e b t u — l i mo u U e r a s w t i c e sn e tt t n u ain s c s h e h e d n t g n cu e s e s a oh s b et r r r sa t l e u e o a e o t e u e mp e s d sr n h n d mae i .T e a e a e sri tn ̄ mO l t s d te a e - tn i l r d c d c mp r d t n o r s e t g e e tra ay h et 1 h v rg t n a l a l r s a v r Ts e n h a e s an a f c u esrs oh d c e s ih i c e s g h a r ame td r t n g t i t r tr tes b t e r a e w t n r a i e t e t n u ai . r a n t o Ke wo d C mp e so e e dc l rt 『j y rs o r s in p r n ua O g an;S r n t e i g p i t gh nn ;W 0 d s e t ;T n iesr n t e o h es e sl t g h;B n ig sr n t e e d n t gh e
软化处理对杨木刨切单板的影响
03
软化处理对杨木刨切单板的物理性能影 响
硬度变化
降低硬度
软化处理通常通过化学药剂浸泡或热处理等方式,使杨木刨 切单板中的木质纤维结构发生改变,进而降低其硬度。这种 降低硬度的处理有助于提高杨木刨切单板的加工性能。
均匀硬度分布
软化处理可以使杨木刨切单板的硬度分布更加均匀,消除内 部的应力集中,降低因硬度不均而导致的开裂和变形风险。
01
02
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04
原理
通过高温处理,使杨木木质纤 维结构发生变化,达到软化效
果。
优点
操作简便,处理周期短,不引 入化学物质,对环境友好。
缺点
高温可能导致木材色泽变化, 处理不当可能引起木材开裂或
变形。
关键因素
处理温度、处理时间、升温速 率等。
化学处理软化
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原理:利用化学药剂渗 透木材,破坏或改变纤 维间的化学键,实现软 化效果。
04
软化处理对杨木刨切单板的化学性能影 响
化学成分变化
木质素含量变化
软化处理可能导致杨木刨切单板中的木质素含量发生变化。木质素是木材的主要化学成分之一,其含 量的变化可能会影响单板的硬度、强度和耐久性。
纤维素含量变化
软化处理过程中,杨木刨切单板中的纤维素含量也可能发生变化。纤维素是构成木材细胞壁的主要成 分,对于单板的稳定性和加工性能具有重要影响。
优点:处理效果好,软 化后的杨木刨切单板易 于加工,且色泽、纹理 受影响较小。
缺点:可能涉及有毒化 学物质,对环境和操作 人员有一定危害,处理 周期长。
关键因素:药剂种类、 药剂浓度、处理温度、 处理时间等。
在实际应用中,热处理 和化学处理软化方法可 结合使用,以达到最佳 的软化效果。同时,需 根据具体需求和条件, 选择合适的软化处理方 法,确保杨木刨切单板 的质量和加工性能。
软化处理对杨木刨切单板的影响
研究背景和意义研究目的研究方法研究目的和方法杨木的特点杨木刨切单板的制备工艺刨切过程中,杨木单板会受到刀具的冲击和摩擦,导致表面粗糙度增加。
为了提高杨木刨切单板的表面质量和美观性,需要进行软化处理。
杨木原木经过锯割、干燥等前处理工艺后,进入刨切机进行单板刨切。
杨木刨切单板的性能及应用杨木刨切单板具有较好的物理性能,如密度适中、硬度较低、易于加工等。
杨木刨切单板在装饰行业应用广泛,如家具、地板、门窗等。
杨木刨切单板还可以用于制作包装材料、建筑材料等。
软化处理的原理和方法软化处理的原理软化处理是一种通过改变木材的内部结构和性质,提高其可加工性和使用性能的工艺方法。
它通常通过加热、加压或化学处理等方式实现。
软化处理的方法杨木刨切单板的软化处理主要采用水热处理和化学处理两种方法。
水热处理是通过加热木材至一定温度并保持一定时间,使木材内部的水分和化学物质发生变化,从而达到软化效果。
化学处理则是通过浸泡或喷涂木材表面,使其与化学物质发生反应,从而达到软化效果。
吸湿性和尺寸稳定性提高表面光滑度提高软化处理对杨木刨切单板物理性能的影响抗弯强度和承重能力提高经过软化处理后,杨木刨切单板的抗弯强度和承重能力得到显著提高。
这主要是因为木材内部的微观结构得到了改善,提高了其抵抗变形和破坏的能力。
耐冲击性提高软化处理还可以提高杨木刨切单板的耐冲击性,使其在承受冲击和振动时不易损坏。
这有利于提高产品的质量和可靠性。
软化处理对杨木刨切单板机械性能的影响软化处理对杨木刨切单板耐久性的影响耐腐朽性和耐候性提高使用寿命延长软化处理可以降低杨木刨切单板的硬度,改善其切削性能,提高切削效率。
减少刀具磨损由于软化处理使杨木刨切单板的硬度降低,可以减少刀具在切削过程中的磨损,延长刀具的使用寿命。
提高切削效率提高杨木刨切单板的加工性能VS拓展杨木刨切单板的应用领域家具制造装饰行业降低杨木刨切单板的制造成本能源消耗降低材料成本降低研究结论0203研究不足与展望当前研究主要关注软化处理对杨木刨切单板物理性能的影响,对其机理和化学变化的研究尚不充分。
刨切薄竹研究与应用现状
基金项目: 十四五 国家重点研发计划课题(2023YFD2202102)ꎮ第一作者:刘璇ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为绿色竹家居材料ꎮE-mail:1830668623@qq comꎮ通信作者:陈红ꎬ女ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ研究方向为绿色竹家居材料㊁竹家具制造工艺ꎮE-mail:chenhong@njfu edu cnꎮ刨切薄竹研究与应用现状刘㊀璇1㊀陈㊀红1∗㊀叶学财2㊀连健昌2(1南京林业大学家居与工业设计学院南京210037ꎻ2龙竹科技集团股份有限公司福建南平354200)摘㊀要:竹材作为一种重要的自然资源ꎬ其应用形式逐渐从圆竹㊁竹篾㊁竹条等传统形式转向竹纤维㊁竹丝㊁刨切薄竹等新形式ꎮ刨切薄竹的研发拓展了竹材的应用领域ꎬ但其在制备工艺㊁产品性能方面的研究尚未形成成熟的体系ꎮ文章综述了刨切薄竹的种类及其制备工艺ꎬ分析了不同种类刨切薄竹的具体生产工艺流程以及相关工艺的影响机制ꎬ总结了刨切薄竹的基本应用形式和典型应用案例ꎬ提出了刨切薄竹进一步研究与应用的重点方向ꎬ以期为刨切薄竹生产技术改进和应用创新提供参考ꎮ关键词:刨切薄竹ꎻ竹单板ꎻ生产工艺ꎻ创新应用DOI:10.12168/sjzttx.2023.12.19.002ResearchandApplicationofSlicedBambooVeneerLiuXuan1ꎬChenHong1∗ꎬYeXuecai2ꎬLianJianchang2(1 CollegeofFurnishingsandIndustrialDesignꎬNanjingForestryUniversityꎬNanjing210037ꎬChinaꎻ2 LongBambooTechnologyGroupCo ꎬLtdꎬNanping354200ꎬFujianꎬChina)Abstract:Asanimportanttypeofnaturalresourcesꎬbambooismoreusedinthedeepprocessedproductslikebamboofibersꎬbamboofilamentandslicedbambooveneerthaninthetraditionalproductssuchasroundbambooꎬbamboosplitsandbamboosticks.Thedevelopmentofslicedbambooveneerhasexpandedtheapplicationscopeofbambooꎬbuttheresearchonitspreparationprocessandproductperformancehasyetbeenmature.Thispaperreviewsthetypesandpreparationprocessesofslicedbambooveneerꎬanalyzesthespecificproductionprocessesofdifferenttypesofslicedbambooveneerandtheirimpactmechanismsꎬandsummarizesthebasicformofapplicationandtypicalcasesinitsapplication.Thedirectionsforfurtherresearchandapplicationofslicedbambooveneerisproposedꎬwiththeaimtoprovidereferencesfortheimprovementꎬapplicationandinnovationofslicedbambooveneer sproductiontechnology.Keywords:slicedbambooveneerꎬbambooveneerꎬproductionprocessꎬinnovativeapplication㊀㊀中国拥有丰富的竹资源ꎬ现有竹林面积756 27万hm2ꎬ其中天然竹林面积375 82万hm2ꎬ人工竹林面积380 45万hm2[1]ꎮ随着绿色㊁低碳㊁可持续发展理念的普及ꎬ环境优先和可持续发展已成为中国工业化进程中的首要原则ꎬ竹材作为一种天然可再生资源ꎬ竹产业迎来了前所未有的发展机遇ꎮ然而ꎬ由于竹材固有的中空㊁有尖削度㊁存在难以胶合的竹青和竹黄以及其梯度结构等特点ꎬ导致其加工利用难度大㊁材料利用率低㊁产品附加值低[2]ꎮ针对原竹产品开发种类少㊁材料利用率不高㊁附加值低等问题ꎬ刨切薄竹应运而生ꎬ它可促进竹产品向高档化㊁多样化方向发展ꎬ提高竹产品的科技含量ꎬ增加产品的附加值[3]ꎮ随着珍贵树种木材的日益稀缺ꎬ人造板占据市场大量份额ꎬ为了弥补人造板外观质量缺陷和珍贵木材产量不足ꎬ刨切薄竹市场需求量增大ꎬ前景广阔[4]ꎮ目前ꎬ刨切薄竹生产和利用技术日益成熟ꎬ其应用领域已从装饰贴面扩大到生活制品等方面ꎬ如薄竹手机壳㊁薄竹餐盘等ꎮ本文分析刨切薄竹的种类及其制备工艺ꎬ总结刨切薄竹的基本应用形式和典型应用案例ꎬ并结合当前发展现状提出刨切薄竹今后研究与应用的重点方向ꎬ以期为今后刨切薄竹的研究和应用创新提供参考ꎮ1㊀刨切薄竹种类刨切薄竹是由竹集成材和竹展平材刨切而成的薄竹或微薄竹(图1)ꎬ是按照竹单板加工方式(旋切㊁刨切㊁锯切)分类的一种[5]ꎮ根据生产工艺流程不同ꎬ刨切薄竹表面颜色和纹理也不同ꎮ例如ꎬ根据碳化和漂白等染色工艺不同ꎬ薄竹产品可分为本色㊁漂白㊁彩色(图1a)㊁碳化4大类ꎻ根据拼接设计的不同ꎬ有纯色和拼花之分[5]ꎻ根据材料形态和生产工艺ꎬ既有利用竹条胶合成竹集成材ꎬ再进行组坯㊁软化和刨切处理而成的薄竹(图1b)ꎬ也有先将竹材软化展平ꎬ再直接刨切或胶合成更宽幅面的板材再进行刨切而成的薄竹(图1c)ꎮ刨切集成材和展平材在成品表面纹理上有所区别ꎬ同时对展平刨切薄竹做到了少胶甚至无胶ꎬ推进了绿色材料和环保生产的进程ꎮ注:a)彩色刨切薄竹ꎻb)竹集成材刨切薄竹ꎻc)竹展平材刨切薄竹ꎮ图1㊀各种类型的刨切薄竹Fig 1㊀Varioustypesofslicedbambooveneers2㊀刨切薄竹制备工艺刨切薄竹作为竹材深加工的应用形式ꎬ不仅提高了竹材的利用率ꎬ而且拓展了其应用形式ꎮ目前主要采用竹集成材和竹展平材加工刨切薄竹ꎬ原材料不同其加工工艺也不同ꎮ采用竹集成材加工刨切薄竹重点是竹集成材软化质量的调控以及后续对于薄竹表面的优化处理ꎬ而采用竹展平材加工刨切薄竹则重点在竹材的软化展平以及刨切工艺的调整优化ꎮ2 1㊀刨切竹方材2 1 1㊀方材制备与预处理竹方的制备是刨切薄竹生产的基础ꎬ竹方制备过程中的很多因素影响着薄竹的质量ꎬ如胶黏剂的选择㊁冷压/热压成型的工艺参数㊁原材料选择和尺寸公差等ꎮ对于前期的竹条制备ꎬ主要采用竹地板生产工艺的工序ꎬ即选择500~1000mm(尺寸公差0 1mm)长的竹条ꎬ经过基础的 三防 (防霉㊁防腐㊁防蛀)处理㊁干燥㊁砂光等工序ꎬ双面涂刷符合组坯强度要求和材料特性的胶黏剂ꎬ将涂胶的竹条组坯ꎬ通过冷压或热压的方式压制成竹块ꎻ将竹块通过再胶合组坯方式压制成具有一定幅面和厚度的竹方[2ꎬ6-7]ꎮ有研究指出[2ꎬ7]ꎬ在竹块中通过压力注入一定量带有渗透剂的软化剂溶液ꎬ可提高组坯过程中的含水率ꎬ并可提高成品率和成品质量ꎮ若竹条尺寸公差较大或者胶粘剂不适配ꎬ就会降低胶合质量ꎬ影响薄竹的抗拉强度ꎻ同时胶粘剂需符合耐水㊁耐温(60ħ)㊁柔韧性佳㊁有一定抗拉性能等基本要求ꎬ否则会导致刨切后的薄竹在胶层强度较弱处容易开裂[8-9]ꎮ竹材硬度几乎是木材的2倍ꎬ在刨切前需要经过软化处理ꎬ以降低刨切难度ꎮ软化是影响薄竹刨切效果的重要工艺之一[10]ꎮ常见的软化方法有水煮软化㊁加压水煮软化㊁高频加热软化以及添加辅助软化剂的水浴软化等ꎮ在软化过程中采用的软化剂种类㊁升温速度以及水浴温度与竹方胶合的胶黏剂种类和竹方含水率密切相关ꎮ比如ꎬ采用三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂时软化水温宜控制在50ħꎬ而采用酚醛树脂胶黏剂时则水温应控制在80ħ为宜[10-11]ꎮ软化剂种类及其形成的酸碱环境也影响着竹材软化效果ꎬ研究发现碱性环境较酸性和中性环境更有利于提高木材的柔韧性ꎬ对于竹材亦有相似的规律ꎬ因此在竹材软化工艺中常使水浴环境呈弱碱性ꎬ以加快软化速度[12-14]ꎮ软化水温根据胶层的耐水㊁耐热能力一般控制在40~60ħꎬ同时最佳升温速度宜控制在1 5~2 0ħ/hꎬ软化时间为24~48h[2ꎬ15]ꎮ此外ꎬ竹材含水率也影响着薄竹的质量ꎮ竹材热传导速度慢ꎬ常压水煮等由外而内的热传导会导致竹材内部含水率梯度变化明显ꎬ同时竹材本身具有特殊的梯度结构ꎬ会造成竹材吸水膨胀时产生竹单元的细微变形ꎬ从而导致方材翘曲变形或胶层开裂ꎬ可通过高频加热处理减少这一现象[9-10]ꎮ软化效果是影响刨切质量的重要因素ꎬ软化不到位会导致刨切时啃丝起毛ꎻ软化程度过度会破坏竹材结构ꎬ影响竹材的色香味等性能ꎮ2 1 2㊀方材刨切与精加工刨切工序是影响薄竹质量的直接因素ꎬ如刨切方向㊁刀具精度等工艺参数ꎮ与胶合木方相比ꎬ胶合竹方硬度高㊁脆性大ꎬ受含水率影响大ꎬ刨切时更易出现超前劈裂[14]ꎮ竹材含水率较低㊁软化时间短㊁竹方内部温度不均匀等因素会造成材料软化不到位㊁不均匀的现象ꎬ引起刨切薄竹厚度不均㊁表面啃丝起毛等缺陷[2ꎬ9]ꎮ竹方软化后刨切需保持温度在40ħ以上ꎬ温度过低会导致刨切阻力过大ꎬ薄竹厚度不均ꎻ刨切方向需保持横向刨切ꎬ纵向顺纹刨切会造成超前劈裂ꎬ影响刨切质量[2ꎬ7ꎬ14]ꎮ在一定的竹方硬度和薄竹厚度要求下ꎬ调整刀刃与竹方纤维的夹角ꎬ可以降低刨切阻力和刀具损耗ꎬ提高刨切表面质量[14]ꎮ刨切成型后的薄竹需要进行砂光㊁干燥㊁染色等处理ꎬ以防止薄竹霉变ꎬ并满足下游厂家的需求ꎮ研究人员将干燥后尺寸较小㊁含水率为20%~30%的刨切薄竹与无纺布粘贴ꎬ横向拼宽制成大幅面刨切薄竹ꎬ可提高薄竹横向抗拉强度ꎬ减少薄竹开裂变形㊁发霉变色问题的出现[2ꎬ7ꎬ16]ꎮ在薄竹加工过程中会产生霉变等影响表面质量的现象ꎬ可以通过漂白和碳化处理ꎬ提高薄竹利用率ꎻ为满足市场对板材颜色的需求ꎬ竹材染色逐渐发展起来ꎬ利用水溶性染料在一定温度和酸碱环境下与薄竹结合ꎬ可以制备颜色均匀的彩色薄竹[17-18]ꎮ另外ꎬ还有许多增加薄竹产品附加价值的工艺ꎬ例如可以将薄竹进行阻燃处理ꎬ扩大其应用范围ꎻ将薄竹与激光雕刻技术相结合ꎬ即可以雕刻各种图案和文字ꎬ又能利用高温碳化产生焦褐色图案ꎬ同时实现颜色变化与立体美感[19]ꎮ2 2㊀刨切竹展平材2 2 1㊀竹展平材制备与预处理原竹呈圆筒形ꎬ具有尖削度ꎬ在制备常用的竹条或竹篾等单元时浪费较多ꎮ随着软化㊁展平技术的进步和竹材专用机械的发展ꎬ将竹筒和弧形竹片展平成片状材料成为可能ꎬ大大提高了竹材利用率ꎬ也为展平刨切薄竹奠定了基础[20]ꎮ根据成品表面质量ꎬ可将展平竹分为有刻痕展平竹和无刻痕展平竹ꎬ根据展平方向又有纵向展平和横向展平之分ꎬ根据生产工艺不同又分为直接展平和软化后展平ꎻ展平竹的处理方式与展平材的外观质量㊁力学性能㊁成品率和生产能耗紧密相关[21]ꎮ为提高展平质量和成功率ꎬ通常在竹材软化后进行展平ꎬ软化工序是影响展平质量最重要的因素之一ꎮ软化主要是通过降低竹材玻璃化转变温度ꎬ使之在一定温度下改变其含水率和表面形态ꎬ降低弹性模量ꎬ增大塑性变形ꎬ使竹材变软[22]ꎮ软化方法分为物理软化法和化学软化法ꎬ常见的物理软化法如水煮软化㊁高温软化㊁高频微波软化㊁表面状态改变协助软化ꎬ是通过水分和热量加速纤维素和半纤维的热解ꎻ化学软化法常用试剂为氨水㊁尿素㊁碱液等ꎬ通过使细胞间层产生明显分离和改变纤维素㊁半纤维素㊁木质素含量ꎬ达到快速软化[23-24]ꎮ竹材软化后ꎬ按照生产工艺和成品需求进行去青㊁去黄等处理ꎬ再通过展平辊压设备进行展平ꎮ在展平技术发展初期ꎬ常见有刻痕展平ꎬ通过在竹黄侧刻线槽以降低弹性模量和竹黄侧开裂现象ꎬ实现竹材展平ꎻ随着展平设备和软化技术的发展ꎬ逐渐实现了纵向和横向的无刻痕展平[22ꎬ25-26]ꎮ展平后的竹板材需要经过定型处理ꎬ防止板材回弹ꎮ展平过程使薄壁细胞受到挤压ꎬ密度和纤维体积分数增加ꎬ因此竹展平材的硬度㊁强度和尺寸稳定性得到不同程度的提升ꎬ为后续刨切薄竹提供了材料基础[27-29]ꎮ2 2 2㊀竹展平材刨切与精加工展平材刨切薄竹的加工过程与竹集成材刨切薄竹类似ꎬ薄竹质量受刨切过程中温度㊁刀具角度㊁刀具精度㊁刨切方向的影响ꎮ刨切时的工艺参数与展平材的硬度㊁含水率㊁温度以及成品厚度要求有关ꎮ展平材刨切薄竹可以直接刨切展平材ꎬ也可将展平材横向拼宽或胶合成竹方刨切ꎬ竹展平材刨切薄竹能够将竹材利用率从35%提高到55%[11]ꎮ展平材刨切薄竹不受胶黏剂的影响ꎬ但因厚度较薄ꎬ水分会从端部开始迅速丧失而发生卷曲甚至变形和开裂ꎬ故刚刨切出来的薄竹ꎬ需立即对其进行后续处理ꎮ除了适用上述传统薄竹的后期处理工艺外ꎬ展平竹刨切的薄竹格外需要增加横向抗张强度ꎬ防止在人工操作过程中发生纵向劈裂ꎬ常见的增强工艺为粘贴无纺布等柔性材料ꎬ通过粘贴大幅面的无纺布ꎬ将窄幅面的刨切薄竹拼宽成所需的大尺寸的同时增强横向抗张强度[30]ꎮ展平竹刨切薄竹可以基本排除胶黏剂的影响ꎬ但在进行拼宽㊁拼花等工艺时需注意薄竹的花纹㊁颜色㊁光泽等适配性ꎬ以及厚度尺寸公差应在0 05mm以内ꎬ以避免表面不平整影响美观[31]ꎮ3㊀刨切薄竹应用目前ꎬ刨切薄竹已创新应用于很多领域(图2)ꎬ应用形式主要有4种ꎬ包括薄竹饰面板㊁薄竹胶合板㊁薄竹复合圆管㊁薄竹编织板ꎮ其中ꎬ薄竹饰面板韧性好㊁透光性好ꎬ主要用作装饰贴面㊁灯罩㊁名片等ꎻ薄竹胶合板不易开裂㊁强度好ꎬ主要应用于包装盒工艺品(图2a)等ꎻ薄竹复合圆管不易变形㊁霉变ꎬ主要应用于茶叶㊁米等的包装ꎻ薄竹编织板(图2b)装饰感强ꎬ常应用于装饰贴面[32]ꎮ薄竹常与其他材料复合使用ꎬ或经过阻燃等处理以及与激光雕刻㊁彩色打印等工艺结合ꎬ可以增加产品附加值ꎮ西班牙首都马徳里机场的天花板即采用了经阻燃处理后的刨切薄竹制成的多层胶合板ꎬ刨切薄竹也不同程度地应用在了意大利王储休息室装修工程和美国纽约音乐厅的装修工程中[7ꎬ33]ꎮ薄竹与激光雕刻和彩色打印技术结合的创意产品ꎬ如浙江森瑞竹木有限公司开发了«孙子兵法»«论语»等彰显中国传统文化的刨切薄竹全竹书籍ꎬ从封面到内页都使用了薄竹作为主体材料[19]ꎮ浙江农林大学的录取通知书(图2c)是全国首次采用全竹材制作的录取通知书ꎬ镶夹超轻锦纶的双层刨切微薄竹厚度仅为0 33mmꎬ正反两面的图案与文字内容均使用彩色打印技术打印而成ꎬ使用此技术的还有薄竹书签㊁名片等的设计制作[19ꎬ34]ꎮ在实现无胶生产的刨切竹展平材的发展中ꎬ薄竹逐渐应用于快消品领域ꎬ例如福建南平 龙竹科技 创新研发了薄竹缠绕工艺ꎬ在吸管(图2d)和容器等方面得到了广泛应用[35-36]ꎮ注:a)薄竹手机壳ꎻb)薄竹编织板ꎻc)薄竹录取通知书ꎻd)薄竹缠绕吸管ꎮ图2㊀刨切薄竹的创新应用Fig 2㊀Innovativeapplicationofslicedbambooveneer4㊀研究展望目前ꎬ刨切薄竹主要是刨切竹集成材ꎬ应用于装饰贴面领域ꎬ只占据生活用品领域的少量市场ꎮ随着绿色低碳和可持续发展理念成为国际共识ꎬ刨切薄竹将迎来更多发展机遇ꎮ为拓宽刨切薄竹的应用领域ꎬ今后应从以下方面开展深入研究和应用创新ꎮ1)无胶化技术ꎬ保障刨切展平竹可持续发展ꎮ随着可持续发展和绿色生产理念的逐步深化ꎬ得益于竹展平技术的发展ꎬ展平刨切薄竹的创新与发展具有巨大潜力与价值ꎮ在展平刨切薄竹的基础上ꎬ通过高分子复合或环保材料改性等方式ꎬ按需改善薄竹性能将是未来薄竹的发展趋势ꎬ也是拓展应用方式的途径ꎮ2)标准化生产ꎬ促进薄竹性能稳定与生产工艺成熟ꎮ薄竹与相关竹制品的国际标准数量少ꎬ适用范围窄ꎬ薄竹相关产品特别是展平刨切薄竹的产品工艺不够成熟ꎬ受机械和材料材性的影响较大ꎬ跟不上薄竹与其应用的快速发展ꎬ也无法满足竹制品国际贸易迅速发展的需求ꎮ加快建设刨切薄竹生产的标准化流程和专业化机械ꎬ攻克工艺参数的影响机制ꎬ是提高薄竹成品率的基础ꎻ推动薄竹及相关产品标准的建立与修订ꎬ是促进薄竹产业化ꎬ推动竹产业健康㊁可持续发展的重要举措ꎮ3)创新化应用ꎬ拓展应用渠道ꎮ目前刨切薄竹的应用主要集中在装饰贴面领域ꎬ基于竹材的强度和薄竹的厚度ꎬ借鉴硬纸等材料的应用ꎬ可以将其应用扩展到工艺品㊁快消品等领域ꎮ比如ꎬ利用薄竹的硬度和透光性ꎬ可将其制作灯罩创新发展灯笼㊁工艺灯等ꎻ也可以结合激光雕刻和彩色打印技术ꎬ配合合理有效的宣传ꎬ占据明信片等快消品市场ꎮ同时ꎬ随着竹展平技术的发展ꎬ展平刨切薄竹因无胶可用于制作餐盘㊁吸管等环保要求更高的食品接触材料领域ꎮ4)利用现代化宣传手段ꎬ拓宽宣传渠道㊁接轨现代化网络ꎮ随着越来越多的企业开始采用抖音 小红书 等社交软件来吸引客户ꎬ竹产业也应利用这些现代化的宣传手段来提高品牌知名度和占据市场份额ꎬ从而更好地宣传竹材这一绿色材料ꎬ更好地了解和满足消费者需求ꎮ参考文献[1]㊀冯鹏飞ꎬ李玉敏.2021年中国竹资源报告[J].世界竹藤通讯ꎬ2023ꎬ21(2):100-103.[2]李延军ꎬ杜春贵ꎬ刘志坤ꎬ等.刨切薄竹的发展前景与生产技术[J].林产工业ꎬ2003(3):36-38.[3]李延军ꎬ刘志坤ꎬ杜春贵ꎬ等.刨切微薄竹的发展前景及经济效益分析[J].林业机械与木工设备ꎬ2003(2):20-21.[4]程瑞香ꎬ许斌ꎬ张齐生.无纺布强化刨切微薄竹贴面地板的研究[J].中国人造板ꎬ2006(1):10-12.[5]全国竹藤标准化技术委员会.竹单板:LY/T2222 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提高刨花板尺寸稳定性的研究——刨花预处理和刨花板的后期热处理
提高刨花板尺寸稳定性的研究——刨花预处理和刨花板的后
期热处理
余德新
【期刊名称】《中南林业科技大学学报》
【年(卷),期】1992(000)002
【摘要】无
【总页数】1页(P133)
【作者】余德新
【作者单位】无
【正文语种】中文
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软化处理对桉木刨切单板质量的影响
软化处理对桉木刨切单板质量的影响徐煜智;王宝金;沈毅;吴进;冯磊;于浩【摘要】为改善刨切厚单板质量,减少水热处理时间,采用带实时喷蒸加热功能的刨切试验装置,在冷水浸泡、冷水浸泡再喷蒸加热、水煮软化和水煮软化再喷蒸加热4种条件下对桉木进行刨切试验,刨切厚度为1~6 mm.结果表明:单板表面粗糙度为4.29~14.30μm,随刨切厚度的增加而增加,其中横纹方向表面粗糙度大于顺纹方向,但都能满足GB/T 13010-2006的要求;单板背面裂隙度在刨切厚度为2~6mm时变化幅度不大.相对于未喷蒸加热的情况,采用实时喷蒸加热刨切的单板横纹表面粗糙度、顺纹表面粗糙度和背面裂隙度的最大降低百分率分别为11.55%、23.12%和28.06%,表明采用实时喷蒸加热处理对改善单板质量效果明显;其中,在水煮软化再喷蒸加热的条件下,刨切单板表面粗糙度和背面裂隙度最小.%In order to improve the quality of sliced thick veneers and to reduce the hydrothermal treatment time,a veneer slicer with the function of real-time steam injection heating was used for slicing experiment of eucalyptus.This experiment was conducted under the four kinds of softening conditions,namely,soaking in cold water,steam heating after soaking in cold water,water-boiling and steam heating after water-boiling.The surface roughness of veneers were 4.29-14.30 μm,and increased gradually with the increase of slicing thickness,the surface roughness perpendicular to grain was larger than that parallel to grain,but all of them could meet GB/T 13010-2006.The change of back clearances tended to be smooth when the slicing thicknesses were 5-6 pared with the condition of non-steam heating,the quality of veneers sliced with real-time steam heatingcould be improved obviously,and the maximum reducing percentage of surface roughness perpendicular to and parallel to grain and back clearance were 11.55%,23.12% and 28.06%,respectively.The surface roughness and the back clearance of veneers were both the smallest under steam heating after water-boiling.【期刊名称】《东北林业大学学报》【年(卷),期】2017(045)008【总页数】5页(P61-65)【关键词】桉木;软化处理;喷蒸加热;刨切质量【作者】徐煜智;王宝金;沈毅;吴进;冯磊;于浩【作者单位】南京林业大学,南京,210037;南京林业大学,南京,210037;镇江中福马机械有限公司;南京林业大学;南京林业大学;南京林业大学【正文语种】中文【中图分类】S784现阶段我国实木家具需求量增加而森林资源匮乏,为了解决这种供需矛盾,实木贴面工艺开始兴起。
杨树树皮刨花板工艺与性能研究
杨树树皮刨花板工艺与性能研究杨志慧;程利娟;孙照斌;徐凤娟【摘要】研究了以脲醛树脂胶为胶黏剂的杨树树皮刨花板的加工工艺和性能.结果表明:树皮与杨木刨花配比为6∶4、密度为0.8 g/cm3,施胶量为12%、热压时间为8 min时,树皮刨花板的各项物理性能最优并达到了GB/T 4897.3-2003普通刨花板国家标准的要求.【期刊名称】《林业机械与木工设备》【年(卷),期】2017(045)007【总页数】5页(P40-44)【关键词】杨树树皮;脲醛树脂胶;刨花板;工艺参数;板材性能【作者】杨志慧;程利娟;孙照斌;徐凤娟【作者单位】河北隆化国有林场管理处茅荆坝林场,河北隆化 068150;河北隆化国有林场管理处茅荆坝林场,河北隆化 068150;河北农业大学,河北保定 071000;河北农业大学,河北保定 071000【正文语种】中文【中图分类】TS621在森林采伐、贮木场作业、木材加工等过程中,往往有大量的树皮被丢掉。
除了一些特殊的树皮用于特殊用途外,其余树皮往往被看成是废料,而且处理这些废料费时费力。
过去有些国家用树皮做燃料或堆肥,利用率最高的也只达到50%。
20世纪60年代以来,前苏联、德国、加拿大、美国和我国的一些学者都相继对树皮的利用进行了深入研究,为树皮的综合利用提供了多种途径[1-10]。
杨树树皮约占木材材积的12%~15%,若能将其充分利用,则能大大提高林业生产的经济效益。
目前针对杨树树皮开发利用的研究报道相对较少,本研究以杨树树皮为主要原料制备树皮刨花板,旨在为杨树树皮的综合利用提供参考[11-12]。
(1)杨树树皮:采自河北保定涿州地区的741转抗虫基因和741非转抗虫基因两种杨树,树皮风干后打碎;形态为长2~10 mm、宽1~2.5 mm、厚0.6~0.8 mm,含水率为6%。
(2)杨木刨花:新鲜杨木单板用粉碎机粉碎成刨花后,进行筛选、干燥,备用。
刨花形态为长2~15 mm、宽1~3 mm、厚0.5~0.8 mm,含水率为5.5%;(3)胶黏剂:外购脲醛胶(UF树脂胶),固含量48.6%,pH 7.5,黏度:涂4杯,52s;(4)固化剂:氯化铵(分析纯);(5)填料:面粉。
板坯结构及单板处理对多层杨木复合地板变形的影响
实木复合地板一种是以实木拼板或单板为面层,实 木条为芯层,单板为底层制成的企口地板(三层实木复 合地板),另一种是以单板为面层,胶合板为基材制成 的企口地板(多层实木复合地板)。有统计数据显示, 从2000年开始实木复合地板产量平均每年以30%的速 度增长。2007年总产量达到7500万m2,占木地板总量 的21%川,已成为我国木地板产业的主导产品之一。 地板在使用过程中的尺寸稳定性、抗变形、抗开裂 等是衡量地板质量的重要指标。多层实木复合地板以胶
【10胨超,余运杰,袁茂强.新型环式拌胶机的研究【J】.湖南农机。
2001.(5).
f6】杨琼,施金国。刀刃锋.劬花板滑供胶系统工艺控制探谢J】.林业机械与
s劬ctI玳could
r锄oVed
豁删ch越possible,t11lls
the in・plane
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4结论
(1)多层杨木复合地板由于结构上的不对称性,存 在着拉伸与弯曲之间的耦合效应,即板材面内应力会引 (下转第13页)
万方数据
冰材加工机械
2009年第4期
表3拌胶机产量方差分析结果
The GLM Procedure
1990,(5).
木工设备.2007,35(5). f7】谢敏芳.新型0SB拌胶机工作参数对OSB力学性能的影响【J】.福建 林学院学报.2007.(3). 【8】魏起华.新型定向结构板拌胶机的发展【J】.林业机械与木工设备. 2005,(8). 【9】谢敏芳.新型定向结构刨花板拌胶机的系统分析【J】.林业机械与木 工设备,2005,(9).
杨木刨片层积材制造工艺因子研究的开题报告
杨木刨片层积材制造工艺因子研究的开题报告一、研究背景随着现代科技的持续发展,新型材料的研发和创新成为推动科技进步和工业发展的重要方向之一。
杨木刨片层积材是一种新型的材料,相较于传统实木材料具有更好的磨损性、抗压性、湿度适应性等特点,被广泛应用于家具、地板、窗框等领域。
然而,在杨木刨片层积材的制造过程中,存在许多影响其质量和性能的因素。
如何调控这些因素,使得杨木刨片层积材的制造达到最高的质量标准,是本研究的重点。
二、研究目的本研究旨在通过对杨木刨片层积材制造工艺因素的分析和研究,找出影响其制造质量和性能的主要因素,进而制定出一套完整的制造工艺流程和技术规范,以提高杨木刨片层积材的制造效率和质量。
三、研究内容1.对杨木刨片层积材制造工艺因素进行归纳和整理,主要包括木材的选材、刨片、干燥、加工和组装等工艺过程的影响因素;2.通过实验方法,探究每一项工艺因素对杨木刨片层积材的制造质量和性能的影响;3.制定出一套完整的杨木刨片层积材制造工艺流程和技术规范,并进行实际操作验证其有效性和可行性;4.分析和总结实验结果,提出改进建议,完善制造工艺和技术规范。
四、研究方法和实验设计本研究采用实验方法,通过对杨木刨片层积材制造工艺因素的分析和研究,对每一项因素进行实验验证,筛选出对制造质量和性能影响最大的因素,并在实验的基础上制定出一套完整的制造工艺流程和技术规范。
实验设计中,选用具有代表性的杨木刨片,按照一定的规格和标准刨片,并通过不同的处理方法(如预热、蒸汽处理、真空干燥等)对其进行加工,制作成杨木刨片层积材。
然后,对制造出的材料进行物理力学性能测试和微观结构分析,以评估其制造质量和性能。
五、预期结果和意义通过研究和掌握杨木刨片层积材制造工艺因素的影响,制定出一套完整的制造工艺流程和技术规范,可以提高杨木刨片层积材的制造质量和性能,促进其在家具、地板、窗框等领域的应用,推动新型材料的研究和创新,并促进传统工艺的升级和改进。
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软化处理对杨木刨切单板的影响研究
本研究针对铅笔杆材的松脆性和尺寸稳定性要求,以苏北意杨作为研究对象,选取4种化学药剂对杨木刨切板进行软化处理,并检测其物理力学性能,旨在探索适用于意杨铅笔板的改性处理方法。
一、材料与方法
1.试验材料及设备
试验材料:意杨(Populuseuramericana)刨切板,由江苏丰县飞龙木制品厂提供,规格183mm×73mm×5.12mm,无节子、无变色等缺陷,初始含水率为6%~10%。
化学药剂:乙二胺:99.0%,成都市科龙试剂厂;氨水:25%~28%,NaOH:96.0%,乙酸(冰乙酸):99.5%,南京化学试剂有限公司。
实验装置:加压浸渍罐、力学试验机、恒温恒湿箱、电子天平、干燥箱、偏光显微镜等。
2.实验方法
为确定意杨单板软化处理的最佳工艺条件,在参考相关文献的基础上,本试验选择软化剂、软化温度、软化时间和加压压力4个因素为变量,设定4个水平(表1),采用L16(44)进行正交试验设计。
为减少由含水率不均引起的浸渍差异,先将杨木刨切单板泡水24h,然后将配置好的软化剂溶液加热到各个温度水平,再放入杨木单板在进行加压浸渍,注意杨木单板一定要全部浸入软化剂溶液中;待达到软化时间后,取出试件水洗2min,放置在干燥无酸的环境里气干3d,然后放到烘箱先在60℃温度下烘4h、再在80℃烘6
h,随后对处理试件进行物性测定。
试件硬度的测定:按照GB1940—91木材硬度试验方法,采用万能力学试验机,将试样放在实验机座上,测试所用钢球直径11mm,速度0.5mm/min,压入深度为2.75mm,记录荷载的数字。
试件抗弯弹性模量按GB/T1657—1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》进行测定。
试件密度、24h吸水率、尺寸稳定性均按GB/T1657—1999有关试验方法进行测定。
试件尺寸:50mm×50mm×5.12mm。
微观构造:采用OLYMPUS—BX41偏光显微镜观察试件显微构造并拍照。
二、结果与分析
1.最佳工艺参数的确定
铅笔板用材需要刚度大、变形小、偏脆性的木材,因此本实验以抗弯弹性模量为主要考察因子,优选出最佳工艺参数。
软化处理后杨木单板抗弯弹性模量的极差和方差分析结果见表2、3。
由表2可见,各因素影响主次顺序为D>A>B>C,即加压压力影响最大,软化剂种类和软化温度其次,软化时间影响相对最小。
从表3可见,加压压力在0.034水平上对杨木单板抗弯弹性模量的影响显著,软化剂种类对杨木单板抗弯弹性模量的影响不显著,软化温度其次,软化时间的影响相对较小。
由此得出最佳的软化工艺参数条件为:加压压力为0.6MPa,软化剂为25%氨水,软化温度为60℃,软化时间为50min。
2.处理前后物理力学性能对比
1)抗弯弹性模量和硬度
本试验主要测定软化处理单板抗弯弹性模量和硬度的变化,并与未处理材对比表征软化效果。
由图1可知,经过处理后的杨木单板抗弯弹性模量均有一定程度的降低,其中25%氨水处理的衰减的最少,下降幅度为13%,最接近椴木的MOE值(椴木的MOE值约为10067MPa[6]);其他3种软化剂处理板材的MOE下降幅度较大,材质劣化明显。
由图2可知,经过处理后的杨木单板硬度都有较大程度降低,其中25%乙二胺处理材硬度下降最明显,但各组软化剂处理单板之间硬度值差异不大;产生这种现象的主要原因可能是:化学药剂和温度的协同作用,使部分纤维素、半纤维素溶解,木素稍有降解。
由此可知经这4种化学药剂处理后,杨木单板的抗弯弹性模量和硬度都不同程度的降低,杨木单板的刚度下降变形增加,但软化剂种类对单板抗弯弹性模量的影响更明显。
2)密度
未处理单板和软化单板的密度测定结果如表4所示。
由表4可见,经软化处理的单板的密度均有不同程度的降低,相应的软化处理前后密度变化率均为负值;变化率最大是25%氨水,最小的为25%乙二胺。
说明杨木单板经软化处理后质量有所损失,密度降低。
3)24h吸水率
未处理单板和软化单板的24h吸水率测定结果如表5所示。
由表5可见,软化后单板的24h吸水率比未处理单板增大了许多,相应的软化处理前后24h吸水率变化率为正值,变化率最大的是10%
NaOH处理的单板,其吸水率增加了38.4%;最小的是25%乙酸,增加了15.8%。
原因可能是木材经过化学药剂处理后,部分纤维素、半纤维素水解,部分木素降解,吸水性增加。
4)尺寸稳定性未处理单板和软化单板的尺寸稳定性测定结果如表6所示。
由表6可见,软化处理单板的长度增长率、长度收缩率、厚度增长率、厚度收缩率均比未处理材小,相应的各方向的变化率为负值。
其中乙二胺和氨水处理单板在长度增长率的变化率最大,为48%,乙二胺的长度收缩率的变化率甚至达到50%。
而乙酸处理单板在厚度方向上的变化率最大,其原因可能是乙二胺和氨水为碱性,与半纤维素反应明显,而乙酸为弱酸,对木质素降解作用更明显些,因此,处理后板材在各方向上的尺寸变化率表现不一致。
总体上软化后的单板抗胀缩能力明显增强,尺寸稳定性显著提高。
3.微观构造对比
选取了软化效果最佳的单板进行显微切片,观察软化处理对组织构造的影响。
由图3可以看出,软化处理后杨木组织中薄壁细胞的细胞壁变得膨润,边界不清,细胞形状扭曲;导管产生了较大的变形和破损;胞间层变皱变松,部分甚至破损。
这些变化表明软化处理使单板组织结构变得更松软,软化处理明显减弱了细胞壁的骨架作用。
三、结论
(1)试验确定了杨木单板的最佳软化工艺参数为:软化剂为25%氨水,软化温度为60℃,软化时间为50min,加压压力为0.6MPa。
(2)软化处理后单板的密度、硬度、抗弯弹性模量
均不同程度降低,材质下降,尺寸稳定性均好于未处理单板,达到了预期软化的目的。
软化处理能有效提高杨木单板的松脆性,从而将会减少铅笔杆加工过程中不光滑和起毛现象。
(3)微观构造观察表明,软化处理后杨木的细胞壁膨润,细胞形状模糊,管孔变形和破损,材质变软,使木材更易卷削。
因此,采用化学药物对铅笔板进行改性处理效果明显,具有较好的发展前景。
(本文图、表略)
本文作者:肖飞饶文彬魏娟关明杰单位:南京林业大学材料科学与工程学院江苏苏美达国际技术贸易有限公司。