用于裝飾型材基材的增強(qiáng)型單板層積材的研發(fā).pdf

1、全球工業(yè)化和現(xiàn)代化的快速發(fā)展，珍貴的森林資源日漸緊缺，使得能夠廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外裝飾裝修等場(chǎng)所的大徑級(jí)原木資源日漸稀缺，再加上人們對(duì)于大自然的熱愛和回歸綠色生活環(huán)境的追求，刺激人們尋求珍貴木材合理有效的綜合利用，并不斷尋找較好的替代品來填補(bǔ)這一缺口。因此，利用小徑級(jí)速生材加工成單板層積材，再制得裝飾型材產(chǎn)品具有廣泛的前景和市場(chǎng)。然而，此類以單板層積材為基材的裝飾型材也存在著一定的不足，因其順紋方式組坯存在各向異性；單板的橫紋抗拉強(qiáng)度差，產(chǎn)

2、品經(jīng)銑削后得到的裝飾型材產(chǎn)品在較薄處的表面易出現(xiàn)開裂等缺陷。所以，進(jìn)一步提高以單板層積材為基材的裝飾型材的產(chǎn)品質(zhì)量，在節(jié)約木材資源、提高產(chǎn)品附加值、提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等方面具有重要意義。
　　本論文基于裝飾型材基材的增強(qiáng)型單板層積材為目標(biāo)，以桉樹單板、脲醛樹脂膠、無(wú)紡布為原材料制備增強(qiáng)型單板層積材。研究不同類別的無(wú)紡布的增強(qiáng)效果，篩選出對(duì)無(wú)紡布表面處理效果較好的偶聯(lián)劑、施膠量；優(yōu)化了無(wú)紡布增強(qiáng)型單板層積材的制造工藝，并將無(wú)紡布增強(qiáng)

3、型單板層積材用于裝飾型材的生產(chǎn)應(yīng)用。運(yùn)用傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）、掃描電子顯微鏡（SEM）等儀器分析了無(wú)紡布對(duì)單板層積材的增強(qiáng)機(jī)理。本研究主要獲得以下幾點(diǎn)結(jié)論：
　　（1）在傳統(tǒng)的熱壓工藝條件下，以無(wú)紡布種類、偶聯(lián)劑種類、施膠量為影響因素采用正交試驗(yàn)L9（34）進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明：板材經(jīng)親水性PP無(wú)紡布、硅烷偶聯(lián)劑KH-560處理后、施膠量為260g·m-2時(shí)，其靜曲強(qiáng)度、彈性模量和水平剪切強(qiáng)度等性能最佳。
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4、2）采用親水性PP無(wú)紡布、硅烷偶聯(lián)劑KH-560處理和施膠量為260g·m-2，進(jìn)一步以熱壓時(shí)間、壓力、溫度為影響因素，采用正交試驗(yàn)方案L9（34）進(jìn)行優(yōu)化熱壓工藝參數(shù)，結(jié)果表明，較佳的熱壓工藝參數(shù)組合為：熱壓壓力1.0MPa、熱壓溫度125℃、熱壓時(shí)間1.0min·mm-1，在此工藝參數(shù)條件下制得的增強(qiáng)型單板層積材的各項(xiàng)物理力學(xué)性能的平均值為：靜曲強(qiáng)度：49.40MPa、彈性模量：7126.12MPa、水平剪切強(qiáng)度：1.41MPa，達(dá)

5、到單板層積材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T20241-2006）中規(guī)定的結(jié)構(gòu)用材70E優(yōu)等品的標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　（3）以親水性PP無(wú)紡布增強(qiáng)型單板層積材為基材制備的裝飾型材在各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)上均能達(dá)到出口國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且通過對(duì)比普通單板層積材為基材的裝飾型材的物理力學(xué)性能和外觀質(zhì)量，以無(wú)紡布作為增強(qiáng)材料生產(chǎn)的裝飾型材，其橫紋抗拉性能在一定程度上得到了增強(qiáng)（水平剪切強(qiáng)度提高9.22％，彈性模量提高13.34%），有效地防止產(chǎn)品表面出現(xiàn)裂紋等不足，

6、且增強(qiáng)后的產(chǎn)品合格率也得到提高，達(dá)到了預(yù)期的目的。
　?。?）采用傅里葉變換紅外光譜分析，對(duì)比分析了脲醛樹脂膠、親水型PP無(wú)紡布、偶聯(lián)劑、桉樹單板以及增強(qiáng)型單板層積材的膠接面（脲醛樹脂膠、PP無(wú)紡布、偶聯(lián)劑、桉樹單板以及增強(qiáng)型單板層積材的混合物）的譜圖，可以得出：原先在KH-560的紅外光譜圖1191 cm-1處的Si-O-Si特征峰以及906 cm-1處的環(huán)氧基吸收峰，與脲醛樹脂膠和親水性PP無(wú)紡布在熱壓條件下處理后，在1191

7、cm-1處的吸收峰變得不明顯，說明KH-560發(fā)生水解反應(yīng)，使得KH-560中的Si-O-Si鍵與其他物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)；在906cm-1處的環(huán)氧基吸收峰消失了，說明 KH-560中的環(huán)氧基發(fā)生了開環(huán)反應(yīng)，并有可能已與其他物質(zhì)的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生化學(xué)鍵的交聯(lián)。這兩個(gè)主要特征峰和其他特征峰的出現(xiàn)或消失在一定程度上說明了KH-560與親水性PP無(wú)紡布和脲醛膠樹脂的表面存有發(fā)生接枝反應(yīng)的可能性。
　?。?）利用掃描電子顯微鏡對(duì)增強(qiáng)型單板層積材

8、的膠接面進(jìn)行觀察，在偶聯(lián)劑處理前后，板材的膠接面處呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)，于相同倍數(shù)下觀察對(duì)比可知：不同偶聯(lián)劑的處理對(duì)于親水性 PP無(wú)紡布與脲醛樹脂膠與單板的結(jié)合程度的影響有著不同的效果，施加硅烷偶聯(lián)劑KH-560的結(jié)合效果最好，親水性PP無(wú)紡布纖維與脲醛樹脂膠緊密結(jié)合在一起；其他偶聯(lián)劑處理的無(wú)紡布纖維雖有結(jié)合處，但結(jié)合點(diǎn)較少且無(wú)紡布纖維多呈架空狀；不經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無(wú)紡布與膠層間的結(jié)合程度最差，極少能夠與脲醛樹脂膠相結(jié)合，結(jié)合程度也差，容易被