陶瓷化單板及其層積材制備技術研究.pdf

1、木材/無機非金屬復合材料是以木材為基體，無機非金屬物質為添加相材料，通過適當復合工藝而制成的一種新型復合材料。這種材料的研究借鑒了復合材料的理論和技術，利用邊緣學科、交叉學科的優(yōu)勢，不僅可以解決人工林木材力學性能差、容易腐朽、容易燃燒的問題，還為研究開發(fā)新的木質材料加工技術提供了依據(jù)和理論基礎。 本項研究以人工林楊樹木材為原料，采用雙離子擴散方法制備了硅酸鋁無機質復合木材，研究了增重率與浸漬工藝的關系，通過電子顯微鏡和X射線電子

2、能譜儀(EDAX)觀察和分析了無機物質進入到木材內部的途徑和機理，研究了無機質復合木材的耐腐性；進一步采用溶膠-凝膠法對楊木單板進行浸漬處理制備陶瓷化單板，研究了試驗因素對陶瓷化單板增重率的影響，研究了陶瓷化單板的表面性能、阻燃性能和穩(wěn)定性以及偶聯(lián)劑與單板膠合強度的關系；研究了陶瓷化單板層積復合材的優(yōu)化工藝條件，還開展了耐磨性、硬度、阻燃性等物理力學性能方面的研究，與對照材料相比，陶瓷化單板層積復合材料的物理力學性能有明顯的改善和提高。

3、主要研究結果如下： 1.無機質復合木材 常壓下，楊木木材經過無機化合物水溶液處理，一次浸漬平均增重率為5.6％，二次浸漬平均增重率為11.4％；采用真空加壓的方法，有助于提高木材增重率，真空度為-0.095MPa條件下，處理材的增重率是常壓條件下處理材的5倍；在電子顯微鏡下觀察處理材，無機物質能夠滲入到木材內部，進入到導管、木纖維細胞腔內，通過EDAX研究證實，無機質滲透到了木材細胞壁內部。電子顯微鏡觀察防腐試驗的試樣，

4、未處理的對照木材受到真菌侵害，木材內部有菌絲體生長，而無機質復合木材內沒有見到，表明無機質復合木材具有防腐性能。 2.陶瓷化單板 采用真空加壓的方法使陶瓷化單板的增重率比采用常壓的浸漬方式提高了65.33％。較優(yōu)的浸漬工藝參數(shù)為：真空度-0.095MPa，時間30min，加壓壓力1MPa，保持時間30min。陶瓷化單板與未處理單板相比較，24h吸水增重率降低了59.54％，抗水流失性提高了81.64％。熱分解TG曲線和熱

5、分解后的最終存碳率和熱分解溫度表明，陶瓷化單板的阻燃性較對照有顯著性提高。掃描電鏡觀察陶瓷化單板，可以看到凝膠分布于木材的各種細胞中，它們能夠提高復合材料的強度、硬度、尺寸穩(wěn)定性、耐磨性、阻燃性和抗水性等性能。溶膠-凝膠方法處理對陶瓷化單板的性能改善效果顯著。 3.陶瓷化單板層積復合材 較優(yōu)的制備工藝條件是采用酚醛樹脂膠，熱壓壓力1.2MPa、熱壓溫度為135℃、熱壓時間為1.2min/mm、施膠量為200g/m2，施用

6、偶聯(lián)劑可以提高材料的膠合強度。陶瓷化單板層積復合材料與對照膠合板相比：24h吸水率增重率比對照降低了79.9％。力學性能中，表面硬度比對照試樣提高了124.62％，表面耐磨性提高了53.86％，達到了復合地板國家標準的優(yōu)等品，膠合強度和彈性模量分別提高了12.16％和16.50％。 木材/無機非金屬復合材料可以用作建筑材料、室內裝修材料，家具制造，公共場所的木制品，集裝箱底板等工程材料，可以作為特殊用途的耐磨、。阻燃、防腐材料。