基于数字散斑相关法的荻草胶合界面应变分布分析

荻草(Miscanthus sacchariflorus)作为一种天然的生物质材料在复合材料的应用方面具有很大潜力。笔者采用数字散斑相关技术(DSCM),提取三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂(MUF)、酚醛树脂胶黏剂(PF)、脲醛树脂胶黏剂(UF)与荻草形成的3种胶合界面在拉伸剪切过程中的位移场信息,分析不同变形阶段试件的应变分布,以揭示荻草胶合界面的破坏机制。结果表明:加载过程中荻草与胶黏剂的界面两端产生应变集中,应变沿拉伸方向向界面中心扩展,并在界面两端首先出现破坏现象;PF-荻草胶合界面应变集中现象最明显,而MUF-荻草胶合界面剪切应变分布均匀,具有最优的胶合强度。     

三聚氰胺改性脲醛树脂的合成及其在阻燃胶合板中的应用

用质量分数为18%(基于液体树脂)的三聚氰胺和不同缩聚度脲醛树脂制备了三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂,将聚磷酸铵及其他阻燃助剂与MUF共混后得到阻燃胶黏剂并用于制备阻燃胶合板。结果表明,当尿素与甲醛预先缩聚至水洗数为2.5～7.5时,所制MUF树脂的贮存稳定性良好;在MUF中阻燃剂质量分数小于80%时,胶合板的胶合强度满足国家Ⅱ类胶合板标准,甲醛释放量满足E1级标准;用该阻燃胶黏剂制备的阻燃胶合板,经锥形量热仪燃烧试验,其释热速率和释热总量较普通胶合板有显著下降。分析认为,将MUF树脂与聚磷酸铵阻燃剂共混制得的阻燃胶黏剂,其胶合性能和甲醛释放量满足国家标准要求;用该阻燃胶黏剂对胶合板进行表面处理阻燃性能良好。     

丙烯酸酯改性大豆蛋白制备胶黏剂

为有效提高胶黏剂的胶合强度,用丙烯酸酯接枝大豆蛋白进行乳液聚合反应,得到丙烯酸酯改性大豆蛋白胶黏剂;采用FT-IR表征产物,考察丙烯酸酯接枝大豆蛋白胶黏剂的固含量、黏度;通过正交试验确定胶黏剂制备、胶合板样板压制的最佳工艺条件.结果表明:改性大豆蛋白胶黏剂固含量为24.0%～27.3%,耐水性明显高于普通大豆蛋白胶;改性胶黏剂最佳制备工艺条件为p H在8.0～8.5,m(大豆蛋白)∶m(水)∶m(马来酸酐)∶m(引发剂)为80∶150∶3∶10,在该配比下胶合强度最好,胶合板的耐水性提高,胶合强度在0.70 MPa以上,均符合国家标准GB/T 9846—2004Ⅱ类胶合板要求;压制胶合板样板的最佳工艺条件为温度120℃、压强1 MPa、压板时间10 min,胶合板性能最佳,胶合强度达到1.12 MPa.     

淀粉基水性异氰酸酯木材胶黏剂老化机理研究

将淀粉基水性异氰酸酯木材胶黏剂用于结构胶合木的胶接并进行加速老化处理，通过Raman、13C-NMR及GPC分析老化过程中发生的化学及物理变化，以揭示该胶黏剂老化机理。结果表明:在胶膜加速老化过程中异氰酸酯基发生了化学反应，有胺生成随后又分解，而与聚异氰酸酯(PMDI)交联的复合变性淀粉的结构未见改变。加速老化后的胶黏剂中聚乙烯醇(PVA)的高分子链被切断，形成低分子溶于水中，而其他成分没有溶出与降解。     

基于长白山臭冷杉胶合板强度的水性异氰酸酯胶黏剂配比

用水性异氰酸酯胶黏剂压制长白山臭冷杉胶合板,通过检测胶合板的胶合强度,分析聚乙烯醇(PVA)质量分数、甲苯二异氰酸酯(TDI)质量分数、乳化剂用量等因素对水性异氰酸酯胶黏剂胶合性能的影响.利用正交试验方差分析得出各影响因素间的主次关系为TDI质量分数PVA质量分数乳化剂质量分数.当PVA质量分数为10%、TDI质量分数为5%、乳化剂质量分数为30%时,水性异氰酸酯胶黏剂的胶合性能最好,胶合强度达到了0.79 MPa.     

预压缩杨木的动态润湿性

动态润湿性是木质材料的一个重要界面特性,用于描述胶黏剂在木材表面上的润湿行为。笔者采用润湿模型描述动态接触角(θ)在木质基材表面上的扩展过程,模型中利用参数K值来描述胶黏剂在木质基材表面上的动态润湿行为。应用此模型分析了不同压缩工艺条件下脲醛树脂和酚醛树脂的湿润性能;比较了不同压缩工艺参数如压缩率、热压温度和热压时间对动态润湿性的影响。结果表明,润湿模型能够准确地描述胶黏剂在预压缩杨木表面的动态湿润过程。在预压过程中,保压时间是对K值影响最为显著的因素。     

引发剂对硅烷化杨木单板/聚乙烯薄膜 复合材料性能的影响

为分析引发剂对硅烷偶联剂的协同效应,以高密度聚乙烯(HDPE)薄膜为胶黏剂,乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)和引发剂过氧化二异丙苯(DCP)为杨木单板的改性剂,制备硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料。分别采用力学试验机、动态力学分析仪(DMA)和冷场发射扫描电子显微镜分析引发剂DCP用量(0、0.05%、0.10%、0.15%)对复合材料物理力学性能的影响。结果表明:在引发剂DCP的诱导下,硅烷化杨木单板与HDPE薄膜发生了化学交联反应,形成了优良的胶接结构,硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料的力学性能、耐水性能和耐高温破坏性能都显著增强。当引发剂DCP添加量达到0.15%时,复合材料的胶合强度、木破率、静曲强度和弹性模量值分别由1.02 MPa、2%、60.10 MPa、5 102 MPa增加至2.07 MPa、95%、77.20 MPa、6 822 MPa; 吸水率和吸水厚度膨胀率分别由77.80%和5.79%降低至53.75%和4.09%。DMA结果显示,复合材料的耐高温破坏能力随DCP添加量的增加而改善,当DCP用量由0增至0.15%时,复合材料在130 ℃时的储能模量保留率由44.19%提高到88.34%,胶接界面层失效的温度点从147 ℃提高至197 ℃。     

竹材胶合界面的荧光跟踪法表征

采用甲苯胺蓝荧光染色剂对酚醛树脂胶合的碳化竹材、漂白竹材胶合界面进行染色跟踪。以甲苯胺蓝染色剂浓度和染色时间为变化因素,各取3个水平变量,应用图像分析处理技术,对其进行灰度差异值和光谱背景噪声值的拟合计算。结果表明:碳化竹材的荧光染色效果优于漂白竹材,且均在染色剂质量分数0.5%,染色时间30 min时,达到最优值。同时3D灰度图形表征证实,在此条件下胶黏剂与基材立体方向上灰度值有显著性差异,荧光染色更利于计算胶黏剂平均渗透深度。     

木质复合材料防腐方法综述

综述了木质复合材料的防腐方法,介绍并分析了原料选择及单元预处理、制造过程处理及成品处理三大防腐方法及其特点和关键。对由各种木材单元胶合重组的复合材料而言,制造过程防腐处理最为高效便利,但应注意防腐剂与生产工艺及胶黏剂的相容性。提出木质复合材料的防腐应根据其组成单元、结构、用途、生产工艺和所用的胶黏剂,对不同产品选择合适的防腐方法及防腐剂。     

磺甲基酚醛树脂高温交联影响因素及控制方法

考察磺甲基酚醛树脂高温交联的机制及影响因素,提出两种控制磺甲基酚醛树脂高温交联的方法。结果表明:体系的p H值越高,矿化度越大,反应温度越高、时间越长,磺甲基酚醛树脂交联越剧烈;磺甲基酚醛树脂分子间的交联反应主要是酚环上羟甲基(苄羟基)与活泼氢发生脱水缩合生成亚甲基桥的反应;氧化剂和磺化剂可以减少酚环上的羟甲基的数量,在聚磺钻井液中可以有效控制磺甲基酚醛树脂的高温交联,提高钻井液的高温稳定性。     

硼酸锌防腐处理对杨木定向刨花板性能的影响

以速生杨木为木材原料,酚醛树脂(PF)和异氰酸酯树脂(MDI)为胶黏剂,硼酸锌(ZB)为防腐剂,制备了杨木定向刨花板(OSB),以研究ZB添加量（0.5%、1.0%和3.0%）对OSB试板的物理力学性能和防腐性能的影响。结果表明,各试板的物理力学性能均满足我国LY/T 1580—2000《定向刨花板》中OSB/3类板的要求;添加ZB显著提高了试板的防腐性能。添加0.5%的ZB对PF、MDI两种胶黏剂胶合的杨木OSB性能无不利影响。ZB添加量在0.5%~3.0%范围内,MDI胶杨木OSB的力学性能基本随ZB添加量的增加而下降。相同ZB添加量及施胶量的情况下,MDI胶杨木OSB的力学性能优于PF胶杨木OSB。     

硝基苯的电场极化效应及其电还原理论研究

以半经验分子轨道方法计算在点电荷模拟电场中硝基苯的分子结构参数.结果表明正、负电场较大程度地降低了分子的生成热,增加分子的稳定性,改变了极性分子的偶极矩,对极性基团的部分键有较强的活化作用.分子生成热和偶极矩为负电场强度的二次函数.分子生成热与电荷-偶极(20%)和电荷-非偶极(80%)相互作用有关.偶极矩中线性极化占90%,非线性极化约10%.负电场极化效应改变了硝基苯的前线轨道的组成成分,增强了电子和轨道的离域性,为还原反应提供有利的分子轨道,有利于硝基苯的还原.     

林木生物质热裂解液化制备胶黏剂技术经济分析

 将热裂解液化得到的生物油作为清洁化工原料用于制备酚醛树脂胶黏剂是林木生物质高效利用的重要方式。本文介绍了林木生物质热裂解液化制取生物油及生物油制备胶黏剂的技术概况,对比分析了生物油的利用方式,以河北地区年4000t处理量规模为例,对林木生物质热裂解液化生产线设备组成及投资规模、生物油生产成本和生物油替代苯酚制备酚醛树脂胶黏剂的经济效益等进行了探讨。分析表明,河北地区年4000t处理量的林木生物质热裂解液化项目投资约为250万元,生物油的实际生产成本约为1200元/t,将生物油全部用于制备酚醛树脂胶黏剂的直接经济效益至少可达330万元/a。林木生物质热裂解液化制备胶黏剂项目技术经济效益显著,具有良好的发展和应用前景。     

高温中胶合木构件胶缝界面剪切断裂能研究

在氮气保护、温度为20～250℃条件下,开展了120个杨木、花旗松和落叶松-间苯二酚-酚醛树脂(PRF)胶缝界面剪切断裂能试验研究.结果表明:界面剪切断裂能随着温度的升高而降低;当温度为150℃时,由于PRF胶黏剂进一步固化,因此木材-胶黏剂胶缝界面性能提高;当温度高于150℃时,密度较低的杨木和花旗松-PRF胶缝界面断裂能试件的破坏位移下降明显,密度较高的落叶松-PRF胶缝界面断裂能试件的破坏位移相对稳定;20℃时杨木、花旗松和落叶松-PRF胶缝界面的剪切断裂能分别为4.68,5.05,5.37 N·mm-1,100℃时胶缝界面裂缝尖端塑性变形增加,剪切断裂能较初始值分别增加7.2%,6.6%和14.8%,250℃时界面剪切断裂能分别降至0.44,0.46,1.63 N·mm-1.     

SBS改性高黏沥青机理的多尺度表征

结合宏微观试验与分子模拟，对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性高黏沥青的改性机理进行多尺度表征.对比高黏剂质量分数为5%～15.5%的高黏沥青流变性能与存储稳定性的变化趋势，基于红外光谱、凝胶色谱与扫描电镜试验，分析高黏沥青微观形貌、官能团、分子量组成的变化特征.开展分子动力学模拟，分析高黏剂与沥青组分相容性、高黏沥青体系稳定性及高黏剂在沥青中的扩散.结果表明：12%高黏沥青兼具较好的流变性能与存储稳定性；高黏沥青制备中基本无化学反应，5%高黏沥青中交联结构初步形成；轻质油提升SBS与沥青相容性，促进SBS分子在沥青中扩散与均匀分布，增强高黏沥青体系稳定性；高黏剂与芳香分的相容性最好，范德华力在高黏剂与沥青的分子相互作用中起主导作用.     

室内胶合板用生物油-淀粉胶黏剂的合成工艺

以生物油、淀粉为主要原料制备绿色环保、价格低廉的生物油-淀粉胶黏剂(BOSA)并用于室内胶合板的制备。以淀粉乳液浓度、丙烯酰胺、过硫酸铵及生物油加入量作为试验因子,以胶黏剂的胶合强度、固含量和黏度作为评价指标,采用正交试验法优选出合成BOSA的最佳合成工艺。结表表明:当淀粉乳液质量分数为40%、丙烯酰胺为20%、过硫酸铵为2.5%、生物油为20%时,胶黏剂的综合性能最好,储存期达到15 d,胶合板胶合强度(1.44 MPa)达到国家标准GB/T 9846—2004中Ⅲ类胶合板(≥0.7 MPa)要求。     

磷石膏晶须用于造纸涂布的初步研究

磷石膏晶须白度高、密度小,具有成为造纸颜料的可能.本文将磷石膏晶须作为涂布颜料,研究制备60%固含量的低黏度且涂布效果好的晶须涂料.通过分析晶须涂料的性质和涂布纸的性能发现,相比羧基丁苯胶乳和苯丙胶乳,在同等条件下添加占涂料总固含量12%的丙烯酸胶乳胶黏剂,涂布纸的表面强度较高且涂料黏度较低.在胶黏剂占涂料固含量不变的情况下,添加2%的阳离子糊化淀粉代替胶黏剂,有利于提高涂布纸的表面强度,但平滑度和白度有所降低.添加质量为绝干颜料质量5%的尿素作为晶须涂料的降黏剂,涂料的黏度可达824 m Pa·s,降黏效果较明显.晶须涂料与碳酸钙涂料相比,虽然涂布纸的光泽度较低,但油墨吸收值和表面强度较高.     

风电叶片采用不同胶黏剂修补的相容性能差异研究

风电叶片合模粘接工序中缺胶问题一直备受关注,修复材料的性能直接影响叶片修复质量,为此选择2种胶黏剂,对比了两者的工艺基本性能数据和力学性能。胶黏剂1可适合用于风电叶片制造成型合模粘接,也可用于叶片胶黏剂缺陷修复;胶黏剂2适合用于叶片胶黏剂缺陷修复,同时在修复效率和操作条件上优于胶黏剂1。然后通过模拟一种叶片缺胶的修复方式,分别采用胶黏剂1、胶黏剂2对不同缺胶量的玻璃钢试件粘接界面进行拉伸剪切性能测试。研究结果表明,2种不同体系的胶黏剂各性能差异较小,均可满足叶片设计和工艺要求;随粘接面缺胶量增大(20%、40%、60%),试样拉伸剪切强度呈下降趋势;缺胶处使用胶黏剂1进行修补后可使拉伸剪切强度恢复,使用胶黏剂2修补后试样拉伸剪切强度低于胶黏剂1修补。因此,在缺胶处修补时采用同一体系胶黏剂修补的效果较好,更利于保证叶片修复后的质量和性能。     

漆木器修复专用胶黏剂的制备与性能研究

为解决漆木器的修复材料与漆木器本体的不兼容问题,研究一种以生漆为主要原料的胶黏剂,对漆木器生漆饰层的兼容性回贴修复有重要意义。以生漆为原料,通过与壳聚糖的乙酸水溶液、四氧化三铅复配,制备出粘结强度高,固化速度快的生漆基胶黏剂,用于解决漆木器修复材料兼容性的问题。研究了壳聚糖乙酸水溶液的浓度及用量、四氧化三铅的用量对生漆基胶黏剂胶合强度和固化时间的影响,得出胶黏剂的优化配比,并通过热重分析和红外光谱分析对胶黏剂的性能进行研究。优化配比条件下胶黏剂粘结强度达2.38 MPa,固化时间仅需30 min,满足漆木器生漆饰层兼容性回贴修复的要求。     

竹笋壳/脲醛树脂改性淀粉胶黏剂复合材料的降解特性

【目的】研究不同环境中竹笋壳/脲醛树脂(UF)改性淀粉胶黏剂复合材料的质量损失率、结构及微观形态变化等降解特性。【方法】采用自然暴露法、土壤掩埋法、水性培养液法和纤维素酶法对复合材料进行了降解处理,测定了复合材料在降解过程中的质量损失率,并通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)分析了复合材料降解后的相对结晶度、化学结构和微观形貌。【结果】复合材料经过自然暴露、土壤掩埋、水性培养、纤维素酶缓冲溶液浸泡等4种环境降解后,其终质量损失率依次为2.1%、21.7%、25.7%和29.9%,相对结晶度由空白对照组的43.9%依次增大到46.4%、49.7%、53.2%和55.4%,并且特征吸收峰发生了不同程度的降低; SEM分析显示,经过4种环境降解后,复合材料表面变得粗糙,竹笋壳出现了不同程度的破坏,其中以纤维素酶缓冲溶液降解后的变化最为显著。【结论】竹笋壳/脲醛树脂(UF)改性淀粉胶黏剂复合材料在土壤、水性培养液和纤维素酶环境中具有良好的生物降解特性。