【摘要】：在木材資源短缺和價(jià)格日益劇增的背景下,竹材作為替代品的存在具有重大的利用價(jià)值。我國是世界竹材資源最豐富的國家,素有“竹子王國”的美譽(yù),尤其是毛竹的產(chǎn)量更是其中之最。但如何解決竹材存在的干縮濕脹變形、易燃性、耐磨性等缺點(diǎn)成了亟待解決的問題。采用浸漬、熏蒸法改性處理竹材是解決上述問題行之有效的方法。故通過三聚氰胺甲醛樹脂(MF樹脂)、硅酸鈉、聚磷酸銨(APP)改性竹材強(qiáng)度、阻燃性、耐磨性及硬度方面的影響,以達(dá)到改善竹材性能的目的。采用浸漬法增密改性竹材抗壓強(qiáng)度。正交試驗(yàn)結(jié)果表明:三因素的影響程度為:濃度時(shí)間溫度。改性后的最佳處理工藝:時(shí)間2h、濃度10%、溫度為80℃,此時(shí)強(qiáng)度最高,但并未有顯著的提高。而浸漬后烘干測得強(qiáng)度有明顯提高,在適當(dāng)?shù)臏囟?80℃),適當(dāng)時(shí)間(2h),適當(dāng)濃度(10%)下更多的MF樹脂滲透到竹子中,竹材強(qiáng)度達(dá)到最高為143.22MPa。MF樹脂改性后不同的含水率對竹子抗壓強(qiáng)度影響不同。對比發(fā)現(xiàn),未改性竹材隨著含水率的增加強(qiáng)度先增加后減少的趨勢,在含水率為5%時(shí)強(qiáng)度最高為98.41MPa。改性后強(qiáng)度隨著含水率增加呈現(xiàn)出遞減趨勢,在烘干狀態(tài)時(shí)強(qiáng)度最高。采用熏蒸法增密竹材,改性后竹材最佳處理工藝:時(shí)間6h、濃度10%、溫度80℃。濃度對強(qiáng)度的極差最大,其次是時(shí)間,溫度對改性竹材的影響最小。在最佳處理工藝條件下竹材改性后強(qiáng)度最高。對比兩種不同的阻燃液(硅酸鈉、聚磷酸銨)對竹子阻燃性能的影響,在反復(fù)浸漬竹材48h時(shí)阻燃時(shí)間達(dá)到最大分別為硅酸鈉207.73s、聚磷酸銨129.50s。浸漬硅酸鈉對竹材阻燃效果更佳。隨著溫度升高竹材內(nèi)部的水分會(huì)逐漸逸出并達(dá)到穩(wěn)定,竹子孔隙率會(huì)隨著水分的蒸發(fā)增加到一定程度后趨于平穩(wěn)。浸漬MF樹脂改性后竹材的孔隙率最低,增密效果更優(yōu)。改性后竹材干縮濕脹變化率為縱向徑向弦向。竹材縱向變化率在濃度為0.3%時(shí)最大,但濃度對縱向變化率影響不大。預(yù)處理方法對竹子徑向、弦向(全干干縮率)變化率影響大。采用對比試驗(yàn):熏蒸法改性后硅酸鈉、聚磷酸銨處理竹材的磨損率為0.88%、1.13%;浸漬法硅酸鈉竹材的磨損率1.11%;APP處理者為1.28%,硅酸鈉增密竹材使其更有利于竹子的耐磨性。熏蒸法改性竹材硬度較浸漬法效果更優(yōu),熏蒸法改性后竹材的硬度,硅酸鈉處理者鉆透時(shí)間為93.77s、聚磷酸鈉處理者鉆透時(shí)間為85.03s;浸漬法硅酸鈉處理的鉆透時(shí)間為82.57s、聚磷酸銨74.20s,固化后的硅酸鈉對竹子硬度起到了促進(jìn)作用。采用浸漬、熏蒸法滲膠增密竹材性能使其應(yīng)用范圍更廣,并為以后研究改性增密竹材性能提供一些參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU531.3
【圖文】：

在一定程度上造成水土流失，資源在很大程度上存在浪費(fèi)。2、竹制品利用過程單一化。伴隨著經(jīng)濟(jì)的增長，竹產(chǎn)品的使用量日益劇增。家具、工藝品及建筑結(jié)構(gòu)用材。大多竹制品為初加工，并未向著高精尖的方向發(fā)初制品價(jià)格低廉、獲益少，故在加工過程中易造成浪費(fèi)現(xiàn)象，竹產(chǎn)品加工未形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。3、竹產(chǎn)品加工企業(yè)特點(diǎn)不明顯，起不到引導(dǎo)帶動(dòng)作用[11]。市場上多為個(gè)體的，整體生產(chǎn)規(guī)模較小，產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，不足以滿足人們對新產(chǎn)品的要求。對不能做出準(zhǔn)確的判定，新信息的規(guī)劃能力不足，而且缺少適銷對路的竹材新產(chǎn)12]。4、存放問題。未經(jīng)處理的竹子在適宜的環(huán)境下存放易產(chǎn)生蟲蛀、霉變、腐爛適宜的環(huán)境也為生物的生長提供了充足的水分與生長條件。產(chǎn)生霉變、蟲蛀等竹子美觀、適用性、耐久性產(chǎn)生影響。

15圖 3-1 竹子平衡含水率竹材在一定的溫度和濕度條件下，其內(nèi)部的水分與空氣中的水分不再進(jìn)行交換而達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的含水率為平衡含水率。試驗(yàn)所用竹材平衡含水率為 8%左右。3.2 竹子干縮濕脹性能竹材作為多孔纖維材料，具有明顯的吸濕、解濕性能。干縮濕脹是竹材固有的物理能。當(dāng)竹子含水率低于纖維飽和點(diǎn)時(shí)，其尺寸和體積會(huì)隨含水率的降低而縮小。從濕到氣干或全干時(shí)的尺寸，與濕材尺寸、體積之比，表示竹材氣干時(shí)或全干時(shí)的線干縮及體積干縮性。

圖 4-1 各因素對改性竹子順紋抗壓強(qiáng)度影響圖 4-1 可知：浸漬溫度對竹子強(qiáng)度影響較大，隨著溫度的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，MF 樹脂在最佳的反應(yīng)溫度（80℃）達(dá)到最大抗壓強(qiáng)度。隨著濃度的增加竹子的強(qiáng)度在不斷減少并在 10%時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最高。浸漬期間并不是溶液濃度越高竹子強(qiáng)度越高，是由于 MF 樹脂的粘度比水的大在浸漬期間濃度越高滲入到細(xì)胞內(nèi)部會(huì)有更大的阻力。即滲透性較強(qiáng)的 MF 樹脂會(huì)使溶液在毛細(xì)管孔隙內(nèi)的粘度增加。因此，較高濃度的樹脂溶液對進(jìn)一步滲透有較高的阻力。浸漬時(shí)間對改性后竹材強(qiáng)度的影響較小。隨著時(shí)間的增加竹材強(qiáng)度先增加后減少在2h 時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最高。MF 樹脂改性竹材后在常溫下靜置，測得的強(qiáng)度沒有顯著性提高。MF 樹脂具有很大的化學(xué)活性，在滲入竹材時(shí)可以進(jìn)行交聯(lián)硬化反應(yīng)從而起到填充竹材密度的效果。在不需別的硬化劑的條件下，可進(jìn)行熱硬化或常溫硬化。在常溫下靜置后竹材會(huì)失去一部分水分，但細(xì)胞內(nèi)仍存在有大量的水分導(dǎo)致改性后竹材強(qiáng)度無明顯提高。因此在以上述

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳俊;;竹子作為土木工程加筋材料的研究現(xiàn)狀[J];人民珠江;2015年03期

2 雍[

本文編號(hào)：2772193