木材無膠高強(qiáng)度膠合,是木材膠合的研究前沿,而無膠膠合理論雖然研究較早,但其核心基礎(chǔ)理論仍停留在木質(zhì)纖維中的半纖維素和木質(zhì)素本身具有的膠結(jié)功能,且以此理論研發(fā)的木材無膠膠合技術(shù)存在著結(jié)合強(qiáng)度不足、工序繁瑣、效率低下等缺陷,導(dǎo)致其未被工業(yè)化應(yīng)用。竹材是木質(zhì)纖維材料中的一種特殊原材料,介于木材和草之間。因此,筆者選用竹材為研究對象,通過干法熱模壓嵌合竹纖維粉末的方式,一步成型制備出竹纖維生物板,采用掃描電鏡、納米壓痕儀、顯微CT等現(xiàn)代分析技術(shù),揭示竹纖維干法嵌合的超微機(jī)械結(jié)合和固結(jié)化合機(jī)理,確定竹纖維干法嵌合過程中分子鍵合機(jī)制和竹纖維干法嵌合機(jī)理,且竹纖維生物板具有高密度、高結(jié)合強(qiáng)度、耐水抗熱等優(yōu)點,突破了傳統(tǒng)無膠膠合人造板工藝框架與產(chǎn)品缺陷。具體結(jié)果如下:竹纖維生物板的物理力學(xué)特性研究。干法嵌合竹纖維制備的竹纖維生物板密度均高于1.0 g/cm³,且整體沒有斷裂、分層和受破壞的現(xiàn)象發(fā)生,冷卻時間為90 min,竹纖維干法嵌合溫度為170℃時制備的竹纖維生物板整體結(jié)構(gòu)更為致密,且受力后不易開裂,可以承受溫度的變化,長時間在高溫狀態(tài)下不會出現(xiàn)開裂和變形,表層顏色較為自然美... 

【文章來源】：中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

竹材細(xì)胞壁及化學(xué)成分Fig.1.1Bamboocellwallandchemicalcomposition

博士學(xué)位論文竹纖維干法嵌合機(jī)理研究2竹材因其生長速度快、產(chǎn)量高等特點，是世界范圍內(nèi)最著名的速生植物之一。目前，竹材人工林種植廣泛，已分布于亞洲、非洲、美洲等各個地區(qū)。其中以中國、緬甸以及印度等國家為代表，竹材人工林種植面積達(dá)2200萬hm2，年產(chǎn)量可達(dá)4.5億m3，如圖1.2所示。我國是世界竹類資源第一大國，竹材栽培和利用歷史悠久，在竹類資源種類、面積、蓄積量、竹制品制造和出口等方面均為世界第一，享有“竹子王國”的美稱[7-10]。我國的人工速成竹材具有生長速度快、產(chǎn)量高、干形通直、材質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點，主要用于膠合板、纖維板、刨花板、制漿造紙、涼席以及竹工藝品等加工和制造，年產(chǎn)值高達(dá)數(shù)百億元，具有良好的應(yīng)用前景[11-15]。圖1.2世界竹子的分布和經(jīng)濟(jì)效益Fig.1.2Distributionandeconomicbenefitsofbamboointheworld人造木竹材料，是以木材或竹材為原料，將其進(jìn)行機(jī)械加工分離成不同單元材料后，通過施加或不施加膠粘劑和其他添加劑膠合而成的板材或模壓制品，產(chǎn)品主要有膠合板、刨花（碎料）板、纖維板、細(xì)木工板、層積材等產(chǎn)品，其附加產(chǎn)品和深加工產(chǎn)品多達(dá)成千上百種，大幅提高了木竹材的綜合利用率，且有效節(jié)約木竹材，1立方米人造板可以取代3～5立方米原材料使用。人造板工業(yè)始于1923年左右，1949年前僅有水泥木絲板，1952年誕生了蛋白膠刨花板，1956年發(fā)明了樹脂膠刨花板，1958年研制了纖維板，現(xiàn)在人造木竹材料是木材工業(yè)的主體產(chǎn)業(yè)，是全球房屋裝修裝飾主要用材。人造木竹材料生產(chǎn)中脲醛樹脂膠黏

博士學(xué)位論文竹纖維干法嵌合機(jī)理研究4婦等免疫力較低的人群，近年來農(nóng)村出現(xiàn)高發(fā)狀態(tài)。特別是，二胎政策放開實施后，非城鎮(zhèn)的孕婦人數(shù)顯著增加，因甲醛污染而引發(fā)的遺傳變異、白血病等疾病也隨之增多，嚴(yán)重危及二胎政策實施過程中孕婦、胎兒、幼兒遺傳健全與生命安全，這一現(xiàn)象引起了黨中央和省委、省政府的高度重視。這些健康問題的產(chǎn)生與室內(nèi)家具和裝飾材料有著密不可分的關(guān)系，因此，目前急需尋找一種有效的途徑對室內(nèi)家具和裝飾材料的甲醛等污染源釋放問題進(jìn)行解決。圖1.3室內(nèi)有害氣體污染物來源Fig.1.3Sourceofindoorharmfulgaspollutants目前，無人工甲醛釋放人造板制造主要是通過非醛樹脂膠合、無膠膠合兩種途徑。然而，非醛樹脂膠黏劑成本是脲醛樹脂的十倍以上，難于在人造板工業(yè)普及[19-20]。盡管無膠膠合理論研究較早，但核心基礎(chǔ)理論仍停留在木材半纖維素、木質(zhì)素具有膠結(jié)功能[19-22]。根據(jù)我們最新的研究報道，僅依靠木質(zhì)素或半纖維素自身的膠結(jié)性能難以實現(xiàn)高強(qiáng)度的竹材無膠膠合，以此理論為基礎(chǔ)研發(fā)的竹材無膠膠合技術(shù)存在著一定的缺陷，如結(jié)合強(qiáng)度不足、工序較為繁瑣并且效率低下，導(dǎo)致其未被工業(yè)化應(yīng)用[23-25]。此外，竹纖維結(jié)合中細(xì)胞壁主要成分及其抽提物呈現(xiàn)出高反應(yīng)活性，在生物質(zhì)纖維干法嵌合過程中實現(xiàn)高強(qiáng)度分子鍵合與調(diào)控，已成為解決竹纖維結(jié)合中環(huán)境污染和資源浪費的關(guān)鍵[26-31]。然而，目前的纖維結(jié)合技術(shù)難于實現(xiàn)無公害加工，其主要原因是相關(guān)研究多集中在木質(zhì)纖維樹脂粘合領(lǐng)域[32-34]，而目前在無公害木質(zhì)纖維結(jié)合加工方面的研究成果較為粗淺模糊，難以清晰地揭示其內(nèi)在結(jié)合機(jī)理，也不能為木質(zhì)纖維嵌合加工提供強(qiáng)有力的技術(shù)支

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3270007