【摘要】：竹材的無(wú)裂紋展平技術(shù)是近些年出現(xiàn)的一種高效的竹材加工利用方式,它的出現(xiàn)可有效降低膠粘劑的使用,提高竹材利用率和產(chǎn)品附加值。本文以毛竹竹筒為研究對(duì)象,通過(guò)水煮、微波和高溫飽和蒸汽三種軟化方式對(duì)毛竹材進(jìn)行處理,測(cè)量軟化后毛竹材的含水率和力學(xué)性能,對(duì)比得出竹筒展平適宜的軟化方式。再以不同特征的毛竹材為原料,經(jīng)最佳軟化方式處理后進(jìn)行縱向展平,以對(duì)其工藝進(jìn)行優(yōu)化。從展平竹板的使用性能出發(fā),重點(diǎn)研究軟化工藝、毛竹特性與展平竹板的外觀(guān)質(zhì)量、理化性能、微觀(guān)構(gòu)造及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)之間的變化關(guān)系,以完善毛竹材的軟化展平機(jī)理,進(jìn)一步為企業(yè)生產(chǎn)提供理論參考。主要研究結(jié)果如下:(1)毛竹材經(jīng)水煮軟化后含水率略有上升,彈性模量和靜曲強(qiáng)度下降,在100℃水煮3h后,當(dāng)下的彈性模量和靜曲強(qiáng)度分別下降41.7%和34.4%,但軟化時(shí)間過(guò)長(zhǎng);毛竹材經(jīng)微波軟化后含水率迅速下降,彈性模量和靜曲強(qiáng)度先下降后上升,在360W軟化1min后,當(dāng)下的彈性模量和靜曲強(qiáng)度分別下降77.79%、68.93%;毛竹材在高溫飽和蒸汽軟化后含水率略有下降,彈性模量和靜曲強(qiáng)度下降,在200℃軟化6min后,濕熱狀態(tài)下的彈性模量和靜曲強(qiáng)度分別下降85.96%、34.4%。綜合對(duì)比軟化后毛竹材的含水率和力學(xué)強(qiáng)度的變化情況,最適宜的軟化方式為高溫飽和蒸汽處理。同時(shí)提高毛竹材自身溫度,可有效增加塑性,180℃、4min軟化后的毛竹材,在濕熱狀態(tài)(100℃水浴3min)下的彈性模和靜曲強(qiáng)度較常溫下分別下降44.9%℃、24.6%,反之也意味著毛竹材軟化后隨自身溫度的下降,其力學(xué)強(qiáng)度恢復(fù)較多,實(shí)際使用中的力學(xué)強(qiáng)度較好。(2)軟化溫度、時(shí)間,毛竹材自身溫度和去青處理對(duì)毛竹筒軟化后的槽口寬度以及展平情況的影響尤為顯著。通過(guò)提高軟化溫度和延長(zhǎng)軟化時(shí)間可有效增大槽口寬度,提高展平成功率,降低表面裂縫的產(chǎn)生,經(jīng)180℃、8min軟化后的毛竹筒槽口寬度最大為148.2mm,較140℃、4min軟化的增長(zhǎng)了 166.5%,經(jīng)180℃、6min軟化后的毛竹筒展平成功率100%,且基本無(wú)表面裂縫;隨著毛竹材自身溫度的下降,展平后的裂縫數(shù)量隨之增加,展平成功率下降;去青處理可有效增加槽口寬度,提高展平質(zhì)量,未去青毛竹筒經(jīng)180℃、6min軟化后的槽口寬度僅有去青毛竹筒的50.2%,且均展平失敗;毛竹筒的高度、外徑和長(zhǎng)度變化對(duì)槽口及展平情況的影響不明顯。綜合展平板質(zhì)量得出最佳的軟化工藝:毛竹筒經(jīng)去青處理,軟化溫度為180℃,軟化時(shí)間6min,軟化處理后應(yīng)在高溫狀態(tài)下盡快展平,展平成功率可達(dá)100%,表面無(wú)明顯裂縫。(3)毛竹材在高溫飽和蒸汽處理后,其紅外吸收光譜圖和X射線(xiàn)掃描衍射圖表明隨著軟化溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng),毛竹材的羥基和羰基數(shù)目降低,結(jié)晶度增加,毛竹材尺寸穩(wěn)定性相應(yīng)增加,便于后期的加工利用。180℃、4min軟化處理的毛竹材,再經(jīng)縱向展平后較展平前,其平衡含水率下降17.35%,氣干徑、弦向干縮率分別下降13.83%、6.95%,彈性模量下降18.13%,靜曲強(qiáng)度下降12.16%。掃描電鏡圖顯示軟化處理后毛竹材的薄壁細(xì)胞組織發(fā)生輕微形變,再經(jīng)縱向展平后,薄壁組織發(fā)生了較大的擠壓形變,并且可以觀(guān)察到毛竹板內(nèi)部存在細(xì)微的裂縫。(4)毛竹材初始(50℃時(shí))儲(chǔ)能模量和損耗模量在軟化處理后均有上升,隨含水率的增加,初始儲(chǔ)能模量呈下降趨勢(shì),損耗模量呈上升趨勢(shì)。Tg受含水率和軟化處理的影響尤為顯著,30%含水率時(shí)原態(tài)毛竹材Tg為105.6℃,較絕干狀態(tài)下降了47.07%,含水率在纖維飽和點(diǎn)以上時(shí)Tg變化不明顯。隨著軟化溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng),毛竹材Tg呈下降趨勢(shì),180℃、6min軟化后毛竹材的Tg(30%MC)下降至88.8℃,較未處理時(shí)下降了 15.91%。提高毛竹材的含水率和軟化溫度,可有效降低Tg,使塑性增加,展平質(zhì)量得以提升。
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S781.9
【圖文】：

邐１００逡逑溫度／邋°ｃ逡逑圖２－３水煮軟化處理后毛竹材的靜曲強(qiáng)度逡逑Ｆｉｇ．２－３邋ＭＯＲ邋ｏｆ邋ｂａｍｂｏｏ邋ａｆｔｅｒ邋ｂｏｉｌｉｎｇ邋ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ逡逑２．邋４．邋２微波軟化對(duì)毛竹材含水率及力學(xué)性能的影響逡逑從表２－２中可以看出，毛竹材試件的含水率隨微波功率的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)而急劇下逡逑降。除１８０Ｗ處理１邋ｍｉｎ、２ｍｉｎ和３６０Ｗ處理ｌｍｉｎ的毛竹材之外，其余毛竹材的含水率逡逑較軟化前均下降５０％以上，非常不利于軟化展平的進(jìn)行，并在高頻率長(zhǎng)時(shí)間的處理下接逡逑近于絕干狀態(tài)，表明微波處理并不能很好地控制含水率的變化。逡逑１２逡逑

邐１００逡逑溫度／°Ｃ逡逑圖２－２水煮軟化處理后毛竹材的彈性模量逡逑Ｆｉｇ．２－２邋ＭＯＥ邋ｏｆ邋ｂａｍｂｏｏ邋ａｆｔｅｒ邋ｂｏｉｌｉｎｇ邋ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ逡逑１１５邋ｒ－逡逑１１０邋－邐■化逡逑—２ｈ逡逑１０５邋－邐一一邋３ｈ｜逡逑ＳＩ：逡逑ｓ：邐＼逡逑７０邋邐１邐１邐１邐１邐１邐逡逑未處理邐４０邐６０邐８０邐１００逡逑溫度／邋°ｃ逡逑圖２－３水煮軟化處理后毛竹材的靜曲強(qiáng)度逡逑Ｆｉｇ．２－３邋ＭＯＲ邋ｏｆ邋ｂａｍｂｏｏ邋ａｆｔｅｒ邋ｂｏｉｌｉｎｇ邋ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ逡逑２．邋４．邋２微波軟化對(duì)毛竹材含水率及力學(xué)性能的影響逡逑從表２－２中可以看出，毛竹材試件的含水率隨微波功率的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)而急劇下逡逑降。除１８０Ｗ處理１邋ｍｉｎ、２ｍｉｎ和３６０Ｗ處理ｌｍｉｎ的毛竹材之外，其余毛竹材的含水率逡逑較軟化前均下降５０％以上，非常不利于軟化展平的進(jìn)行，并在高頻率長(zhǎng)時(shí)間的處理下接逡逑近于絕干狀態(tài)，表明微波處理并不能很好地控制含水率的變化。逡逑１２逡逑

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8 王U

本文編號(hào)：2721274