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纤维增强沙柳重组木的性能研究

作　者: 李艳芳
导　师: 赵钟声
学　校: 东北林业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 沙柳重组木玻璃纤维椰纤维无损检测
分类号: TS653
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文主要探讨了沙柳重组木制造工艺及玻璃纤维和椰纤维的添加对重组木的物理力学性能的影响,研究内容包括沙柳重组木的优化制造工艺因素选择；不同比例的玻璃纤维束的添加对沙柳重组木物理力学性能的影响；玻璃纤维采用不同的纤维形态,不同的铺装方式,不同的纤维浸胶种类对沙柳重组木物理力学性能的影响；不同比例的椰纤维绳的添加对沙柳重组木物理力学性能的影响。通过对沙柳重组木的动态力学性能和静态力学性能的相关性分析,确定了适合沙柳重组木的无损检测方法,为重组木力学性能的预测奠定了基础。通过对沙柳重组木的物理力学性能初步研究,发现沙柳重组木的物理力学性能很好,适合做建筑材料。试验以正交试验方法设计,主要探讨了热压温度,热压时间和施胶量这几个因素对重组木物理力学性能的影响。并通过极差分析和方差分析确定了制造沙柳重组木的最佳工艺以及影响沙柳重组木物理力学性能的最主要因素。结果表明：施胶量对沙柳重组木的物理力学性能的影响最显著,制造沙柳重组木的最优工艺为：热压温度130℃,热压时间1.5min/mm,施胶量为9%。同时,对杨木单板夹层方式制造的沙柳重组木的物理力学性能进行了探讨。结果发现：重组木的力学性能有所提高,但是24h吸水厚度膨胀率也随之增大了。在沙柳重组木的最优制备工艺的基础上,探讨添加不同比例的玻璃纤维束对沙柳重组木的物理力学性能的影响。结果表明：玻璃纤维束的添加比例为7%时,重组木的物理力学性能比较好。与不添加玻璃纤维的重组木相比,弹性模量增加了19.4%,静曲强度值增加了9.2%,冲击韧性值增加了12.4%,24h吸水厚度膨胀率下降了9.7%。试验还对比分析了添加的玻璃纤维采用不同形态,不同的铺装方式,不同浸胶种类,对沙柳重组木的物理力学性能的影响。结果表明：采用异氰酸酯胶黏剂(MDI)浸渍的玻璃纤维网双层铺装时,重组木的物理力学性能最好。与空白件相比,静曲强度值增加了18.7%,弹性模量值增加了8.1%,内结合强度值增加了27.4%,冲击韧性值增加了41.2%,24h吸水厚度膨胀率减小了46%。通过分析添加不同比例的椰纤维绳对沙柳重组木的物理力学性能的影响,结果表明：添加5%的椰纤维绳的沙柳重组木的物理力学性能最好。与空白件相比,弹性模量值增加了7.9%,静曲强度值增加了14.2%,冲击韧性值增加了20.5%,内结合强度值有所下降,并且24h吸水厚度膨胀率有所增加,但是都在标准规定的范围内。试验采用了复合材料混合定律对纤维增强沙柳重组木的弹性模量进行预测,通过对比实测值与预测值,结果发现：纤维增强沙柳重组木的弹性模量不呈现线性关系,说明混合定律不适用预测这种复合材料的弹性模量。试验采用弯曲振动和纵向共振两种无损检测方法,对材料的动态力学性能进行检测,通过对比两种无损检测方法测得的动态力学性能与静态力学性能(包括弹性模量和静曲强度)的相关性分析,确定较佳的无损检测方法。结果表明,弯曲振动方法对沙柳重组木的力学性能预测是比较可靠的。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
1 绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 重组木概述  10-11
  1.3 重组木的研究现状  11-13
  1.4 沙生灌木人造板的发展现状  13-14
  1.5 木质材料的无损检测发展现状  14-15
  1.6 纤维增强木质复合材料  15-16
  1.7 本文的主要研究内容  16-17
2 沙柳重组木的制造工艺优化研究  17-29
  2.1 绪言  17
  2.2 试验材料与方法  17-20
    2.2.1 试验材料  17-18
    2.2.2 试验方法  18-20
  2.3 试验结果与分析  20-25
    2.3.1 各因素对沙柳重组木的静态性能影响的分析  20-23
    2.3.2 沙柳重组木的动态性能与静态性能的相关性分析  23-25
  2.4 验证试验  25-26
  2.5 单板夹层重组木的物理力学性能研究  26-27
  2.6 本章小结  27-29
3 玻璃纤维增强沙柳重组木  29-45
  3.1 绪言  29
  3.2 不同添加比例的玻璃纤维束对沙柳重组木的性能的影响  29-34
    3.2.1 试验材料  29
    3.2.2 预实验  29-30
    3.2.3 添加玻璃纤维束对沙柳重组木的物理力学性能的影响  30-34
  3.3 不同玻璃纤维形态、铺装方式、纤维浸胶种类对沙柳重组木的性能的影响  34-39
    3.3.1 试验材料  34
    3.3.2 试验方法  34-35
    3.3.3 结果与分析  35-39
  3.4 无损检测结果分析  39-44
    3.4.1 添加玻璃纤维束的重组木的动态力学性能与静态力学性能的相关性分析  39-41
    3.4.2 玻璃纤维以不同的形态,铺装方式与纤维浸胶种类添加的重组木的动态力学性能与静态力学性能的相关性分析  41-44
  3.5 本章小结  44-45
4 椰纤维绳增强沙柳重组木  45-53
  4.1 绪言  45
  4.2 试验材料与方法  45-46
    4.2.1 试验材料  45
    4.2.2 试验方法  45-46
  4.3 试验结果与分析  46-52
    4.3.1 静态物理力学性能的检测结果与分析  46-49
    4.3.2 椰纤维增强沙柳重组木的力学性能预测  49
    4.3.3 无损检测结果与分析  49-52
  4.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-59
攻读学位期间发表的学术论文  59-60
致谢  60-61

纤维增强沙柳重组木的性能研究

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