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竹木复合板生产工艺及产品力学特性的研究

作　者: 吴振明
导　师: 韩键；言志钢
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 林业工程
关键词: 竹木复合板 生产工艺 产品性能 研究
分类号: TS653
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


随着我国竹材加工工业的发展,各种以竹材为原料的人造板不断出现,它们在我国经济建设和人民生活中发挥着越来越广泛的作用,竹材加工工业目前已经成为我国一个新兴的工业产业。但与此同时,各种竹材产品在加工生产过程中也产生了大量的加工剩余物,不仅使宝贵的竹材资源大量消耗和浪费,而且也在一定程度上引发了生态问题,因此开展对竹材加工剩余物的利用,对充分利用我国的竹材资源、维护生态平衡、开发人造板新的原料来源、为市场提供更多的人造板产品,实现我国竹材加工工业的可持续发展,具有重要的意义。本研究在对国内多种人造板生产工艺、产品质量和实际应用情况进行分析的基础上,以竹材和木材加工剩余物为原料,将竹材加工剩余物加工成一定规格形状的竹碎料,木材加工剩余物分离成木纤维,按照复合材料的结构设计理论,对二种材料按不同的比例进行组合,通过热压胶合成一种新型竹／木碎料纤维复合人造板。本课题对竹碎料的形状规格、竹碎料与木纤维的混合比、物料的施胶方式和施胶量、板坯结构、热压工艺及相关参数等进行了广泛深入的探讨和研究,提出了该产品生产的一系列工艺方案和技术参数,为下一步中间试验打下了一个良好的基础。同时该产品与同类型竹碎料板和中密度纤维板进行了比较,比较结果表明,这种复合材料具有较同类型竹碎料板、木纤维板更好的物理力学性能,显示出这种材料较好的复合效应。在对该产品的力学特性研究中,建立了该产品的表观弹性模量的预测模型和弯曲挠度模型,对其力学特性进行了较深入的研究,这在国内同类研究中尚未见有报导,具有一定的创新性。通过对产品实测结果和计算结果的比较,表明所建立的产品的表观弹性模量的预测模型和弯曲挠度模型与实测结果具有很好的吻合性。研究获得的主要工艺参数为：竹碎料的长度尺寸为1-20mm、竹碎料与木纤维的混合比为65%：35%、物料的平均施胶量为10%、产品密度为0.8-0.85g/cm3、热压温度为120-130℃、热压时间为60s/mm。按GB/T17657—1999标准检测,该产品静曲强度达到32.5 MPa,弹性模量达到3041 MPa,2h吸水厚度膨胀率为1.7%,内结合强度高达1.45 MPa,各方面物理力学性能均达到或超过了国家刨花板和纤维板标准。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1 研究的背景和意义  10-24
  1.1 我国竹材资源的基本概况  10-11
  1.2 我国竹材加工业的基本情况  11-15
  1.3 竹材的主要特点  15-17
  1.4 我国竹材加工剩余物利用现状  17-19
  1.5 竹木质复合材料研究现状  19-22
  1.6 课题来源及主要研究内容  22-24
2 竹木复合板生产工艺研究  24-46
  2.1 研究的总体方案和技术路线  24-25
    2.1.1 研究的总体方案  24-25
    2.1.2 研究的技术路线  25
  2.2 试验材料  25-26
  2.3 实验设备  26-27
  2.4 试验方法  27-35
    2.4.1 竹碎料加工  27-29
    2.4.2 胶黏剂研制与施胶  29-31
    2.4.3 板坯铺装  31-32
    2.4.4 板预压和热压  32-34
    2.4.5 产品检测  34-35
  2.5 检测结果与分析  35-39
    2.5.1 检测结果  35
    2.5.2 检测结果初步分析  35-39
  2.6 热压工艺优化研究  39-41
    2.6.1 热压工艺  39
    2.6.2 热压单位面积压力  39-40
    2.6.3 热压温度  40
    2.6.4 热压时间  40-41
  2.7 检测结果与综合分析  41-46
    2.7.1 检测结果  41-42
    2.7.2 检测结果的极差分析  42-44
    2.7.3 检测结果的回归分析  44-46
3 产品的性能比较  46-52
  3.1 不同密度产品的性能比较  46-48
  3.2 相同工艺条件下三种人造板的性能比较  48-52
    3.2.1 三种人造板的制备  48-49
    3.2.2 三种人造板的检测结果及分析  49-50
    3.2.3 三种人造板微观结构比较  50-52
4 产品力学特性研究  52-61
  4.1 竹木复合板表观弹性模量研究  52-57
    4.1.1 竹木复合板的基本特征  52
    4.1.2 材料本构方程的构建  52-53
    4.1.3 材料主方向的表观弹性模量  53-55
    4.1.4 材料任意方向的表观弹性模量  55-56
    4.1.5 弹性模量预测模型检验  56-57
  4.2 竹木复合板弯曲挠度特性研究  57-61
    4.2.1 竹木复合板挠度模型构建  57-59
    4.2.2 对挠度函数的验证  59-61
5 结论  61-63
参考文献  63-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 木材加工工业、家具制造工业 > 加工工艺 > 人造板生产
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