２塑化層老化的因素
２ .１樹脂分子結構對塑化層脆性影響
塑化層的脆性 ,從本質來說是由膠粘劑的性質決定的 ,生產膠膜紙的膠粘劑為酚醛樹脂或三聚氰胺樹脂 ,這２種樹脂分別是以苯酚和三聚氨胺在一定的條件下 ,與甲醛縮聚而成。
苯酚與甲醛在堿性催化下 ,進行加成反應 ,形成苯酚的羥甲基衍生物 ,而后 ,再經縮聚反應 ,形成初期的線型結構酚醛樹脂 ,這種線型結構的樹脂具有一定的柔軟性 ,樹脂的每個分子的聚合度為２～１０ ,分子量為２００～１３００。隨著反應繼續(xù)進行 ,最后形成不溶不熔狀態(tài)的末期樹脂。三聚氰胺樹脂則是由三聚氰胺首先與甲醛在中性或弱堿性條件下進行加成反應 ,生成二羥甲基和三羥甲基三聚氰胺 ,隨著反應的繼續(xù)進行 ,最后生成不溶不熔的末期樹脂。從這２類樹脂看 ,它們都是具有體型結構的網狀大分子 ,這種體形結構的網狀大分子由于交聯程度很高 ,致使分子的柔性變得很小 ,脆性變得很大 ,同時 ,在三聚氰胺樹脂分子中存在大量的氫鍵 ,所以樹脂固化不具有彈性 ,在外力的作用下 ,樹脂的結構容易出現破壞 ,加之由于在固化的樹脂中仍存有游離的羥甲基 ,隨著時間的延長 ,游離的羥甲基會逐漸減少 ,造成樹脂結構上的微隙 ,這也會使樹脂的脆性增加。
２．２影響塑化層表面裂紋的因素
從酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂的分子結構上可以看到它們都具有游離的羥甲基 ,這些羥甲基有些會隨著時間的延長而逐漸減少 ,在樹脂結構上形成微隙 ,這是塑化層出現裂紋的原因之一。另外 ,由于羥甲基對水有很強的親合力 ,它可以吸附水分 ,在竹膠合板的使用過程中 ,表面塑化層樹脂會隨空氣濕度和使用環(huán)境的變化而反復膨脹收縮 ,使樹脂內部產生較大的內應力。當這種內應力超過樹脂內部的結合力時 ,就會導致表面的開裂。與此同時 ,樹脂分子結構中的羥甲基相互之間也會出現緩慢的縮聚 ,引起收縮 ,致使分子內部的某些結合被破壞 ,形成塑化層表面的龜裂。
２．３影響表面塑化層剝離及變形的因素
在基材與塑化層的膠接界面 ,由于竹材和固化了的粘接劑都具有極性很強的羥基等活性基團 ,而膠粘劑與竹材之間具有一些弱的結合 ,強極性的水分子就有可能取代這些弱的結合 ,并封閉竹材和膠粘劑的活性基團 ,使竹材與膠粘劑之間發(fā)生解吸附 ,使表面塑化層與基材脫離。同時 ,水分還有可能進入到膠粘劑分子內部 ,其中主要是進入到膠粘劑分子中的低交聯密度區(qū) ,這部分水分的作用有２方面 :一是對該區(qū)域的分子結構產生可逆的增塑作用 ;二是對該區(qū)域的分子結構產生破壞作用。增塑作用可使膠粘劑體系的分子運動性增加 ,內應力減少且趨于平衡 ;破壞作用則使體系的化學結構破壞 ,膠層產生微裂縫等缺陷。
竹簾膠合板在熱壓過程中 ,由于高溫高壓的作用 ,竹材受熱軟化被壓縮 ,膠粘劑固化。膠粘劑固化時 ,因體積收縮而產生收縮應力。竹膠合板在冷卻過程中 ,由于竹材與表面塑化層之間的熱膨脹系數的差異 ,而產生內應力 ,這些內應力削弱了膠層與竹材的結合。在竹膠合板的使用過程中 ,同樣由于竹材與膠粘劑之間濕脹干縮系數不同 ,在吸水吸濕和解吸過程中 ,而產生內應力 ,這種內應力的反復作用 ,加劇了解吸附作用 ,促使膠粘劑與基材之間的破壞 ,使表面塑化層與基材剝離。塑化層表面的變形 ,一方面是由于塑化層的某些部位與基材出
現剝離 ;另一方面是由于基材的變形 ,其中基材變形是主要原因。竹簾膠合板的基本組成單元是篾片 ,而目前的蔑片加工大多以手工為主 ,因此 ,篾片的厚簿很不均勻 ,在熱壓過程中 ,篾片的受壓狀態(tài)也相差極大 ,導致卸壓后蔑片之間回彈的很大差異 ,宏觀上使板面的平整降低。同時 ,在竹膠合板使用過程中 ,由于篾片與篾片之間以及蔑片與膠粘劑之間的干縮濕脹狀況的不同 ,會產生較大的板內應力 ,使板面變形 ,平整度降低。
|
