近來 ,依托較為豐富的木材資源 ,云南省的木地板行業(yè)得到迅速發(fā)展 ,1 997年木地板生產(chǎn)廠家已發(fā)展到二百余家 ,年生產(chǎn)能力已接近 2 0 0 0萬 M2 ,產(chǎn)品在全國享有一定的聲譽。木地板用材通常對材質(zhì)要求較高 ,其氣干
密度要求大于 0 . 60 g· cm-3 ,硬度要求大于60 MPa,且吸濕變形性不能過大。西南樺、柚木和花梨木等少數(shù)木材能夠滿足這些性能要求 ,因而倍受木地板生產(chǎn)廠家和用戶喜愛。由于后兩種木材的可采量較少 ,就迫使云南省當(dāng)前的木地板用材主要依賴于西南樺 ,在1 997年生產(chǎn)的木地板中 ,用材為西南樺的就占了 90 % ,大量的采伐使得云南省保有的西南樺已接近采罄的邊緣。與此同時 ,大量的速生和欠利用的雜木如冬瓜木、橡膠木等卻尚未得到充分的利用。在這種情況下 ,對這些雜木進行密實化改性 ,提高其硬度等力學(xué)性能指標(biāo)并降低其吸水性 ,將其用于木地板等制品的制造 ,對于提高木材利用效率、緩解木材供需矛盾和森林資源危機現(xiàn)狀無疑具有重要的實用價值和科學(xué)意義。
1 實驗材料及方法
1 . 1 實驗材料
試材及試樣 四種常見的云南本地木材分別為蕓香木 ,M. fordianna Oliv,代號 A,氣干密度 0 . 3 1 8g· cm-3 ;冬瓜木 ,A. nepalen-sis D. Don,代號 B,氣干密度 0 . 455g·cm-3 ;楓木 ,L . formosana Hance,代號 F,氣干密度 0 . 465g· cm-3 ;煙苞木 ,英文名不詳 ,代號 YB,氣干密度 0 . 473 g· cm-3 ;用于對比
的西南樺 ,B. alnoides,Buch. - Ham. ex D.Don,代號 C,氣干密度 0 . 789g· cm-3 。按GB1 92 9- 91和 GB1 93 1 - 91的方法從板材上鋸取并打磨制備試樣 ,試樣有兩類 :1 .經(jīng)過砂紙打磨制備的試樣 ,其尺寸為 3 0× 2 0× 2 0 mm(測力學(xué)性能試樣 )或 2 0× 2 0× 1 5mm(測含浸率試樣 ) ;2 .質(zhì)量控制在 0 . 5～ 1 . 0 g的外形不規(guī)則試樣 (測吸水率試樣 )。選擇試樣時注意 :(1 )從同一板材上鋸取 ;(2 )其密度應(yīng)接近平均密度 ;(3 )其外觀應(yīng)無明顯的缺陷。
改性劑 所用改性劑均為化學(xué)純或分析
純試劑 ,改性單體苯乙烯 (ST)和甲基丙烯酸甲酯 (MMA) ,分別用堿洗和通過氧化鋁柱的方法除去阻聚劑 ,引發(fā)劑為過氧化苯甲酰(BPO) ,電子束輻射敏化劑為氰尿酸三烯丙酯 (TAC)。
1 . 2 試驗儀器及設(shè)備
減壓浸漬系統(tǒng) (自制 ) ,其真空度可控范圍為 0 . 0 75～ 0 MPa,恒溫可控范圍為 2 0～80°C,控溫精度為 0 . 5°C。KFG- 1型高頻高壓電子加速器 ,其加速電壓為 3 Mev,束流量為 3 0 MA,載物小車速度為 0～ 2 5m· min-1 ,輻射劑量 (KGY)通過加速電壓、束流及車速來調(diào)節(jié) ,輻射真空度為 1 0 -5Pa。
1 . 3 實驗方法
常壓和減壓浸漬 將試樣在 50°C和設(shè)定的真空條件下減壓處理 (減壓浸漬 ) ,然后引入改性單體浸漬試樣 ,在一定的時間后取出試樣用濾紙沾干 ,用稱重的方法測量試樣的液體吸收率 (含浸率 ) :
p =mn - m0 / m0 × 1 0 0 %
式中 :
p——木材試樣的液體吸收率 (含浸率 ) / %
m0 ——浸漬前木材試樣的質(zhì)量 / g
mn——浸漬后木材試樣的質(zhì)量 / g
輻射前熱處理及電子束輻射 將已浸漬過的木材試樣置于烘箱中 ,按一定的升溫程序進行熱處理 ,隨后在 KFG- 1型高頻高壓電子加速器上按設(shè)定的輻射劑量進行輻射處理 ,在這些過程中取樣測定改性劑在木材中的保持率和損失率 :
R =pi/ p0 × 1 0 0 %
r =1 0 0 % - R
式中 :
R,r——熱或電子束輻射處理過程木材試樣中改性劑的保持率和損失率 ,P0 ——熱或電子束輻射處理前木材試樣中改性劑的含浸率 ,Pi——熱或電子束輻射處理后木材試樣中改性劑的含浸率。
木材性能的測定 參照 GB1 92 9- 91和GB1 93 1 - 91的方法 (1 )密度 ,用天平測定試樣的質(zhì)量 ,用游標(biāo)卡尺測定試樣的體積并計算出試樣的密度 ;(2 )抗壓強度及斷裂壓縮率 ,用 MTS81 0 Material Test System(MTS)測定并記錄壓縮載荷～位移曲線 ,壓縮速度設(shè)定為 1 mm· min-1 ,最大載荷設(shè)定為 50 0 0kg;(3 )硬度 ,試樣尺寸為 3 0× 2 0× 2 0 mm(非標(biāo)準(zhǔn)試樣 ) ,采用瑞士 Amsler木材力學(xué)試驗機測定 ,其壓頭面積為 1 cm2 ,最大載荷為 40 0 0 kg;(4)吸水率 ,取 0 . 5～ 1 g木材試樣 ,在室溫的蒸餾水中浸泡一定時間后取出 ,用濾紙將試樣表面的水滴沾干后稱重并計算吸水率。
2 結(jié)果與討論
2 . 1 木材的浸漬處理工藝
木材的密實化改性是將可聚合的高分子單體或 /和某些預(yù)聚物改性劑引入到木材內(nèi)部 ,然后在加熱和其它輻射的作用下使改性劑在木材原位發(fā)生反應(yīng)而固化的過程 ,因而使改性液體浸入木材內(nèi)部空隙并達到一定的量是木材實現(xiàn)密實化改性的基礎(chǔ)。
木材是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成的一種多孔復(fù)合材料[1 -3 ],其浸漬過程是改性劑溶液在木材表面通過浸潤、擴散逐步浸入木材內(nèi)部甚至貫穿木材本體的過程。木材的密度主要取決于樹種 ,它是木材內(nèi)部纖維疏松程度 ,導(dǎo)管管徑、細胞壁厚薄及細胞腔體積的綜合反映 ,密度在一
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