浸膠工藝對楊木重組材性能的影響

」2」」1**（1．，黑龍江哈爾濱；2.，黑龍江哈爾濱）

中圖分類號(hào)：S781 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-9499（2025）04－0068－03

Effect of Impregnation Technology on Properties of Poplar Reconstituted Wood

CUI Lidong1HE Dan2 ZHANGYe1LIU Haoyang1HANGHaibing** （1.Heilongjiang Provincial Institute of Wood Science，Heilongjiang Harbin 15oo81；2.Harbin Far East Institute of Technology，Heilongjiang Harbin ）

AbstractEffects of impregnation concentration，impregnation time and impregnation temperature on static bending strength and elastic modulus of poplar reconstituted wood were studied.it was showed impregnation concentrationand impregnation time have litle influence on the static bending strength，and elastic modulus was increasing firstly and then decreasing by experimental results.static bending strength was increasing firstly and then decreasing with impregnation temperature，but impregnation temperature has little influence on the elastic modulus.

Key wordsphenolic adhesive；recombinant wood；impregnation

重組木的設(shè)想起源于1973年[1-3]，是80年代由澳大利亞首創(chuàng)的一種新型人造實(shí)體木材[4]，它是將速生小徑材、枝丫材及制材邊角料等廉價(jià)質(zhì)地材料經(jīng)碾搓設(shè)備加工成橫向不斷裂，縱向松散而又交錯(cuò)相連的網(wǎng)狀木束，再經(jīng)干燥、鋪裝、施膠和熱壓而制成的[5]。楊木是我國主要的速生樹種，由于材質(zhì)軟、易變形，難以直接實(shí)木化利用，而重組木作為楊木高效、高值化利用的重要途經(jīng)之一[6]。

重組后的木材性能提升明顯，可以有效的提高物理力學(xué)性能如強(qiáng)度、硬度、尺寸穩(wěn)定性等。通過重組材技術(shù)加工成高性能材料后，可以替代部分昂貴的實(shí)木或其他合成材料，提高產(chǎn)品的附加值，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文主要以酚醛膠粘劑浸漬楊木制作成重組材，著重研究了浸漬濃度、時(shí)間和溫度對重組材性能的影響。

1實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

楊木木條：長 500mm. 寬 15mm 厚 1.8mm ，含水率 8% 。

酚醛樹脂膠粘劑，自制，固體含量 46% ， pH 值11.15。

壓機(jī)，天平，烘箱，冷壓模具，帶鋸，力學(xué)試驗(yàn)機(jī)等。

1. 2 工藝流程

干燥 $$ 稱重 $$ 浸膠 $$ 組胚 $$ 熱壓 $$ 試件處理具體步驟：將楊木木條干燥，使干燥后木條含水率控制約 8% ;每個(gè)試件用木條統(tǒng)一稱重，使試件重量一致；將木條按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案常壓浸漬；浸漬后在 50% 烘箱中烘干；采用手工順紋鋪裝方式組胚，放入模具中熱壓，成型。在室溫條件下放置兩天，制成規(guī)定尺寸試件。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用均勻設(shè)計(jì)方法，以浸漬濃度、浸漬時(shí)間以及浸漬溫度為實(shí)驗(yàn)的三個(gè)因素，研究重組木彈性模量和靜曲強(qiáng)度的影響。

（1）浸漬濃度 （X₁） ：設(shè)計(jì)為 10%15%.20% 25% 和 30% ，5個(gè)水平；

（2）浸漬時(shí)間 （X₂） ：設(shè)計(jì)為5、10、15、20、25、30min，6 個(gè)水平；

（3）浸漬溫度 （X₃） ：設(shè)計(jì)為 15^°C，25^°C 和 35^°C ，3個(gè)水平；

（4）彈性模量 （Y₁）

（5）靜曲強(qiáng)度 （Y₂） 。

1. 4 測試方法

靜曲強(qiáng)度與彈性模量測試參照LY/T2916-2017《單板條層積材》標(biāo)準(zhǔn)測試。

2 結(jié)果與分析

本次實(shí)驗(yàn)采用混合均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)，共9次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果見表1，浸漬實(shí)驗(yàn)因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響結(jié)果見圖1。

2.1浸漬濃度、浸漬時(shí)間對靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

由圖2可知，浸漬濃度由 10% 增加到 30% 時(shí)，對彈性模量影響較小，彈性模量在 10306MPa 附近，靜曲強(qiáng)度變化則較為明顯，浸漬濃度在 20% 附近靜曲強(qiáng)度較高。從圖1（a）、（b）中也發(fā)現(xiàn)了與圖2呈現(xiàn)規(guī)律一致，彈性模量隨著浸漬濃度增加呈現(xiàn)上漲的規(guī)律，但是幅度較小，靜曲強(qiáng)度隨著浸漬濃度的增加呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，浸漬濃度在 20% 附近強(qiáng)度最高；彈性模量隨浸漬時(shí)間的增加而增加，增加幅度較小，靜曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后降低趨勢，浸漬時(shí)間在 15-25min 時(shí)，靜曲強(qiáng)度較高，結(jié)合圖1中（c）（d）中顯示信息與圖2中信息相符合。

2.2浸漬濃度、浸漬溫度對靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

由圖3可知，浸漬濃度增加時(shí)彈性模量也隨之增加，增加幅度較小，靜曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，且 15%-25% 濃度時(shí)強(qiáng)度最大，這與圖2中呈現(xiàn)的規(guī)律一致。彈性模量隨浸漬溫度的升高而先增加后降低，浸漬溫度在 25% 附近最高，浸漬溫度從 15^°C 上升到 35^°C 過程中，靜曲強(qiáng)度所在區(qū)域變化不大，可見浸漬溫度對靜曲強(qiáng)度影響不大。

2.3浸漬時(shí)間、浸漬溫度對靜曲強(qiáng)度和彈性模量的影響

由圖4可知，隨著浸漬時(shí)間的增加，彈性模量也隨之增加，增加幅度較小。靜曲強(qiáng)度隨浸漬時(shí)間的提高呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，浸漬時(shí)間 20min 附近靜曲強(qiáng)度最高；浸漬溫度從 15^°C 提高到 35°C ，彈性模量先增加后減少，靜曲強(qiáng)度略有降低。圖1（e）、（f中也呈現(xiàn)這種趨勢。

3結(jié)論

運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)方法對酚醛膠粘劑浸漬楊木制重組材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，得出以下結(jié)論：

3.1在本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，浸漬濃度在 10%-30% 時(shí)，楊木重組材的彈性模量隨之增加，但增加量不大；對靜曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后降低，浸漬濃度在 20% 附近強(qiáng)度靜曲較高。

3.2浸漬時(shí)間在 5-30min 內(nèi)，隨著浸漬時(shí)間增加楊木重組材彈性模量略有增加，增加量不大；對靜曲強(qiáng)度影響較為明顯，呈現(xiàn)先增加后降低，浸漬時(shí)間為 15-25min 強(qiáng)度最好。

3.3浸漬溫度從 15-35^°C ，隨著浸漬溫度的升高楊木重組材模量呈現(xiàn)先增加后降低，在 20-25^°C 之間彈性模量最高，且浸漬溫度 25-35^°C 彈性模量下降幅度較大。

參考文獻(xiàn)

[1］李堅(jiān).新型木材[M].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1993.

[2]王建和.新型建筑結(jié)構(gòu)材-重組木[J].建筑人造板，1990（3）：41-43.

[3] William A.Scholes.Scholes.Scrimber：another way to stretch timbersupply[J].World wood，1990（10）：38-40.

[4] 金維洙，馬巖.重組木制造工藝學(xué)[M].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1998.

[5］賀穎奇，張亞梅，余養(yǎng)倫，等.壓縮率和施膠量對毛白楊重組木干態(tài)和濕態(tài)表面粗糙度的影響[J].木材科學(xué)與技術(shù)，2024，38（2）：51- 59.