近來 ,依托較為豐富的木材資源 ,云南省的木地板行業得到迅速發展 ,1 997年木地板生產廠家已發展到二百余家 ,年生產能力已接近 2 0 0 0萬 M2 ,產品在全國享有一定的聲譽。木地板用材通常對材質要求較高 ,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木材能夠滿足這些性能要求 ,因而倍受木地板生產廠家和用戶喜愛。由于后兩種木材的可采量較少 ,就迫使云南省當前的木地板用材主要依賴于西南樺 ,在1 997年生產的木地板中 ,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 ,提高其硬度等力學性能指標并降低其吸水性 ,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狀無疑具有重要的實用價值和科學意義。
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 .經過砂紙打磨制備的試樣 ,其尺寸為 3 0× 2 0× 2 0 mm(測力學性能試樣 )或 2 0× 2 0× 1 5mm(測含浸率試樣 ) ;2 .質量控制在 0 . 5～ 1 . 0 g的外形不規則試樣 (測吸水率試樣 )。選擇試樣時注意 :(1 )從同一板材上鋸取 ;(2 )其密度應接近平均密度 ;(3 )其外觀應無明顯的缺陷。
改性劑 所用改性劑均為化學純或分析
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 試驗儀器及設備
減壓浸漬系統 (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、束流及車速來調節 ,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量 / g
mn——浸漬后木材試樣的質量 / 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量 ,用游標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 ,壓縮速度設定為 1 mm· min-1 ,最大載荷設定為 50 0 0kg;(3 )硬度 ,試樣尺寸為 3 0× 2 0× 2 0 mm(非標準試樣 ) ,采用瑞士 Amsler木材力學試驗機測定 ,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 /和某些預聚物改性劑引入到木材內部 ,然后在加熱和其它輻射的作用下使改性劑在木材原位發生反應而固化的過程 ,因而使改性液體浸入木材內部空隙并達到一定的量是木材實現密實化改性的基礎。
木材是纖維素、半纖維素和木質素組成的一種多孔復合材料[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 ,它是木材內部纖維疏松程度 ,導管管徑、細胞壁厚薄及細胞腔體積的綜合反映 ,密度在一
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