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速生桉木单板层积材制造工艺研究

2015-12-21 点击数:998
单板层积材(Laminated Veneer Lumber,简称LVL)作为一种新型的结构材料,保留了木材理想的天然特性,具有良好的力学性能和尺寸稳定性.是提高速生人工林木材利用价值的有效途径。为此,本文以速生桉木单板为原料,三聚氰胺改性脲醛树脂和酚醛树脂为胶粘剂,利用响应面法(Response Surface Methodology,简称RSM)、中心组合旋转设计(CentralComposite Rotatable Design,简称CCRD)和正交试验法(Orthogonal DesignMethod,简称ODM),在热压压力为1.0MPa的条件下,对桉木单板层积材的制造工艺进行了研究。论文的主要研究结论如下:

(1)单板厚度和涂胶量对桉木单板层积材的静曲强度和弹性模量有显著的影响。随着单板厚度的增大,产品的静曲强度和弹性模量下降,而随着涂胶量的增多,产品的静曲强度和弹性模量呈增大趋势。本研究所获回归方程的预测值与实验值拟合良好,单板层积材的静曲强度和弹性模量(垂直加载)的决定系数R2分别为0.72、0.59,静曲强度和弹性模量(平行加载)分别为0.76、0.79。回归方程具有良好的预测性。最佳的工艺参数为:单板厚度为2.2mm,涂胶量为240g.m-2。
   
(2)对于三聚氰胺改性脲醛树脂胶桉木单板层积材,面粉添加量对静曲强度和弹性模量均有显著的影响,热压温度的影响次之,热压时间则无显著影响。所获回归方程的预测值与实验值拟合良好,产品的静曲强度和弹性模量(垂直加载)的决定系数R2分别为0.77、0.81,静曲强度和弹性模量(平行加载)分别为0.71、0.73。回归方程具有良好的预测性。最佳的工艺参数为:热压温度为120℃,热压时间为1.6min.mm.l,面粉添加量为0%。
   
(3)对于酚醛树脂胶桉树单板层积材,面粉添加量对静曲强度和弹性模量均有显著影响,热压温度和热压时间的影响均不显著。就产品性能而言,最优工艺参数是:热压温度为135℃,热压时间为1.2min·mm-l,面粉添加量为0%。为减少酚醛树脂的耗用量,降低生产成本,在保证板材强度的基础上,可以添加15%左右的面粉。
   
(4)响应面法(RSM)和中心组合旋转设计(CCRD)适合用于桉木单板层积制造工艺参数的建模与优化,能用较少的实验次数,在短时间内得到较优的结果。
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