摘 要

本论文以速生杨木为实验原料，以改性的三聚氰胺树脂为改性剂，通过加压浸渍的方法，对速生杨木进行改性，探讨了浸渍改性的工艺条件。通过力学实验，尺寸稳定性实验检测了改性木材的物理性能。

实验结果表明：对杨木锯材采用不同的压力处理、浸渍时间、稀释度及操作方式做一系列的正交试验，最后得到一条最佳的工艺：采用前真空，后加压的处理方法，压力选0.6MPa，加压时间选60min。

力学数据显示改性后的木材顺纹抗压强度增大，是素材顺纹抗压强度的2.64倍，最大达到98.9MPa；抗弯强度增大，是素材抗弯强度的1.44倍，最大达到124.7MPa，在增重率30%时为最低峰；冲击韧性大幅度下降；硬度增加，是素材端面硬度的1.47倍，径面硬度的1.96倍，弦面硬度的2.18倍，素材最大端面硬度为5350N，径面硬度为4730N，弦面硬度为4990N，在增重率为55%时达到最高峰。

尺寸稳定性检测显示，经三聚氰胺树脂改性后的木材吸水性降低，木材抗胀率基本保持在33%-45%的范围内，木材体积湿胀率保持在8%-12%的范围内，木材改性效果较好，木材尺寸稳定性也比较好。

关键词：木材改性；三聚氰胺树脂；木材浸渍；力学性能；尺寸稳定性；

The study on poplar modified by melamine resin

Abstract

This thesis with fast-growing poplar as the experimental material, with modified melamine resin as modifier, by using the method of pressure impregnating, to make fast-growing poplar modified, probes into the technological conditions of dipping modification. Through mechanics test, dimension stability experiment tested the physical properties of modified wood.

The experimental results show that: the cypress wood lumber using pressure processing, dipping time, different dilution degrees and operating way to do a series of orthogonal experiment, finally get a best process: before using vacuum, pressure after treatment, pressure is 0.6 MPa, pressurized time choose 60 min.

Mechanics data showed that, after modification of wood along the grain compressive strength increases, even grain compressive strength of the material of 2.64 times, maximum at 98.9 MPa; Increase bending strength, bending strength is a material of 1.44 times the maximum at 124.7 MPa, when weight gain rate was 30% for the resources; Impact toughness drops sharply; Hardness increases, is 1.47 times the mass of material end surface hardness, diameter surface hardness by 1.96 times, 2.18 times that of string surface hardness material end surface hardness is 5350 n, the largest diameter surface hardness is 4730 n, string surface hardness is 4990 n, peaked in the weight gain rate was 55%.

Dimensional stability test showed that the modified with melamine resin wood to reduce water imbibition, wood expansion resistance rate basic keep in the range of 33% to 45%, timber volume keep wet bilge rate from 8% to 12% range. As a result ,wood modification effect is good, wood dimensional stability is good.

Keywords: wood modification; melamine resin; wood impregnation; mechanical properties; dimensional stability;

目录

1 绪论 1

1.1引言 1

1.2木材改性方法^[3] 2

1.2.1木材的机械改良方法 2

1.2.2木材的物理改良方法 2

1.2.3木材的化学改性方法 2

1.3木材改进技术的研究进展^[4]-[5] 2

1.3.1木材改性技术的现状 3

1.3.2木材塑合 3

1.3.3木材浸渍^[24]-[28] 3

1.3.3.1有机物浸渍改性 4

1.3.3.2无机物浸渍改性 4

1.3.4木材乙酰化 5

1.3.5木材热处理 5

1.3.6木材压缩和弯曲 6

1.3.7木材漂白和染色 6

1.3.8其他改性技术 6

1.4木材浸渍的主要途径^[35] 6

1.5三聚氰胺树脂对木材改性的方法 7

1.5.1三聚氰胺树脂的合成机理^[36] 7

1.6三聚氰胺树脂浸渍木材的研究及应用进展^[38]-[40] 10

1.7本论文研究目的、内容和意义 11

1.7.1研究内容 11

1.7.2研究目的和意义^[41] 12

2 三聚氰胺树脂浸渍改性杨木的制备 14

2.1材料与方法 14

2.1.1材料与试剂 14

2.1.2实验仪器 14

2.1.3实验方法 14

2.2结果与分析 15

2.2.1工艺条件的影响 15

2.2.1.1压力对增重率的影响 15

2.2.1.2后真空对杨木增重率的影响 16

2.2.1.3加压时间的影响 17

2.2.1.4稀释度对杨木增重率的影响 17

2.2.2红外光谱分析 18

2.2.3 改性三聚氰胺树脂浸渍杨木的扫描电镜观察 19

2.3本章小节 19

3 三聚氰胺树脂浸渍杨木的力学性能评价 21

3.1材料和仪器 22

3.1.1材料和仪器 22

3.1.2实验方法 22

3.1.2.1电子万能试验机的操作步骤 22

3.1.2.2冲击试验法的试验机的操作步骤 22

3.2结果与分析 23

3.2.1 三聚氰胺树脂浸渍对顺纹抗压强度的影响 23

3.2.2 三聚氰胺树脂浸渍对抗弯强度的影响 23

3.2.3 三聚氰胺树脂浸渍对冲击韧性的影响 24

3.2.4 三聚氰胺树脂浸渍对硬度的影响 24

3.3本章小节 26

4 三聚氰胺树脂浸渍杨木尺寸稳定性的测试 27

4.1材料和仪器 27

4.1.1材料和仪器 27

4.1.2实验方法 28

4.1.2.1吸水性测试 28

4.1.2.2尺寸稳定性测试 28

4.2结果与分析 28

4.2.1三聚氰胺树脂浸渍杨木吸水性测试分析 28

4.2.2尺寸稳定性测试分析 29

4.3本章小节 30

5 结论与后记 31

5.1结论 31

5.2后记 31

参考文献 33

1 绪论

1.1引言

根据2005年完成的第六次全国森林资源清查结果,我国现有森林面积1.75亿公顷,森林覆盖率18.21%,森林蓄积124.56亿立方米,我们国家森林面积占世界的4.5%,列世界第五位,森林蓄积占世界的3.2%,列第六位。中国的森林覆盖率仅相当于世界平均水平的61.52%,居世界的第130位,人均森林面积只有0.132公顷,不到世界人均水平的四分之一,居世界的134位,人均森林蓄积不到世界平均水平的六分之一,居世界的122位。以上是我国森林资源的现状,随着经济发展和人口增加,人们对木材的需求量日益增多,然而伴随着我国林业政策的调整(国家实施天然林保护工程的限制),可利用的优质木材资源越来越少。为缓解这一矛盾,上个世纪中后期,我国大力推广种植了杉树、杨树和桉树等速生树种,为木材工业提供了可靠的资源支持。例如欧美杨等一些速生品种,经高科技培育,不需10年,其胸径便能达到30cm左右,其材质条件完全可以达到制造单板的要求,进而又可加工为胶合板、细木工板、装饰单板等系列产品^[1]。

我国重点地区速生丰产林基地建设工程实施后,预计到2015年可提供木材1.3亿m³,届时我国木材供需可以基本达到平衡。现在我国人工用材林每公顷平均蓄积量还仅为79.2m³远低于世界平均每公顷110.7m³的水平。只有不断营造高科技人工林,才能逐步提高人工速生林单位面积产量以及林木质量。当高科技人造速生林普及成为现实,速生材改性处理技术进一步成熟以后,我国人造板生产所需的外观、径级符合使用需求,内在质量也与天然林木材不相上下的木材原料便有了可靠保证。