速生楊做室外木地板材料研究

沈鵬飛　高宏娜　李申　隋呈祥　沈德君

摘 要：本研究利用低分子酚醛樹(shù)脂對(duì)速生楊素材進(jìn)行加壓、浸漬，經(jīng)處理過(guò)的速生楊將與未處理的速生楊素材進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，檢測(cè)處理后的速生楊抗彎彈性模量、靜曲強(qiáng)度、膠合強(qiáng)度均比素材均有所提高，均可以達(dá)到室外木地板用材的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：速生楊；室外地板；力學(xué)強(qiáng)度

速生楊呈白色，木質(zhì)輕軟，不耐水濕，由于其生長(zhǎng)速度快，而木材本身的應(yīng)力小，而作為室外木結(jié)構(gòu)使用必須具有高強(qiáng)度的承重力和抗雨水的能力，但未改性的速生楊并不能達(dá)到其要求[4]，所以為了加強(qiáng)速生楊材質(zhì)的強(qiáng)度，利用低分子酚醛樹(shù)脂對(duì)速生楊素材進(jìn)行加壓、浸漬，經(jīng)處理過(guò)的速生楊將與未處理的速生楊素材進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，檢測(cè)處理后的速生楊抗彎彈性模量、靜曲強(qiáng)度、膠合強(qiáng)度均比素材均有所提高，均可以達(dá)到室外木地板用材的標(biāo)準(zhǔn)[1-3]。

1 實(shí)驗(yàn)材料與制備

1.1 低分子量酚醛樹(shù)脂制備

安裝試驗(yàn)臺(tái)，60℃下熔解苯酚，加入三口瓶中，再加入30%NaOH溶液，攪拌器攪拌速度400-500r/min之間，反應(yīng)約10min，水浴鍋溫度保持60℃。溫度控制在60℃，加入甲醛總量的70%，反應(yīng)50min。加入PVA，反應(yīng)10min，加入剩余的甲醛，保溫3h。降溫至30℃，用涂-4杯測(cè)定粘度。

1.2 速生楊改性處理

首先將速生楊單板放入浸漬處理罐中，抽真空1小時(shí)，然后注入小分子量PF。其次恢復(fù)常壓后，再加壓（0.8MPa，2h），停止試驗(yàn)。自常壓開(kāi)始，采取噴蒸加熱的方式，使真空處理罐內(nèi)溫度始終保持70℃～75℃至試驗(yàn)結(jié)束，最后取出試件，去除試件表面上多余殘小分子量PF后在自然條件下陳放3天。

2 結(jié)果與分析

速生楊試件浸漬改性后增重率和試驗(yàn)前、后的密度以及物理力學(xué)性質(zhì)如表1所示。從表1可看出，楊木試件經(jīng)過(guò)PF樹(shù)脂改性后密度有很大的提高。增重率是前期經(jīng)過(guò)處理的試件較大，改性后兩組試件的密度相差不大。與直接浸漬相比，前期經(jīng)過(guò)熱水處理的試件改性后密度相對(duì)均勻。并且與增重率變化較大的情況相比，改性材的度較為均勻。PF樹(shù)脂浸漬后的增重率與素材密度成反比，并且與木材構(gòu)造有很大的相關(guān)性。

對(duì)改性材彈性模量進(jìn)行計(jì)算和分析，比較各因素對(duì)彈性模量的影響。對(duì)于改性材的較佳方案是a1c1b3，對(duì)靜曲強(qiáng)度進(jìn)行同樣的計(jì)算和分析，兩組試驗(yàn)得出的結(jié)論相同：較佳方案是a1c3b2。對(duì)抗壓強(qiáng)度兩組試驗(yàn)得出的結(jié)論也相同，較佳方案是a2c3b3。

本課題研究用速生楊作為室外木地板材料，但由于速生楊木質(zhì)輕軟，不耐水濕，自身應(yīng)力小，而作為室外木地板磚必須具有抗雨水的能力，但單純的未改性的速生楊并不能達(dá)到其要求，通過(guò)制備低分子酚醛樹(shù)脂并以制備藥品的不同用量作為三個(gè)不同因素來(lái)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，得到九種不同比例的膠來(lái)分別浸漬速生楊單板，再通過(guò)熱壓壓制成層積材，將層積材進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，檢測(cè)處理后的速生楊抗彎彈性模量、靜曲強(qiáng)度、膠合強(qiáng)度，并與素材進(jìn)行對(duì)比均有所提高。彈性模量的提高率最大為227.06%；靜曲強(qiáng)度的提高率最大為168.88%；抗壓強(qiáng)度的提高率最大為153.71%。

可以得出結(jié)論：改性浸漬后的速生楊單板層積材達(dá)到室外木地板用材的指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]沈德君，楊春芳，林自勝，等.低分子量酚醛樹(shù)脂改性速生楊試驗(yàn)[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，16（3）：385-388

[2]李堅(jiān)，江澤慧，劉君良.水溶性低分子量酚醛樹(shù)脂的合成[J].木材工業(yè)，2001，15（4）：19-21.

[3]方桂珍，李淑君，劉健威.低分子量酚醛樹(shù)脂改性大青楊木材的研究[J].木材工業(yè)，1999，13（5）：17-19.

[4]孫海燕.加拿大力推原汁原味木結(jié)構(gòu)建筑[J].建設(shè)科技，2006，17（28）.

*通訊作者：沈德君。