CN107553643A - 一种高强型杨木单板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强型杨木单板的制备方法，属于积材材料技术领域。本发明通过木聚糖酶浸泡后，有效改善材料的松厚度，提高了纤维的分丝帚化程度，扩大了纤维的比表面积，提高了单板材料的紧度，降低单板组织中的空隙率，有效改善杨木板材料表面孔隙，同时本发明通过糖醇扩散可渗入材料的细胞壁内部，经糠醇化固化在细胞壁内的糠醇树脂降低单板吸湿性、增强胞壁，通过堵塞作用延缓细胞壁的吸水速率和变形回复速率，有效提高材料的力学性能，且本发明通过砂纸打磨单板为预处理步骤，通过砂光处理能明显增加浸渍压缩单板表面的总自由能，有效吸附桃胶材料并协同酶解作用渗透至细胞壁内部，有效改性复合单板材料的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强型杨木单板的制备方法，属于积材材料技术领域。
背景技术
单板层积材的主要优点有以下几点单板层积材利用小径木、弯曲木、短原木生产，体现了小材大用、劣材优用的增值效应的规格尺一寸灵活多变，可自由选择，由于单板可以纵向接长，因此制品长度可以不受原木大小或单板规格的限制，可以满足大跨距梁和车辆及船舶的需要由于原木旋切成单板，节疤、裂缝等缺陷被均匀的分布于单板之中，降低了其对产品强度的影响，单板层积材的强重比优于钢材，并具有均匀的工程特性，有研究表明单板层材的强度变异系数小，许用设计应力很高单板层积材的层积结构大大减少了翘曲和扭曲，并不会导致其产生变形，稳定性好单板层积材可根据产品用途进行单板组坯，也可对单板进行处理，赋予其防腐、防虫、防火等性能加工性能和其它木材制品一样，单板层积材加工方便，可锯切、刨切、凿眼、开桦、钉钉等，并可进行铆接、斜接、铰接等后续加工单板层积材的阻燃性优于实体木材，耐火性优于钢材，并具有较高的耐气候和耐其它腐蚀的能力以及比较好的隔音保温性单板层积材具有极强的抗震性能和减震性能，以及抵抗周期性应力产生的疲劳破坏的能力单板层积材具有美丽的木材纹理由于是经干燥后的单板制成，单板层积材无需像锯材一样进行再干燥。
单板层积材的主要缺点主要有以下方面制品的成本很大程度上取决于胶黏剂的种类和用量制品主要使用厚单板，厚单板的背面裂隙较为严重，造成强度的降低。杨木单板层积材受其材料单元杨木单板结构疏松、密度低、材质软、强度低等缺点的影响，力学性能较差，应用范围得到了极大的限制。通过提高单板层积材单元的性能，进而提高板材的整体性能，是单板层积材增强研究的主要方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有杨木单层板积材力学性能差，应用范围得到了极大的限制的缺陷，提供了一种高强型杨木单板的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取杨木单板，干燥并用耐水砂纸将杨木单板表面打磨，再次干燥至恒重，得干燥杨木单板，取干燥杨木单板并预汽蒸处理，收集的汽蒸单板；
（2）并按质量比1:10，将汽蒸单板浸泡至质量分数2％木聚糖酶溶液中，保温浸泡后，取浸渍完成的杨木单板并洗涤、干燥得酶解改性杨木单板，按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份桃胶、2～3份糖醇置于烧杯中，超声分散得分散涂覆液；
（3）将分散涂覆液均匀涂覆至酶解改性杨木单板表面，待涂覆完成后，干燥得包覆改性杨木单板，将包覆改性杨木单板置于热压机上进行常温压缩，保压得改性压缩单板；
（4）按质量比1:10，将改性压缩单板浸泡至酚醛树脂胶溶液中，浸渍2～3h后，取浸渍单板并干燥，即可制备得一种高强型杨木单板。
步骤（1）所述的杨木单板厚度为2mm。
步骤（3）所述的涂覆厚度为2～3mm。
步骤（3）所述的常温压缩为控制表压力为15～16MPa，压缩率为35％。
步骤（4）所述的酚醛树脂胶溶液固含量为40％。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过木聚糖酶浸泡后，有效改善材料的松厚度，提高了纤维的分丝帚化程度，扩大了纤维的比表面积，提高了单板材料的紧度，降低单板组织中的空隙率，有效改善杨木板材料表面孔隙，同时本发明通过糖醇扩散可渗入材料的细胞壁内部，经糠醇化固化在细胞壁内的糠醇树脂降低单板吸湿性、增强胞壁，通过堵塞作用延缓细胞壁的吸水速率和变形回复速率，有效提高材料的力学性能；
（2）本发明通过砂纸打磨单板为预处理步骤，通过砂光处理能明显增加浸渍压缩单板表面的总自由能，有效吸附桃胶材料并协同酶解作用渗透至细胞壁内部，有效改善材料制备过程中树脂复合程度较低的缺陷，有效改性复合单板材料的力学性能。
具体实施方式
取厚度为2mm杨木单板，将其置于65～70℃下干燥至含水率为8～10％，用耐水砂纸将杨木单板表面打磨，再在100～110℃下干燥至恒重，得干燥杨木单板，取干燥杨木单板并置于105℃下预汽蒸10～15min，收集汽蒸单板并按质量比1:10，将汽蒸单板浸泡至质量分数2％木聚糖酶溶液置于烧杯中，再在35～40℃下保温浸泡6～8h后，取浸渍完成的杨木单板并用去离子水冲洗3～5次，真空干燥得酶解改性杨木单板；按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份桃胶、2～3份糖醇置于烧杯中，在200～300W下超声分散10～15min，得分散涂覆液；将分散涂覆液均匀涂覆至酶解改性杨木单板表面，控制涂覆厚度为2～3mm，待涂覆完成后，将涂覆后的杨木单板置于45～50℃下干燥6～8h，得包覆改性杨木单板，将包覆改性杨木单板置于热压机上进行常温压缩，控制表压力为15～16MPa，压缩率为35％，保压15～20min后，得改性压缩单板，按质量比1:10，将改性压缩单板浸泡至固含量为40％酚醛树脂胶溶液中，浸渍2～3h后，取浸渍单板并置于40～45℃下干燥至含水率为10～15％，即可制备得一种高强型杨木单板。
实例1
取厚度为2mm杨木单板，将其置于65℃下干燥至含水率为8％，用耐水砂纸将杨木单板表面打磨，再在100℃下干燥至恒重，得干燥杨木单板，取干燥杨木单板并置于105℃下预汽蒸10min，收集汽蒸单板并按质量比1:10，将汽蒸单板浸泡至质量分数2％木聚糖酶溶液置于烧杯中，再在35℃下保温浸泡6h后，取浸渍完成的杨木单板并用去离子水冲洗3次，真空干燥得酶解改性杨木单板；按重量份数计，分别称量45份去离子水、3份桃胶、2份糖醇置于烧杯中，在200W下超声分散10min，得分散涂覆液；将分散涂覆液均匀涂覆至酶解改性杨木单板表面，控制涂覆厚度为2mm，待涂覆完成后，将涂覆后的杨木单板置于45℃下干燥6h，得包覆改性杨木单板，将包覆改性杨木单板置于热压机上进行常温压缩，控制表压力为15MPa，压缩率为35％，保压15min后，得改性压缩单板，按质量比1:10，将改性压缩单板浸泡至固含量为40％酚醛树脂胶溶液中，浸渍2h后，取浸渍单板并置于40℃下干燥至含水率为10％，即可制备得一种高强型杨木单板。
实例2
取厚度为2mm杨木单板，将其置于67℃下干燥至含水率为9％，用耐水砂纸将杨木单板表面打磨，再在105℃下干燥至恒重，得干燥杨木单板，取干燥杨木单板并置于105℃下预汽蒸12min，收集汽蒸单板并按质量比1:10，将汽蒸单板浸泡至质量分数2％木聚糖酶溶液置于烧杯中，再在37℃下保温浸泡7h后，取浸渍完成的杨木单板并用去离子水冲洗4次，真空干燥得酶解改性杨木单板；按重量份数计，分别称量47份去离子水、4份桃胶、2份糖醇置于烧杯中，在250W下超声分散12min，得分散涂覆液；将分散涂覆液均匀涂覆至酶解改性杨木单板表面，控制涂覆厚度为3mm，待涂覆完成后，将涂覆后的杨木单板置于47℃下干燥7h，得包覆改性杨木单板，将包覆改性杨木单板置于热压机上进行常温压缩，控制表压力为16MPa，压缩率为35％，保压17min后，得改性压缩单板，按质量比1:10，将改性压缩单板浸泡至固含量为40％酚醛树脂胶溶液中，浸渍2h后，取浸渍单板并置于42℃下干燥至含水率为12％，即可制备得一种高强型杨木单板。
实例3
取厚度为2mm杨木单板，将其置于70℃下干燥至含水率为10％，用耐水砂纸将杨木单板表面打磨，再在110℃下干燥至恒重，得干燥杨木单板，取干燥杨木单板并置于105℃下预汽蒸15min，收集汽蒸单板并按质量比1:10，将汽蒸单板浸泡至质量分数2％木聚糖酶溶液置于烧杯中，再在40℃下保温浸泡7h后，取浸渍完成的杨木单板并用去离子水冲洗5次，真空干燥得酶解改性杨木单板；按重量份数计，分别称量50份去离子水、5份桃胶、3份糖醇置于烧杯中，在300W下超声分散15min，得分散涂覆液；将分散涂覆液均匀涂覆至酶解改性杨木单板表面，控制涂覆厚度为3mm，待涂覆完成后，将涂覆后的杨木单板置于50℃下干燥8h，得包覆改性杨木单板，将包覆改性杨木单板置于热压机上进行常温压缩，控制表压力为16MPa，压缩率为35％，保压20min后，得改性压缩单板，按质量比1:10，将改性压缩单板浸泡至固含量为40％酚醛树脂胶溶液中，浸渍3h后，取浸渍单板并置于45℃下干燥至含水率为15％，即可制备得一种高强型杨木单板。
将本发明制备的实例1，2，3与为改性的杨木单板进行性能测试并对比，具体对比结果如下表表1所示：
表1 杨木单板性能对比表
由上表可知，本发明制备的杨木单板强度有效提高。
Claims (5)
1.一种高强型杨木单板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取杨木单板，干燥并用耐水砂纸将杨木单板表面打磨，再次干燥至恒重，得干燥杨木单板，取干燥杨木单板并预汽蒸处理，收集的汽蒸单板；
（2）并按质量比1:10，将汽蒸单板浸泡至质量分数2％木聚糖酶溶液中，保温浸泡后，取浸渍完成的杨木单板并洗涤、干燥得酶解改性杨木单板，按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、3～5份桃胶、2～3份糖醇置于烧杯中，超声分散得分散涂覆液；
（3）将分散涂覆液均匀涂覆至酶解改性杨木单板表面，待涂覆完成后，干燥得包覆改性杨木单板，将包覆改性杨木单板置于热压机上进行常温压缩，保压得改性压缩单板；
（4）按质量比1:10，将改性压缩单板浸泡至酚醛树脂胶溶液中，浸渍2～3h后，取浸渍单板并干燥，即可制备得一种高强型杨木单板。
2.根据权利要求1所述的一种一种高强型杨木单板的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的杨木单板厚度为2mm。
3.根据权利要求1所述的一种一种高强型杨木单板的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的涂覆厚度为2～3mm。
4.根据权利要求1所述的一种一种高强型杨木单板的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的常温压缩为控制表压力为15～16MPa，压缩率为35％。
5.根据权利要求1所述的一种一种高强型杨木单板的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的酚醛树脂胶溶液固含量为40％。
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