树脂浸渍-热处理对杨木物理力学性能的影响开题报告

1. 研究目的与意义

目的：针对杨木等人工林木材密度较低、材质较差、防护性能弱，应用范围受到极大限制的情况，对杨木进行树脂浸渍处理和热处理，并对其物理力学性能进行测试，分析不同改性处理方法对杨木物理力学性能的影响。

意义：了解不同处理方法对杨木物理力学性能的影响，其密度、尺寸稳定性、硬度等性能的变化规律，为杨木等速生材的改性研究提供了参考，丰富速生材在日常生活中的应用范围，促进速生材改性研究的发展与延伸。

2. 国内外研究现状分析

国内：我国有关树脂改性的研究大多着重于提高木材的宏观物理、力学、防护性能。物理性能主要指密度和尺寸稳定性。林海等用低分子酚醛树脂处理杨木，得到改性材的密度达0.8 gcm^-3。陈端用MF 对人工林杉木进行浸渍处理，结果显示处理后木材吸湿性降低，且尺寸稳定性较好。力学性能上，刘君良等指出随着PF预聚物处理浓度的增加，木材的顺纹抗压强度增加，当树脂浓度为20％时，其顺纹抗压强度增加75.2％，但对抗弯强度和抗弯弹性模量来说，不论树脂浓度多少，其强度值均有些下降，但下降幅度不大。陈敏杰等人研究出热处理对浸渍木物量力学性能及甲醛释放量有明显影响，建议生产中选用160℃作为脲醛树脂浸渍杨木的固化温度。全鹏等人发现通过UF树脂改性处理可以显著提高杉木的力学强度，提高幅度超过30%，热处理使杉木浸渍材的力学强度出现下降。随着温度升高和时间延长，杉木浸渍材的抗弯弹性模量和强度、顺纹抗压强度、横纹全部和局部抗压比例极限应力均呈下降趋势，且规律明显。另外，用不同质量分数的SiO₂纳米材料和酚醛树脂混合液、以及不同压缩率对木材进行处理后,木材的密度、硬度和力学强度均能够得到显著提高。

国外：与国内相比，国外研究者研究得较为提前和深入，不仅对改性前后影响木材使用的重要宏观物理、力学、防护性能进行了评价，还从微观构造入手，探索树脂在木材中的渗透路径、在木材中的分布状态以及与细胞壁的结合情况。。Gindl 等在对三聚氰胺甲醛树脂改性前后细胞壁力学性质的变化研究中也指出，改性后细胞壁的弹性模量和硬度分别增加了33%和115%，进一步证实了树脂能进入到细胞壁中，并可能与细胞壁发生交联，还通过紫外分光光度计UV直接对比了改性前后细胞壁吸光度的改变。Notburga 等则使用紫外分光光度计UV 和共聚焦拉曼光谱对细胞壁内的三聚氰胺甲醛树脂进行了定量计算。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：分别对未经改性的杨木、采用树脂浸渍处理的杨木和树脂浸渍-热处理的杨木进行物理力学性能的测试，比较不同的处理方法对杨木硬度、抗弯弹性模量、抗弯强度、密度、尺寸稳定性等性能的影响，并对其结果进行分析。

计划： 1：布置任务，收集资料（2017.12.282018.1.5）

2：完成开题报告和综述（2018.1.52018.1.15）

4. 研究创新点

本次论文主要着重于对杨木改性处理结果的测试和对比，树脂浸渍处理和树脂浸渍-热处理的速生材物理力学性能的优化比较，通过分析实验结果进行改进，为此后的研究奠定基础