1. 研究目的与意义
我国是全球最大的竹产品生产和出口国，经过30多年的发展，已开发了竹编胶合板、竹材胶合板、竹席/帘胶合板、竹车厢底板、竹水泥模板、竹篾积成材、竹地板、竹家具板、竹木复合材料、刨切竹单板、重组竹材、竹展平板、竹缠绕复合压力管等一代又一代的竹材新产品。但是现有的竹产品大多采用将毛竹材通过锯、刨等系列工序加工成矩形竹片，再通过系列工序加工而成。存在着竹材刨削量大、锯缝多、工序多等缺陷，大大降低了竹材的利用率与生产效率。而竹材展平工艺是提高竹材利用率的有效方法，展平的关键是软化处理，如果软化处理不好，会影响后续展平的进行。并且在毛竹材软化处理过程中，毛竹材的初含水率很大程度上影响着软化的效果。所以本课题以毛竹材为研究对象，采用蒸汽高温处理，研究在不同试件含水率条件下，竹材的力学性能，结晶度与官能团的变化，得到毛竹材初含水率与软化效果之间的关系，从而进一步为竹材展平工艺提供科学的理论依据。
2. 国内外研究现状分析
王汉坤的研究结论表明，竹材不同力学性能对含水率依赖性很大，饱水试样的力学性能明显低于气干试样。竹材不同力学性能对含水率变化依赖程度不同，其中顺纹抗剪切强度和顺纹抗压强度最大，其次为弯曲模量性模量，顺纹拉伸弹性模量对含水率变化最不敏感；黄梦雪的研究发现，竹材初含水率对毛竹材的Tg（玻璃化转变温度）的影响显著，随着含水率的增加，其Tg显著降低，绝干毛竹材的Tg最大为217.3℃，饱和状态的毛竹材Tg最小为113.0℃；程瑞香的DMA研究表明：软化处理的竹材储能模量显著降低，在40℃时，经高温软化处理后竹材储能模量比未软化处理后的竹材降低了60.4℃，软化处理的效果非常明显。DMA的结果也表明未软化处理竹材的玻璃化转变温度为119.8℃，软化处理的竹材的玻Tg为88.4℃，软化处理竹材的Tg比未软化处理下降了26.21℃。 张齐生教授通过多次的实验和研究表明：软化温度是影响主材展开效果的关键的因素之一，软化温度越接近竹材软化规定的温度，竹材软化展平的效果就越好；竹材壁厚对展平也有影响，竹材壁厚S越大，那么应力σ也越大，展开效果也会越差；随着竹材的直径增大，竹材的曲率则相应减小，竹材展平时的反向弯曲应力也减小，竹材展平的效果就越好。当对于直径较大的竹材，我们可以将其剖成三块进行展平，这样就可以获得相当满意的展平效果；竹材表面状态的影响适中，竹材外层的竹青、维管束比较密集，木纤维比较多，并含有蜡质。竹青和竹簧既影响软化处理的效果，又因其E值比竹肉部分大，也影响展开效果；竹材含水率不是决定展平效果的重要因素，含水率高，竹材塑性好，有利于改善展平质量。含水率过低时，展开效果也不好。 黄梦雪研指出一般几种加工方式：一次加压展平，分段加压展平和连续加压展平；南京林业大学的张齐生通过国内外资料总结得出影响竹材展平的一系列因素；软化温度的影响很大，软化温度越接近竹材软化规定的温度，效果越好；软化过程中，竹材壁厚S越大，应力σ也越大，相应的展开效果也越差；竹材的直径对展平的影响一般，竹材的直径增大，竹材的曲率则减小，竹材展平时的反向弯曲应力也减小，竹材展平的效果就越好；竹材外层的竹青、维管束比较密集，木纤维比较多，并含有蜡质。竹青和竹簧既影响软化处理的效果，又因其E值比竹肉部分大，也影响展开效果；竹材含水率不是影响展平的重要因素，当含水率高时，竹材塑性好，有利于改善展平质量。含水率过低时，展开效果也不好。 AnedyW.C.Lee(美）对竹材物理力学特性进行研究发现，竹材含水率对竹材物理力学特性有影响。Amy的研究发现，静曲强度的增加是由水分的蒸发所引起的，在纤维饱和点以下，竹材的静曲强度随含水率的降低而增大，因此这一阶段竹材的静曲强度的增加主要是由于竹材的含水率降低引起的。
3. 研究的基本内容与计划
1、研究内容：
（1）研究毛竹材在不同初含水率：绝干、10%、20%、30%、40%、60%、100%等条件下的物理力学性能；
（2）研究不同初含水率：绝干、10%、20%、30%、40%、60%、100%的毛竹材经过160℃、5min的软化处理后，其力学性能的变化情况；
4. 研究创新点
竹材展平工艺是提高竹材利用率的有效方法，而展平的关键是软化处理，软化处理的好坏直接影响到后期展平的效果。而在毛竹材软化处理过程中，毛竹材的初含水率很大程度上影响着软化的效果。本实验，通过改变毛竹材的初含水率，测量其软化处理后的力学性能及其化学成分和官能团的变化，得到含水率对软化效果的影响，进而提高展平竹板的质量与出材率，为竹材展平企业提供一定的理论依据。
