1. 研究目的与意义
针对科技木生产中速生木材单板存在染色时间长、染色均匀性差、能耗高、胶合强度不高等技术问题,通过常压冷等离子体的物理刻蚀作用和化学反应作用,改变速生木材单板微观结构,并在其表面引入极性基团,从而显著提高染色杨木单板的胶合工艺,为实现等离子体改性技术在木材染色方面的工业化应用奠定理论基础和提供实践依据。
2. 国内外研究现状分析
冷等离子体作用于高分子材料表面会产生刻蚀、氧化、分解、交联、接枝和聚合等作用,从而可显著改善材料的亲水性、疏水性、黏接性和生物适应性等。在产生冷等离子体的多种方式中,常压状态下通过介质阻挡放电(DBD)产生等离子体的设备简单、能量高,且很容易在工业环境下实现常压冷等离子体改性,因此常压冷等离子体改性技术应用于木材加工行业正成为一个热点研究课题。
表面改性是改善木材表面性能最直接、最有效的途径,要实现理想的表面改性需要兼顾木材的相容性和木材本身的机械、物化性能。等离子体技术综合了这两方面而成功地应用于木材表面改性,但由于等离子体反应及等离子体与木材表面相互作用过程的复杂性,在等离子体表面改性反应方面还有待于完善。随着等离子体技术理论研究和应用研究方面的进一步发展,它与木材科学的交叉融合必将更加深入。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:1.研究单板涂胶量、单板含水率、胶压压力、胶压时间和陈放时间等对产品胶合强度的影响2.探讨利用经常压冷等离子体处理和染色后的速生杨木单板制造科技木方的工艺参数
研究方案1.试验所用材料:杨木单板、脲醛树脂胶2.工艺路线:杨木单板常压冷等离子体改性处理→改性杨木单板胶合3.试验设计方法:三层胶合板工艺参数:热压时间、热压温度、热压压力、双面施胶量4.试验方法:单因素方差分析法
4. 研究创新点
(1)显著缩短速生材单板染色时间,改善染色效果,降低生产能耗,提升科技木产品品质的新思路;(2)提出了处理木质单板的非化学改性方法。
常压低温等离子体处理具有高效、干法化、无污染、高选择性、可控性强等优点。
具有节能减排、保护环境和易于调控的特点。
