不饱和聚酯树脂改性速生杨木性能及渗透研究

发布时间：2020-10-23 05:21

　　 速生杨树是我国最主要的速生树种之一,具有生长速度快、分布广泛和蓄积量大等特点。因此合理地利用速生杨木是缓解我国木材供需紧张的重要措施。但速生杨木存在很多缺点,如密度小、硬度低,材质松软,力学性能差等。这些缺点都限制了杨木的广泛应用。不饱和聚酯树脂改性剂浸渍改性速生杨木,可以改善杨木的主要物理力学性能,并研究真空浸渍过程中改性剂在杨木内渗透模型,以期为杨木/不饱和聚酯树脂改性材的进一步研究提供理论基础。本文以速生杨木为研究对象,以不饱和聚酯树脂为改性剂,研究了浸渍改性处理对杨木增重率、主要物理力学性能的影响并建立了真空浸渍过程中不饱和聚酯树脂在杨木内渗透模型。结果表明:(1)采用真空法浸渍处理杨木,木材的浸渍增重率范围约为14%～48%,固化增重率范围约为5%～32%。随着处理真空度的增大和浸渍时间的延长,杨木木材的增重率增大,且处理真空度远远大于浸渍时间对木材增重率的影响。(2)杨木经过改性后,其湿胀率、干缩率明显降低,吸水率显著降低,杨木的尺寸稳定性得到提高;抗弯强度和抗弯弹性模量显著提高,抗弯强度提高了37.65%～138.22%,抗弯弹性模量提高了 45.34%～130.12%。(3)以质量守恒方程和液体的达西定律为基础,以压力梯度为渗透的主要驱动力,建立了杨木真空浸渍过程中不饱和聚酯树脂的渗透模型:利用不饱和聚酯树脂在杨木的渗透模型对杨木浸渍量进行了验证。验证结果显示:理论值与实验值的最大误差为7.89%,因此此模型能在一定程度上模拟真空浸渍过程中不饱和聚酯树脂在杨木内的渗透过程。
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S781
【部分图文】：

图２－１真空度对增重率的影响??Ｆｉｇ２－１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｖａｃｕｕｍ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｎ?ｒｅｓｉｎ?ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ?ａｍｏｕｎｔ??由图２－１可知，当浸溃时间为１０?ｍｉｎ时，真空度为－０．０２?ＭＰａ、－０．０４?ＭＰａ和－０．０６??ＭＰａ时，处理材的浸渍增重率分别为１４．０４％、３２．２３％和４１．５８％，固化增重率分别为??５．３５％、１９．２９％和２６．２４％，处理材的浸渍、固化增重率随真空度的增大而增加；当浸??１６??

率随真空度的增大而增加。可见，随着处理真空度的增大，处理材的浸渍和固化增重??率也随之增大，在－０．０２?ＭＰａ？－０．０４?ＭＰａ范围内，质量增加最快，在－０．０６?ＭＰａ使达??到最大浸溃和固化质量增加率。由图２－１还可见，处理材固化增重率小于木材浸溃增??重率，这可能是由以下几点原因引起的：（１）处理材在浸溃完陈放的过程中，不饱??和聚酯树脂液中的苯乙烯和未完全反应的１，２－丙二醇等易挥发成分挥发到空气中引??起质量的减少；（２）在加热固化过程中，不饱和聚酯树脂受热粘度减小更容易流动，??且木材内部空隙中的空气受热膨胀，使木材内部压力大于外界压力，使不饱和聚酯树??脂液被部分挤压出木材内，使固化后的增重率降低。??，５〇］??▲—??４ｆ?４５－???＊?２??＾?４０－?ｆ?－０－４??．?／?—０—５??Ｉ：??＾??２０?－?＼?ｒ——心?＜??二??０?ｙ?＇?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ??０?１０?２０?３０?４０?５０??沒溃时Ｎ／ｍｉｎ??注ａ：?１、２、３分别为真空度－０．０２?ＭＰａ、－０．０４?ＭＰａ、－０．０６?ＭＰａ条件下的浸溃增重率；??注ｂ：?４、５、６分别为真空度－０．０２?ＭＰａ、－０．０４?ＭＰａ、－０．０６?ＭＰａ条件下的固化增重率。??图２－２浸渍时间对增重率的影响??Ｆｉｇ２－２?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｎｇ?ｔｉｍｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｎ?ｒｅｓｉｎ?ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ?ａｍｏｕｎｔ??由图２－２可知

Ｆｉｇ３－１?Ｓｗｅｌｌｉｎｇ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｏｆ?ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ?ａｎｄ?ｕｎｔｒｅａｔｅｄ?ｐｏｐｌａｒ??３．２．２干缩率??从图３－２可以看出，杨木处理材的径向和弦向干缩率均小于素材。在吸水饱和到??气干的过程中，杨木素材的径向、弦向的平均线干缩率分别为２．９８°／。、５．８８％。经过??不饱和聚酯树脂浸渍处理后，处理组１、２和３的径向平均线干缩率分别为２．７４％、??２．６８°／。、２．７２％，弦向平均线千缩率分别为５．３１％、５．４６％、５．５５％。在吸水饱和到气??干的过程中，经过改性后的处理组１、２、３的径向平均线干缩率分别降低了?８．７６％、??１１．２８％和９．６５％，随增重率的增加而先增加后减小；弦向平均线湿胀率分别降低了??１０．８３％、７．６１％和６．０３％，随增重率的增加而减小。??在吸水饱和到全干的过程中，杨木素材的径向、弦向的平均线干缩率分别为??５．３６％、９．７２％。经过不饱和聚酯树脂浸渍处理后
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本文编号：2852606