（木材科学与技术专业论文）竹质特种胶合材胶合机理与工艺的研究.pdf

二一 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完成的 研究成果，并且是自己撰写的尽我所知，除了文中作了标注和致谢中己作了答谢的 地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果与我一同对本研究做出贡献 的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识产权的行 为，由本人承担应有的责任 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：林州献e t , - 期：7 , o l o 6 ，乃 j 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学校有权送 交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采 用影印、缩印或其他复制手段保存论文 保密，在年后解密可适用本授权书 口 不保密，本论文属于不保密 口 学位c 毕业，论文作者亲笔躲抓岬献吼弘肚6 眵 指导教师亲笔签名：日期：矽fp ，多， 弓 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 目录 摘要1 a b s t r a c t l i i 1 弓l 言1 1 1 研究背景1 1 2 竹材人造板的特点1 1 3 竹材人造板的研究现状2 1 3 1 国内研究现状2 1 3 2 国外研究现状。6 1 4 竹质特种胶合材的意义6 1 5 本研究的目标与内容7 1 5 1 研究目标7 1 5 2 主要研究内容7 1 6 本研究的创新和特色8 2 试验材料。9 2 1 试验原料9 2 2 化学试剂9 2 3 仪器及设备9 3 试验方法1 1 3 1 竹质特种胶合材的制各1 1 3 2 材料性能测定1 3 3 2 1 竹材原料1 3 3 2 2 酚醛树脂1 6 3 2 3 竹质特种胶合材1 7 3 3 胶合材的仪器分析2 2 3 3 1 电镜扫描( s e m ) 2 2 3 3 2 红外光谱( f t m ) 2 2 4 试验结果与分析2 3 4 1 竹材原料2 3 4 1 1 含水率和密度2 3 4 1 2 化学成分2 4 4 1 3 毛竹材的浸渍3 1 4 1 4 竹材结构3 5 4 2 酚醛树脂3 7 4 3 竹质特种胶合材压制工艺3 7 4 3 1 浸胶正交试验3 8 4 3 2 浸胶工艺小结4 0 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 4 3 3 热压正交试验4 1 4 3 4 热压工艺的小结。5 2 4 4 胶合机理的分析5 3 4 4 1 扫描电镜( s e m ) 5 3 4 4 2 傅立叶红外光谱( f t i r ) 5 5 4 4 3 j 、结5 8 5 结论与建议6 0 5 1 结论6 0 5 2 问题及建议6 1 参考文献6 2 致 射6 5 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 摘要 由于我国森林资源总量不足和质量不高等问题，木材工业中原料供需之间的矛盾日益加 剧。充分利用竹子的优良性能，制造性能良好且满足人类各种需求的板材，这对缓解木材资 源紧缺，扩大竹制产品应用领域，实现高效高质利用竹材资源具有重要的意义。 通过试验研究，分析对比原料的化学成分和原料对酚醛树脂的浸渍性能，根据竹质特种 胶合材的吸水厚度膨胀率、耐沸水性、静曲强度、弹性模量、耐磨性、耐化学腐蚀性、浸渍 剥离率和甲醛释放量等试验指标，讨论分析热压三要素( 热压压力、热压时间、热压温度) 对胶合材性能的影响。根据红外光谱和电镜扫描技术分析探索了胶合材的胶合机理，进一步 验证热压三要素对于胶合材性能的影响，体现特种胶合材与众不同的优势，得到如下结论： ( 1 ) 通过对毛竹素材、漂白竹材、炭化竹片和炭化竹丝化学成分的测定和分析，得出三 要素含量中均是纤维素最大，约为4 4 0 8 4 6 8 8 ，半纤维素和酸不溶木素含量分别在 1 8 5 0 2 2 3 5 和2 0 0 2 2 1 1 7 。三要素含量变化率大小为：半纤维素 纤维素 木素。抽出物 含量大小为：i n a o h 抽出物 热水抽出物 冷水抽出物 苯醇抽出物。炭化竹丝三要素含 量变化率最大，其纤维素、半纤维素和木质素含量分别为4 4 0 8 ，1 8 5 0 和2 0 0 2 ，1 n a o h 、 冷水、热水和苯醇抽出物含量分别为3 5 0 5 ，7 7 6 ，1 0 0 6 和5 5 2 ，这对竹质特种胶合 材的原料选择具有实际意义。 ( 2 ) 通过观察比较可知炭化竹材细胞壁变薄，基本组织细胞更透亮，竹材细胞空隙率增 加，细胞腔依稀可见，同时纤维群细胞也相互脱离，这些结构变化有利于对热固性树脂的渗 透。结果表明：相对于毛竹素材和漂白竹材，炭化竹材对热固性树脂的渗透性能更好。 ( 3 ) 炭化竹丝对热固性树脂的浸渍率为0 1 4 r a i n ，比炭化竹片大，说明炭化竹丝对胶 液的渗透性能比炭化竹片的好。竹材的渗透性能大小为：炭化竹丝 炭化竹片 漂白竹片 毛竹素材。所以竹质特种胶合材的原料选择炭化竹丝。 ( 4 ) 通过浸胶l 1 6 ( 4 5 ) 正交试验，炭化竹丝浸胶工艺四个影响因素的主次顺序为：胶黏 剂浓度一竹丝含水率_ 竹丝浸胶时间- 竹丝长度，其中胶黏剂的浓度为显著因素。得出较优 浸胶工艺：胶黏剂浓度3 0 、竹丝含水率1 0 、浸渍时间2 0 r a i n 、竹丝长度1 0 0 m m 。 ( 5 ) 通过热压l 9 ( 3 4 ) 正交试验，得出较优热压工艺：热压压力2 0 m p a 、热压温度1 4 5 、热压时间1 7 m i n m m 。热压压力对胶合材耐酸性、静曲强度和弹性模量有显著，对耐沸 水性、耐碱性、耐盐性、耐磨性和浸渍剥离率等其他试验指标影响不显著；热压时问对胶合 材静曲强度有显著影响，对其他试验指标影响不显著；热压温度对胶合材各试验检测指标有 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 一定的影响，但不显著。 ( 6 ) 利用扫描电镜分析技术，观察分析竹质特种胶合材及其原料超微观结构，结果表明： 炭化竹丝单位面积内热固性树脂的胶量较多，呈均匀分布，胶层与炭化竹丝之间的缝隙较小 且均匀，说明两者胶合状态良好，从超微结构上进一步完善竹质特种胶合材的胶合机理。 ( 7 ) 利用红外光谱分析技术，测定分析酚醛树脂和炭化竹丝热压前后的光谱图，可知， 酚醛树脂中的活性基团与竹材三要素中某些基团发生化学反应，形成新的化学键，胶黏剂固 化，形成网状交联结构，起到胶结作用；竹材炭化后，“c h 基团分解、一些“c = c 和大 部分“c h 3 ”、“c h 2 ”基团己受热裂解，同时，“= c o c 、“c o c ”和“c o 这三个基 团也已减小或消失，这些都为研究以炭化竹丝为原材料的竹质特种胶合材的胶合机理提供了 依据。 ( 8 ) 竹质特种胶合材的密度为1 3 0 9 c m 3 ，约比普通竹编胶合板密度大0 4 2 9 c m 3 ，胶合 材密度大且断面密度均匀，这是竹质特种胶合材的特色之一。 ( 9 ) 竹质特种胶合材的弹性模量为1 2 5 2 0 m p a ，静曲强度为15 0 3 m p a ，分别约为普通竹 胶合板指标值的2 5 0 倍和2 5l 倍；分别约为结构用刨花板指标值的5 5 6 倍和7 5 2 倍，这是 竹质特种胶合材的特色之二。 ( 1 0 ) 竹质特种胶合材具有较强的耐酸性、耐碱性、耐盐性和强耐腐性，这是竹质特种 胶合材的特色之三。 关键词：毛竹；胶合材；机理；工艺 n a b s t r a c t t h eq u e s t i o n so fi n s u f f i c i e n tf o r e s tr e s o u r c e sa n di n f e r i o rq u a l i t ye x a c e r b a t e st h ec o n t r a d i c t i o n b e t w e e nr a wm a t e r i a ls u p p l ya n dd e m a n di nt h ec o u n t r yw o o di n d u s t r y t a k i n gf u l la d v a n t a g eo f b a m b o o ，m a k i n gs u i t a b l et e c h n i c a lp r o d u c t i o nf o rb a m b o ob o a r d ，p r o d u c t i n g t h eb a m b o op l y w o o d w i t hp e r f e c tp e r f o r m a n c ew h i c hs a t i s f yt h eh u m a nk i n d so fd e m a n d ，a l l e v i a t et h et i m b e r r e s o u r c e s s c a r c ep r e s s u r e t h e yp l a yav i t a ls i g n i f i c a n tr o l en o to n l yi nm a k i n gu pf o ral a c ko fw o o da n d e x t e n d i n gt h ea p p l i c a t i o nf i e l db u ta l s oi nr e a l i z i n ge f f i c i e n tr e s o u r c e su t i l i z a t i o n t h r o u g ht h ee x p e r i m e n t ，t h i sr e s e a r c ha n a l y s e da n dc o n t r a s t e dt h ec h e m i c a lc o m p o s i t i o no f b a i l l b o ou n d e rt h ed i f f e r e n tc o n d i t i o n sa n dt h ep e r m e a b i l i t yo fb a m b o ou n d e rt h ed i f f e r e n ts i z e s a c c o r d i n gt ot h et e s ti n d e x so fp l a t e ss u c ha st h i c k n e s ss w e l l ，b o i l i n gw a r er e s i s t a n c e ，m o d u l u so f r u p t u r e ( m o r ) ，m o d u l u so fe l a s t i c i t y ( m o e ) ，w e a rr e s i s t a n c e ，c o r r o s i o nr e s i s t a n c e ，t h eg l u eb o n d t e s t f o r m a l d e h y d ee m i s s i o na n d s oo n ，t h er e s e a r c hd i c u s s e dt h ee f f e c to ft h e r m o - c o m p r e s s i o nt h r e e p a r a m e t e r so nt h es p e c i a lb a m b o op l y w o o d a tt h es a m et i m e ，i t a l s oe x p l o r e dt h eb o n d i n g m e c h a n i s mo f p l y w o o db y i n f r a r e d s p e c t r a la n a l y s i s ( f t i r ) a n d s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p e ( s e m ) ，w h i c hh a df u r t h e rc o n f i r m e dt h ee f f e c to ft h e r m o c o m p r e s s i o nt h r e ep a r a m e t e r s o nt h ep l y w o o d t h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n sw e r ed r a w n ： ( 1 ) t h ec h e m i c a lc o m p o s i t i o n sw e r ed e t e r m i n e da n da n a l y s e da m o n gt h ep h y l l o s t a c h y s h e t e r o c y c l a “p u b e s c e n ，t h e b l e a c h e db a m b o o ，t h ec a r b o n i z e db a m b o o ，t h ec a r b o n i z e db a m b o o f i l a m e n t s t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h ec e l l u l o s ec o n t e n tw a sb i g g e s ti nt h r e ee l e m e n t s ，w h i c hw a s a p p r o x i m a t e l y4 4 0 8 - 4 6 8 8 t h eh e m i c e l l u l o s ea n da c i da c c u m u l a t o ri n s o l u b l el i g n i n c o n t e n t sw a s r e s p e c t i v e l y 18 5 0 2 2 3 5 a n d2 0 0 2 21 17 t h es e q u e n c eo fc h e m i c a lc o m p o s i t i o n sr e d u c t i o n n n ew a st h eh e m i c e l l u l o s e t h ec e l l u l o s e t h el i g n i n t h es e q u e n c eo f t h ec h e m i c a le x t r a c t i o n sw a s 1 n a o he x t 瑚i c t i o n t h eh o tw a t e re x t r a c t i o n t h ec o l dw a t e re x t r a c t i o n t h eb e n z e n e a l c o h o l e x t r a c t i o n t h er e d u c t i o nr a t eo fc a r b o n i z e db a m b o of i l a m e n t sw a st h eb i g g e s t ，w h o s ec o n t e n t so f c e l l u l o s e ，h e m i c e l l u l o s e ，l i g n i n ，1 n a o h e x t r a c t i o n ，t h ec o l dw a t e re x t r a c t i o n ，t h e h o tw a t e r e x n ：a c t i o na n dt h eb e n z e n e a l c o h o le x t r a c t i o nw a s4 4 0 8 ，1 8 5 0 ，2 0 0 2 ，3 5 0 5 ，7 7 6 ，1 0 0 6 a n d5 5 2 t h ea n a l y s i sr e s u l t sw e r eh e l p f u lt ot h em a t e r i a ls e l e c t i o no ft h es p e c i a lb a m b o o p l y w o o d ( 2 ) t h eb a m b o os t r u c t u r a lc h a n g e sw e r eo b s e r v e da n dc o m p a r e d ，t h er e s u l ts h o w e dt h a t ：a f t e r i i i 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 c a n b o n i z i n g ，t h ec e l lw a l lw a st h i n n e r , t h ep r i m a r yt w a s s u ec e l lw a sm o r et r a n s l u c e n t ，t h ec e l lv o i d s i n c r e a s e d ，a n df i b e ra sw e l la p p e a r e dt h eg a p ，w h i c hw a sh e l p f u lt oe n h a n c e st h ep e r m e a b i l i t yo f b a m b o o t h eo b s e r v e dr e s u l ta l s oi n d i c a t e d ：t h ep e r m e a b i l i t yo fc a r b o n i z e db a m b o ow a sb e t t e rt h a n r a wa n db l e a c h e db a m b o o ( 3 ) t h ep e r m e a b i l i t yo fc a r b o n i z e db a m b o of i l a m e n t sw a sa b o u to 14 0 d m i n i tw a sb i g g e r t h a nc a r b o n i z e db a m b o o ，s ot h eo ff i l a m e n t sh a db e t t e rp e r m e a b i l i t y t h es e q u e n c eo fp e r m e a b i l i t y w a s ：c a r b o n i z e db a m b o of i l a m e n t s c a r b o n i z e db a m b o o b l e a c h e db a m b o o r a wb a m b o o s ot h e r a wm a t e r i a l ss e l e c t i o no f s p e c i a lb a m b o op l y w o o dw a st h ec a r b o n i z e db a m b o of i l a m e n t s ( 4 ) t h ei m p r e g n a t i n gt e c h n o l o g yw a ss t u d i e db ym e a n so ft h el 1 6 ( 4 5 ) o r t h o g o n a lt e s t ，t h e r e s u l t ss h o w e dt h a t ：t h e s e q u e n c e s o ff o u rf a c t o r s i n f l u e n c i n g t h ee f f l u e n tw a sp f c o n c e n t r a t i o n - - b a m b o o m o i s t u r e - - - t i m e - - , l e n g t h a n d t h eb e s t e x p e r i m e n tp r o g r a m w a sp f c o n c e n t r a t i o n ( 2 5 ) ，b a m b o om o i s t u r e ( 10 ) ，t i m e ( 2 0 m i n ) ，l e n g t h ( 10 0 m m ) ( 5 ) t h eh o t - p r e s s i n gp r o c e s so ft h es p e c i a lb a m b o op l y w o o dw a ss t u d i e db yl 9 ( 3 4 ) o r t h o g o n a l t e s t t h er e s u l ts h o w e dt h a tt h eo p t i m a lh o t - p r e s s i n gp r o c e s sw a st h a tu n i tp r e s s u r eo f2 o m p a , t e m p e r a t u r eo f1 6 0 。c ，p r e s s i n gt i m e o f1 7 m i n m m t h e h o t - p r e s s i n gu n i tp r e s s u r eh a da n r e m a r k a b l ee f f e c to nt h ea c i dr e s i s t a n c e ，m o d u l u so fr u p t u r e ( m o r ) a n dm o d u l u so fe l a s t i c i t y ( m o e ) o ft h ep l y w o o d ，a n dh a dl i t t l ee f f e c to nt h eb o i l i n gw a t e rr e s i s t a n c e ，a l k a l ir e s i s t a n c e ，a b r a s i v e 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 “c h ”，“c = c ”，“c h 3 ”，“c h 2 ”，= c o c ”，o - c ”，“c o ” a n ds oo n t h er e s u l t s p r o v i d e d a r e a s o n a b l eb a s i sf o rr e s e a r c h i n gt h eb o n d i n gm e c h a n i s mo fs p e c i a lb a m b o op l y w o o d ( 8 ) t h ed e n s i t y o f t h e s p e c i a lb a m b o op l y w o o dw a s1 3 0 9 c m 3 ，w h i c hw a sm o r ed e n s et h a nt h e o r d i n a r yb a m b o o - m a tp l y w o o d t h es p e c i a lb a m b o op l y w o o d w a sd e n s ea n dt h ed e n s i t yg r a d i e n t w a sh o m o g e n e o u s ，w h i c hw a st h ef i r s td i s t i n g u i s h i n gf e a t u r eo f t h es p e c i a lb a m b o op l y w o o d ( 9 ) t h em o r a n dm o eo ft h es p e c i a lb a m b o op l y w o o dw e r e12 5 2 0m p aa n d15 0 m p a , w h i c h w e r ea b o u t2 5 0t o2 51t i m e st h ec o m m o nb a m b o op l y w o o d s ，w h i c hw e r ea b o u t5 5 6t o7 5 2t i m e s t h ep a r t i c l e b o a r df o rl o a d - b e a r i n gb o a r d sf o ru s ei nd r yc o n d i t i o n s ，w h i c hw a st h es e c o n d d i s t i n g u i s h i n gf e a t u r eo ft h es p e c i a lb a m b o op l y w o o d ( 1o ) t h es p e c i a lb a m b o op l y w o o dh a dg o o da c i dr e s i s t a n c ea l k a l ir e s i s t a n c e ，s a l tt o l e r a n c ea n d r o t p r o o f n e s s ，w h i c hw a st h et 1 1 i r dd i s t i n g u i s h i n gf e a t u r eo f t h es p e c i a lb a m b o op l y w o o d k e yw o r d s ：p h y l l o s t a c h y sh e t e r o c y c l ac v p u b e s c e n s ；p l y w o o d ；m e c h a n i s m ；t e c h n o l o g y v 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 1 引言 1 1 研究背景 我国是一个森林资源匮乏的国家。据第七次森林资源清查统计，我国的森林总面积为1 9 5 亿公顷，森林覆盖率2 0 3 6 ，只有全球平均水平的2 3 ，排在世界第1 3 9 位【l 】。其中，共有 活立木总蓄积1 4 9 1 3 亿立方米，森林蓄积1 3 7 2 1 亿立方米；天然林面积1 2 亿公顷，天然林 蓄积1 1 4 0 2 亿立方米；人工林保存面积o 6 2 亿公顷，蓄积1 9 6 l 亿立方米，人均森林面积o 1 4 5 公顷，不足世界人均占有量的1 4 ；人均森林蓄积量1 0 1 5 1 立方米，仅为世界人均占有量的 l 7 。随着我国经济社会快速稳定地发展，各类问题如：森林资源总量不足和质量不高等，加 剧了木材工业中原料供需之间的矛盾。为了缓解木材加工行业原料紧缺的压力，解决木材原 料供不应求的问题，“以竹代木”已势在必行。 竹子是森林资源的重要组成部分，是禾本科多年生木质化植物，具有独特的经济价值、 生态价值和社会价值。目前，全世界约有竹子7 0 多属，1 2 0 0 多种，我国竹子种类已知共有 3 9 属5 0 0 余种，约占世界竹种总数的1 3 t 2 , 3 】。我国竹子的种类、面积、蓄积量及竹材产量， 都居世界首位，素有“竹子王国”之美称。据第七次森林资源普查结果，我国现有人工经营 的竹林面积6 0 0 多万h m 2 ，为上世纪5 0 年代的4 倍多。竹林主要分布在我国长江以南的1 7 个省、市、自治区，竹林面积、蓄积量、竹材产量均居世界之首，其中以福建、浙江、江西、 湖南等地居首，约占全国竹林总面积的8 0 t 4 1 。竹子是世界上生长最快的植物，一般说来， 生长周期为3 5 年的竹材即适宜作竹材人造板材料【5 1 ，我国江南混合竹区是竹材产量最高的地 区，其中又以毛竹产量最高，独特的地理资源优势使得该区成为毛竹分布的中心地区，该区 竹业生产也较发达。 近2 0 年来，全国的竹林总面积每年以5 万h m 2 的速度递增，竹林培育、竹材材性与竹材 加工利用的科学研究也有突破性的进展；毛竹，在我国竹类资源中利用价值最高，其产量约 占世界的9 0 ，每年砍伐量相当于1 5 0 0 多万m 3 木材【6 1 ，从而为竹材的加工利用提供了丰富 的资源条件。近几年来，我国投入了大量的人力、物力、财力研究开发利用竹材，并有了长 足的发展。 1 2 竹材人造板的特点 竹材作为可再生的速生生物质材料，具有其独特的性能【7 1 。其一竹材自身强度高，抗压 和抗弯强度高，硬度大，结实耐用。其二竹材质感好，高雅气派，表面光滑、不易积尘、清 洗简单方便。其三竹材美观适用，纹理独特、色泽自然、竹香怡人。其四竹材加工性能好， 1 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 易干燥、易刨切。其五竹材用途很广泛，常被用于建筑行业、家具行业、纺织行业和其他装 饰领域等。 我国的竹材加工利用主要包括4 个方面：竹材人造板、日用竹制品、竹工艺品、化学利用。 其中竹材人造板改变其工艺中的参数，还可制得适用于不同场合的各种竹材人造板，如工厂 纺织木梭、风叶轮、齿轮，甚至部分航海、航空材料，由此充分显示了竹材人造板作为结构 用材等的独特优良性能。 竹材人造板具有木质人造板所不可比拟的优点：硬度大、耐磨性好，强度高，质感好， 易加工等。而且，竹材人造板的原料为竹材，为可再生资源，相比与木材，其来源更广泛， 生长更快，成才更早，一般竹质造林5 1 0 年后，就可砍伐利用，是真正的可持续发展材料， 符合当今全世界共同倡导的“低碳经济 。 1 3 竹材人造板的研究现状 竹材人造板具有原料来源广、加工性能好和物理力学强度高等优点，是一种新型的绿色 环保材料【8 】；其品种繁多，分类也较多，按照板材中竹材结构单元的不同，可以分为竹胶合 板、竹集成材、竹地板、竹层积材、竹复合板、竹碎料板和竹纤维板七大类【9 】；根据其不同 性能，竹材人造板可应用于家具行业、建筑行业的建筑模板或其他结构构件等领域。 1 3 1 国内研究现状 早在2 0 世纪8 0 年代初，我国竹材加工利用就已开始起步发展。经过近3 0 年来的努力，我 国竹材工业已取得较大发展，期间，还有上百种有价值的新产品问世，产品的质量和数量， 以及企业的规模和技术的先进程度等各方面均已达到世界领先水平。而且，中国已成为世界 上最大的竹材制品出口国。竹材加工利用己日渐起色，不仅包括各种生产竹材人造板、开发 竹炭和竹醋液等化学产品，而且还注重提高竹材综合利用率：生产已渐渐从单纯的重视大径 级毛竹的利用生产转为重视利用各类中小径级的竹制品生产。竹材人造板10 1 也从刚开始的车 厢底板和水泥模板两大系列产品发展到今天的车厢底板、水泥模板及竹材集成材和竹材地板 三大系列产品，特别是新兴的竹材集成材和竹材地板系列产品，其生产技术先进，生产工艺 精良，产品质量上乘，堪称为竹材加工产品中的精品。截止2 0 0 1 年，我国竹材人造板总产量 超过1 0 0 万m 3 【l l 】，浙江省竹业产值达1 2 0 亿元，其中安吉县竹业总产值达4 l 亿元( 力h - r 产值3 7 亿) 。 从2 0 世纪9 0 年代以来，福建竹子加工产业开始迅速发展，并逐渐独占鳌头。9 0 年代以前， 福建竹产业基础十分薄弱，9 0 年代以后，因国家相关政策的大力支持，福建省充分发挥资源 2 福建农林大学2 0 10 届硕士学位论文 优势，竹产业迅速发展，竹业总产值从9 0 年代初的4 亿元增j j l ：l 至l j 2 0 0 0 年的4 8 亿元，短短1 0 年时 间就增加了4 4 亿元。经过近3 0 年来的不断发展，福建竹子加工工业基本形成竹两大体系：竹 材加工和笋制品加工。其中竹材加工业不再是以往的小规模和手工生产，产品不再是低附加 值的初级产品，竹材加工已逐渐向大规模、机械化方向发展，产品逐步转向精细加工、高附 加值方向发展。福建竹材资源丰富，闽北建瓯市毛竹林面积共有1l 万h m 2 ，居全国县级市之首， 全省现有笋竹加工企业1 2 0 0 多家，其中年产值5 0 0 万元以上的企业近百家。于2 0 0 1 年投产的永 安市兴国竹胶板厂，其年产竹胶合板1 万r n 3 。该市吉通板业有限公司年产竹胶合板1 万m 3 ，年 产2 0 万m 3 的竹地板项目也正在启动【1 2 】。位于建瓯的三森竹木有限公司是福建省最大的民营竹 胶合板厂，其年产覆膜竹胶合板1 2 万m 3 。三明庆宝集团生产高强度各类竹胶合板，其高强度 竹胶合板已广泛应用于示范工程、高层建筑、高速公路和立交桥等大型工程，产品已销往新 加坡、俄罗斯等国家。 竹材人造板的研制成功，大大拓宽了其应用领域。如，国内云南屏边小学校舍使用了由 中国林科院木材工业研究所和浙江新昌竹木有限公司联合试制的教学楼竹胶合梁屋架和竹材 人造板墙板；国外西班牙马德里国际机场候机楼的顶棚就是由中国出品的薄型竹天花板搭建 而成【1 3 1 ，具有中国特色的建材竹子已从中国走向世界。 竹胶合板因其应用领域广、使用方便、节木效果显著等优点，备受人们青睐。金荣久曾 详细介绍了竹胶合板的应用，称中国现已有企业将竹胶合板用于制做机电产品、机械设备、 建材、军工产品等各类大、中、小型包装箱，其中不少产品已出口至国外。此外，已有多个 用竹胶合板制做的托盘、小型集装箱产品申报了国家专利，这些产品的开发为国家节约了大 量的木材资源。他还具体阐述了竹胶合板在军构包装应用上的注意事项：贮存性能指标、包 装箱结构设计和军用竹托盘研制等问题，不但解决了军品包装材料短缺问题，而且为竹胶合 板的应用开辟了新领域【】。 上个世纪9 0 年代，朱福民、朱善行等学者就“等宽等厚”高强竹胶合板的各种物理力学性 能如静曲强度、弹性模量，耐老化性能、阻燃性能、吸湿性能等方面给予了详细介绍，同时 他们还介绍了防水竹刨花板的物理力学性能以及高强竹胶合板、防水竹刨花板表面覆膜处理 技术和性能【l5 1 。 韩健、禹立民等人根据国家建设部( 竹胶合板模板建筑工业行业标准) ，在试验的基础上， 对板材内部结构不同的竹帘胶合板与其力学性能的关系进行了研究。研究结果表明，板材内 部结构不同，其力学性能差异较大，各向异性程度也大不一样，这些直接影响到产品质量以 及其应用场合。因此，采用何种板材结构，是由产品的实际用途来决定的【1 6 】。 3 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 竹胶合板在使用过程中，由于使用环境的影响，如热量、空气水分、太阳照射和氧化等 的影响，板材表面塑化层会逐渐老化进而产生脆化、开裂、剥离和翘曲变形等现象。竹胶合 板表面塑化层的老化直接影响到板材的使用效果以及使用寿命。韩健在文中介绍说明导致竹 胶合板表面塑化层老化的因素除了使用时间和环境条件等外部因素外，还包括树脂粘剂的分 子结构等内在因素。他指出：利用各种物理、化学等方法改性树脂来改变树脂粘剂的分子结 构，如用三聚氰胺改性酚醛树脂和采用外增塑法或内增塑法两种方法改性聚氰胺树脂等，都 可以有效地提高竹胶合板表面塑化层的耐老化能力【r 丌。 黄晓东曾对竹材胶合板的阻燃性能进行了相关研究，他以市场上常见的竹胶合板为研究 对象，涂刷自制的膨胀型聚氨酯防火涂料，然后按照美国国家标准e 9 0 6 8 3 中的航空标准( f a a ) 要求测试试样，为使试验结果更加准确、有说服力，他采用美国阿特拉斯公司生产的h r r 热 释放率系统，国产h c 2 氧指数测定仪和x s h f l 防火涂料( 小室法) 等先进阻燃检测设备，文中 分析探讨了竹材胶合板的阻燃机理，为发展竹材阻燃技术进一步开发利用打下基础【1 8 】。 吕雁，程赫明，俞斌等人从竹胶合板矩形粱的多种力学性能试验出发，研究了竹胶合板 矩形梁的弯曲弹性模量、剪切弹性模量、抗弯强度等力学性能，并分析比较了试验结果与理 论计算结果，从而进一步验证了试验数据的准确可靠性；还探讨了竹胶合板矩形梁在弯曲变 形过程中的破坏机理【l9 1 。研究结果表明，参照g b t 5 0 3 2 9 2 0 0 2 国家标准的梁弯曲试验方法对 竹胶合板进行试验是合理可靠的，为评定竹材及其复合材料的力学性能提供了一种可行性强 的研究方法，而且，对竹材行业标准的制定和竹材及其复合材料的推广应用等各方面，都具 有重要的意义，为人类更科学、更合理地发挥竹材的优良特性做好铺垫。 巢亮、叶果和韩健等人通过对小变形条件下竹席竹帘胶合板的弯曲力学特性进行研究， 构建了竹席竹帘胶合板纵、横向载荷与应力、应变及挠度之间关系的数学模型【2 0 】。该数学模 型与实际数据拟合较好，对解决竹席竹帘胶合板在实际应用中的弯曲变形问题具有一定的指 导作用，也为深入研究竹席竹帘胶合板的力学特性提供了一定的试验基础。 竹胶合模板是具有中国特色的胶合板模板，王绍民等人分析了目前我国竹胶合模板面临 的形势。据不完全统计，至今全国约有5 0 0 余家竹胶合板厂，约1 0 0 0 条生产线。全国竹胶合板 企业生产能力可达4 0 0 万m 。用于模板的竹胶合板占总量的6 0 ，竹胶合模板年耗量可达2 4 0 万m ，约2 亿m 2 ( 按1 2 m m 厚折算面积) ，该板具有广阔的发展前景，但并不能满足现状，要居安 思危，提出要向高附加值、高端竹质复合板模板方向发展，要积极研发经久耐用、附加值高 的低合金高强钢框竹质复合板模板新产品、新体系。 陈玉和，陈章敏，吴再兴等人曾对竹材人造板的生产技术进行了研究探讨。他们对人造 4 福建农林大学2 0 1 0 届硕士学位论文 板生产技术最新成果进行了总结，对竹材主要人造板工艺过程中的关键技术和注意事项进行 了详细的介绍。以竹胶合板为例，他们详细介绍了竹胶合板的分类，竹胶合板的n - r 技术， 如他们对竹胶合板生产工艺中的干燥工艺( 1 0 0 。c ，8 1 2 ) ，浸胶工艺( 2 4 酚醛树脂的 胶粘剂浸渍6 0 s ，浸胶后的含水率3 0 - 4 0 ) 、热压工艺( 竹胶合板素板采用“热热”胶合 工艺，如压力2 4 m p a 、温度1 3 5 、每毫米板厚加热时间6 0 s ) ，分等检测( 气干密度0 8 5 9 c m ； 胶合强度1 5 7 m p a ；抗拉强度7 2 6 m p a ；抗弯强度9 3 m p a ) 都有详细说吲4 1 。 韩健等人介绍了目前竹胶合板生产中常用的三种p f 树脂的配方和生产工艺，并分别以这 三种树脂作为胶粘剂对竹帘、竹席进行了浸渍【2 1 1 。竹帘竹席经浸胶并经干燥后，按相同方式 进行组坯和热压，所得制品按有关标准进行保存强度检验。检测结果表明，酚醛树脂粘剂与 竹胶合板的保存强度之间有密切的关系，当配方和生产工艺不同时，p f 树脂粘剂的使用效果 有明显差异，其中以p f 3 树脂为胶粘剂( 配方为苯酚：甲醛：氢氧化钠：水= l ：1 5