全 文 ：第 ws卷 第 v期
u s s w年 x 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1ws o‘²1v
¤¼ou s s w
木材玻璃纤维复合材料性能改善的研究
鲍甫成
k中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 tsss|tl
张双保 赵 立 高 黎 陈勇平
k北京林业大学材料科学与技术学院 北京 tsss{vl
摘 要 } 采用迁移施加 … p u号表面处理剂方法对三倍体毛白杨木材玻璃纤维复合材料性能改善进行研究 o结
果表明 }施加表面处理剂 … p u号 s ∗ u h o不仅可以改善复合材料的物理力学性能 o而且还使其耐老化性能得到了
提高 ∀
关键词 } 三倍体毛白杨 o玻璃纤维 o复合材料 o性能改善
中图分类号 }≥z{t1w 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsv p sttz p sy
收稿日期 }ussu p s{ p st ∀
基金项目 }国家/九五0攀登计划项目k|x p专 p szl ∀
tl郑 华 q三倍体毛白杨爆破制浆和机理的初步研究 q北京林业大学硕士学位论文 ot|||
Στυδψ ον τηεΙµ προϖεµεντ οφ Προπερτιεσ οφ Ωοοδ2φιβεργλασσ Πανελ
…¤² ƒ∏¦«¨ ±ª
k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ωοοδ Ινδυστρψo ΧΑΦ Βειϕινγtsss|tl
«¤±ª≥«∏¤±ª¥¤² «¤²¬ Š¤²¬ ≤«¨ ± ≠²±ª³¬±ª
k ΜατεριαλΣχιενχε ανδ Τεχηνολογιχαλ Χολλεγε o Βειϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Βειϕινγtsss{vl
Αβστραχτ } ׫¬¶¤µ·¬¦¯¨ º¤¶¶·∏§¬¨§²±·«¨ ¬°³µ²√¨ °¨ ±·²©·«¨ ³«¼¶¬¦¤¯2°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶¤±§§∏µ¤¥¬¯¬·¼²© Τριπλοιδ ποπυλυσ
τοµεντοσα º²²§2©¬¥¨µª¯¤¶¶³¤±¨ ¯q׫¨ µ¨¶∏¯·¬±§¬¦¤·¨§·«¤·¤§§¬±ª… p u ¶∏µ©¤¦¨ ³µ¨³¤µ¤·¬²± ¤ª¨ ±·¥¼·µ¤±¶©¨µ°¨ ·«²§¦²∏¯§±²·
²±¯¼¬°³µ²√¨ ³«¼¶¬¦¤¯2°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶²©º²²§2©¬¥¨µª¯¤¶¶³¤±¨ ¯o¥∏·¤¯¶²¬·¶§∏µ¤¥¬¯¬·¼q
Κεψ ωορδσ} Τριπλοιδ ποπυλυστοµεντοσαoƒ¬¥¨µª¯¤¶¶o • ²²§2©¬¥¨µª¯¤¶¶³¤±¨ ¯o°µ²³¨µ·¼¬°³µ²√¨ °¨ ±·
当今世界范围可用加工木材日趋减少 o木材供求非常紧张 o为了缓解这一矛盾 o我国采取大量营造人工
林增加木材资源的对策 ∀三倍体毛白杨k Τριπλοιδ ποπυλυσ τοµεντοσαl是我国培育的又一新品种人工林速生木
材 o具有材色白 !纤维素含量高 !适应性强等特点 o已经在我国华北 !中原地区大面积推广培育并已成材 ∀如
何充分利用三倍体毛白杨木材生产高附加值和高性能的复合材料是本研究的重点问题 ∀
本研究以三倍体毛白杨木材和玻璃纤维 !亚麻屑为原料 o配以研制的 …‘p t号低毒性 °ƒ树脂 o… p t号
石蜡乳液防水剂 o… p u号表面处理剂和 … p v号脱模剂 o在实验室的条件下 o采用制备木质复合材料一次
复塑和二次复塑成型工艺 o设计并研制成 v种组合形式的毛白杨木材玻璃纤维复合材料 o重点对三倍体毛白
杨与玻璃纤维复合时如何改善复合材料的性能进行了研究 o为今后工业化生产提供参考依据 ∀
t 材料与方法
111 材料
试验木材取自于河北晋州北京林业大学培育的三倍体毛白杨 w ¤生幼龄材 o在实验室里加工成刨花 o并
干燥至含水率为 u h ∗ w h ∀刨花筛分值见表 t ~刨花化学成分的测定tl见表 u ~刨花 ³‹值参照葛明裕kt|{xl
方法测出为 y1tt ∀
玻璃纤维取自北京 uxt厂普通有碱玻璃纤维布 o短切玻璃纤维丝由玻璃纤维布纺织中的下脚料玻璃纤
维纱切成 xs ∗ {s °° o主要化学成分 ≥¬’u 含量为 zu h ∀玻璃纤维布规格及性能k宋焕成等 ot|{yl见表 v ∀
亚麻屑取自黑龙江呼兰县亚麻纺织厂 o长 u ∗ tz °° o宽 t ∗ u1x °° o³‹为 x1x左右 o化学成份见表 w ∀
胶粘剂采用 …‘p t号低毒性酚醛树脂胶 o主要物化指标 }固体含量为 v| h ∗ wt h o粘度kus ε l为 s1vx ∗
s1wx °¤#¶o密度为 t1tx ∗ t1t| ª#¦°pv o游离酚和醛均  s1t h o贮存期  ys §~防水剂采用 … p t号石蜡乳液
防水剂 o主要指标 }浓度为 vs h o³‹为 { ∗ | ~表面处理剂采用 … p u号表面处理剂 o主要由有机硅烷 !乙醇和
水配制 ~脱模剂采用 … p v号脱模剂 o主要由氢氧化钠 !正丁醇 !油酸和水配制 ∀胶粘剂 !防水剂 !脱膜剂均
取自北京林业大学 ∀
表 1 刨花筛分值
Ταβ . 1 Τηε σιφτινγ ϖαλυε οφ παρτιχλεσ
项 目
≥·¼¯¨
目  ¶¨«
n w p wΠn { p {Πn tw p twΠn us p usΠn vs p vsΠn ws n p ws 共计 ײ·¤¯
刨花量 °¤µ·¬¦¯¨ º ¬¨ª«·Πª t1v tw1x uv1y t{1x uz1s {1v x1z |{1|
筛分值 ≥¬©·¬±ª√¤¯∏¨Πh t1v tw1z uv1| t{1z uz1v {1w x1{ tss
表 2 刨花的化学成分
Ταβ . 2 Τηε χηεµιχαλ χοµ ποσιτιον οφ παρτιχλεσ
名称
‘¤°¨
纤维素
≤¨¯ ∏¯¯²¶¨
综纤维素
‹²¯²¦¨¯¯∏¯²¶¨
木质素
¬±ª¬±
t h ‘¤’‹抽提物
t h ‘¤²‹ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ ¶
苯醇抽提物
°«¨ ±²¯2¤¯¦²«²¯ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ ¶
含量 ≤²±·¨±·Πh xu1uw {y1vy t{1xt us1sx v1xv
表 3 普通有碱玻璃纤维布规格及性能指标
Ταβ . 3 Τηε σιζεσ ανδ προπερτιεσ οφ υσυαλφιβεργλασσ ωιτη αλκαλι
玻璃纤维布代号
ƒ¬¥¨µª¯¤¶¶‘²q
单纤维公称直径
ƒ¬¥¨µ§¬¤° ·¨¨µΠΛ°
经纱 • ¤µ³ 纬纱 • ©¨·
厚度
׫¬¦®±¨ ¶¶Π°°
质量
• ¬¨ª«·Πkª#°p ul
密度
⁄¨ ±¶¬·¼Π¦°pt
径向 ²±ª¬·∏§¨ 纬 ¤·¬·∏§¨
浸润剂
∏¥µ¬¦¤·¬±ª¤ª¨ ±· 组织 ׬¶¶∏¨
∞ p t y y s1ty txs vs vs 石蜡 • ¤¬ 平纹 ≥°²²·«
∞ p u y y s1v{ v{s us us 石蜡 • ¤¬ 平纹 ≥°²²·«
表 4 亚麻屑化学成份
Ταβ . 4 Τηε χηεµιχαλ χοµ ποσιτιον οφ φλαξ
名称
‘¤°¨
灰分
„¶«
热水抽出物
‹²·2º¤·¨µ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ ¶
苯醇抽出物
°«¨ ±²¯2¤¯¦²«²¯ ¬¨·µ¤¦·¬√¨ ¶
木素
¬ª±¬±
聚戊糖
Š¯ ¼¦¤±
综纤维素
‹²¯ ¦¨¨¯¯∏¯²¶¨
含量 ≤²±·¨±·Πh v1ys u1yy t1zs us1sz tz1|x w{1wy
112 设备
’„¯ {p st型长材刨片机 ~˜ p uss型快速含水率测定仪器 ~ƒ×• uxs型滚筒拌胶机 ~°± p u型喷枪 ~±⁄
型液压热压机 ~秒表 ~‘p w型万能力学实验机 ~⁄ƒ{u p u电热鼓风干燥箱等 ∀
113 方法
t1v1t 复合材料结构 在复合材料复合原理 !产品设计原则的基础上k宋焕成等 ot|{y ~陆仁书 ot||vl o对木
材玻璃纤维复合材料按用途进行结构设计 o设计出 }ƒ p • p ƒ }在木质材料板k坯l上下各加一层玻璃纤维布
k图 t ¤l ~• p ƒ p • }在木质材料板坯的中间部份中加一层玻璃纤维布k图 t ¥l ~• p ƒ p • p ƒ p • }在木质材
料板坯中表层与芯层间各加一层玻璃纤维布k图 t ¦l ~≤ p • p ≤ }用短切玻璃纤维丝和亚麻屑及木质刨花表
层按一定的比例进行混合 o作为增强复合材料的混杂表层 o木质粗刨花作为木质复合材料芯层k图 t §l ∀
图 t 玻璃纤维与三倍体毛白杨木质k刨花l复合材料结构图
ƒ¬ªqt ׫¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨ §¬¤ªµ¤° ²© º²²§2©¬¥¨µª¯¤¶¶³¤±¨ ¯
• }木质刨花k板 !坯l • ²²§³¤µ·¬¦¯¨~ƒ }玻璃纤维 ƒ¬¥¨µª¯¤¶¶~≤ }混杂表层 ¬¬¶∏µ©¤¦¨ q
t1v1u 复合工艺 木材玻璃纤维复合材料的复合工艺流程如下 ∀
ƒ p • p ƒ结构 }若进行工业化生产 oƒ p • p ƒ复合材料必须进行二次复塑成型工艺 o其工艺 }
{tt 林 业 科 学 ws卷
ƒ
• 板砂光 ψ涂 °ƒ树脂 ψ组坯 ψ热压 ψ锯边 ψ成板
• p ƒ p • 和 • p ƒ p • p ƒ p • 结构 }为一次复塑成型工艺 o其工艺 }
ƒ ψ涂 °ƒ树脂
• ψ拌 °ƒ树脂 ψ筛选 ψ铺装 ψ预压 ψ热压 ψ锯边 ψ成品板
≤ p • p ≤ }其工艺 }
ƒ ψ拌 °ƒ树脂
•
亚麻屑 ψ拌 °ƒ树脂 ψ筛选
ψ铺装 ψ预压 ψ热压 ψ锯边 ψ成品板
t1v1v 常量因子及取值的确定 为了使试验结果具有可比性 o试验中将以下因子的取值定为常量因子 }ktl
材料的含水率 o木质刨花为 u h ∗ w h o亚麻屑为 w h ~kul产品的幅面为 vss °° ≅ vss °° ≅ tu °° ~kvl计算密
度为 s1zx ª#¦°pv ~kwl施胶量k刨花l为 ts h ~kxl板坯含水率为 ts h ∗ tu h ~kyl预压压力为 t1{ °¤o预压时
间为 vs¶~kzl热压高压为 v1x °¤o低压为 t1x °¤k一次复塑为 t1x °¤l ~k{l玻璃纤维于使用前在 uss ∗
uxs ε 烘箱中烘 v«o进行脱蜡处理 ~k|l≤ p • p ≤材料的制备热压温度为 t{s ε otª短切玻璃纤维丝浸胶量为
s1u ª°ƒk在 °ƒ树脂中加入 u h表面处理剂l ~ktsl表层刨花Π芯层刨花 € s1vxΠs1yx ~kttl施蜡量为 t h ∀
t1v1w 变量因子及取值的确定 本试验的变量因子及其取值为 }ktlƒ p • p ƒ复合材料涂胶量 o为木质刨花
板的涂胶量k Μ°ƒ !双面l ou|s ª#°pu o热压温度k Τl为 txx ε o热压时间kτl为 t{s¶o表面处理剂加入量k Μβl为
s ∗ u h ~kul • p ƒ p • p ƒ p • 复合材料涂胶量 o为玻璃纤维布的涂胶量k Μ°ƒ !双面l为 {s ª#°pu o热压温度
k Τl为 t{s ε o热压时间kτl为 vss¶o表面处理剂加入量k Μβl为 s ∗ u h ~kvl≤ p • p ≤材料中短切玻璃纤维丝
加入量k Φδl为 ux h o亚麻屑加入量k Μψl为 us h o热压温度k Τl为 tzs ε o热压时间kτl为 w{s¶∀
t1v1x 评定指标的设定和测试方法 根据欧共体定向结构板k°µ∞‘vss p |wl标准和我国定向刨花板行业标
准k南京林业大学 ousstl o评定指标定为静曲强度k ΜΟΡl !弹性模量k ΜΟΕl !内结合强度k ΙΒl和吸水厚度膨
胀率k ΤΣl ~同时将产品的含水率k ΜΧl和密度k ΣΓl作为中间变量一同测出 ∀测定方法参照 °µ∞‘vss p |w和
Š…Π× w{|z p |u标准进行 ∀
t1v1y 耐老化试验和测试方法 静曲强度循环试验和测试方法参照 °µ∞‘vss p |w和 Š…Π×w{|z p |u标准进
行 ~内结合强度循环试验和测试方法参照 °µ∞‘vss p |w和 Š…Π× w{|z p |u标准进行 ∀
u 结果与分析
211 表面处理剂对复合材料物理力学性能的影响
根据上述试验方法 o选用 Μβ s ∗ u h o制备出毛白杨木材玻璃纤维复合材料 o并测出其物理力学性能 o考
察 Μβ对产品物理力学性能的影响 o见表 x ∀从表 x中可以看出 }随着 … p u号表面处理剂施加量的提高 o每
表 5 表面处理剂施加量对产品物理力学性能的影响
Ταβ . 5 Εφφεχτσ οφ συρφαχε αγεντ αδδεδ ρατιο ον τηε πηψσιχαλ2 µεχηανιχαλ προπερτιεσ οφ τηε προδυχτσ
材料类别 ≥·¼¯¨ ΜβΠh ΣΓΠkª#¦°pvl ΜΧΠh ΤΣΠh ΙΒА°¤ ΜΟΡА°¤ ΜΟΕЊ°¤
ƒ p • p ƒ
s s1{v y1xz {1xx s1ts w{1wz w1xz
t s1{v y1yz z1ut s1ww xs1wt w1yy
u s1{v y1|s y1|s s1{z xw1wv x1ss
• p ƒ p • p ƒ p •
s s1{v y1{x tw1xs s1tz vs1vy v1uu
t s1{v y1|u tt1|{ s1vu vw1tw v1wt
u s1{w z1sw ts1ss s1zv vy1wt v1xw
≤ p • p ≤
s s1{t {1us tw1yu s1t{ vu1|y u1ys
t s1{v z1{s tt1zs s1ys v{1y{ v1{{
u s1{v z1ys |1ys s1{y ws1{u w1ts
种组合复合材料物理力学性能均有改善 ∀当施加量由 s提高至 u h时 }ƒ p • p ƒ复合材料为 ΤΣ由 {1xx h降
至 y1|s h o降低了 t|1vs h ~ΙΒ由 s1ts °¤提高至 s1{z °¤o增加了 zzs h ~ΜΟΡ 由 w{1wz °¤提高至 xw1wv
°¤o增加了 tu1vs h ~ΜΟΕ由 w1xz Š°¤提高至 x1ss Š°¤o增加了 |1wt h ∀ • p ƒ p • p ƒ p • 复合材料为 ΤΣ
|tt 第 v期 鲍甫成等 }木材玻璃纤维复合材料性能改善的研究
由 tw1xs h降至 ts1ss h o降低了 vt1sw h ~ΙΒ由 s1tz °¤提高至 s1zv °¤o增加了 vu|1wt h ~ΜΟΡ 由 vs1vy
°¤提高至 vy1wt °¤o增加了 t|1|v h ~ΜΟΕ由 v1uu Š°¤提高至 v1xw Š°¤o增加了 |1|w h ∀ ≤ p • p ≤复合材
料为 ΤΣ由 tw1yu h降至 |1ys h o降低了 vw1vw h ~ΙΒ由 s1t{ °¤提高至 s1{y °¤o增加了 vzz1z{ h ~ΜΟΡ 由
vu1|y °¤提高至 ws1{u °¤o增加了 uv1{x h ~ΜΟΕ由 u1ys Š°¤提高至 w1ts Š°¤o增加了 xz1y| h ∀
可见当没有在 …‘p t号酚醛树脂中加入 … p u号表面处理剂时 o复合材料的 ΙΒ仅达到 s1ts ∗ s1t{
°¤o并且都表现在玻璃纤维与树脂界面间的破坏 ∀这从界面粘接的必要条件加以解释为增强材料 p玻璃
纤维与基体 p °ƒ树脂能够粘接的必要条件 o第一是基体与增强材料能密切接触 ~第二是它们之间能完全润
湿 ∀由于本试验用有碱玻璃纤维增强材料本身的化学组成k是由 ≥¬’u 和多种金属氧化物组成的混合物 o≥¬’u
含量为 zu h l和其结构k表面平滑 o相对粗糙度小 !横截面呈圆形l o决定了酚醛树脂胶在玻璃纤维表面润湿
性差 o它们之间不可能密切接触 o其间形成的氢键及范德华力极低k宋焕成等 ot|{yl ∀因此木质材料与玻璃
纤维复合 o其强度不高 ∀
为了改善玻璃纤维与酚醛树脂界面间的强度 o采用迁移法将 … p u号表面处理剂加入到 …‘p t号低毒
性酚醛树脂树脂胶中 o在玻璃纤维涂胶前用高温法将制备玻璃纤维时留在其表面上的石蜡处理掉 o然后再进
行复合材料的制备 ∀结果表明 o在酚醛树脂胶中施加一定量的 … p u号玻璃纤维表面处理剂k Μβl o可以强
化酚醛树脂胶对玻璃纤维的胶合 o使得复合材料的 ΜΟΡ和 ΜΟΕ提高 oΤΣ降低 o尤其是 ΙΒ大幅度得到改善 ∀
212 表面处理剂对复合材料耐水和耐老化(耐久)性能的影响
经研究得知 o表面处理剂可有效地改善玻璃纤维 p °ƒ树脂界面层k干状l胶接强度对水的稳定性 ∀但本
研究的意义和用途 o在于是将毛白杨木材玻璃纤维复合材料作为一种优质的工程结构材料 o应用于建筑 !汽
车 !铁路车厢 !船舶及集装箱业 o故产品除干状强度达到要求外 o其耐老化性k耐久性l必须满足欧共体定向结
构板 °µ∞‘vss p |w标准 ∀
将制备的复合材料 o参照欧洲共同体定向结构板 °µ∞‘vss p |w’≥…Πw标准 o进行循环试验后产品的
k ΩΜΟΡl和煮后产品的内胶合强度k ΩΙΒl试验 o并与干状时产品静曲强度的k ∆ΜΟΡl和内胶合强度k ∆ΙΒl结
果进行对比 o结果见表 y ∀
从表 y中可以看出 }随着 … p u号表面处理剂施加量的提高 ov种复合材料的耐久k耐老化l性能均得到
改善 ∀当施加量由 t h提高到 u h时 }ƒ p • p ƒ 复合材料循环试验后产品的 ΩΜΟΡ 由 ux1zs °¤提高至
ws1zx °¤o保存率k®¨ ³¨µ¤·¬²l由 xs1|{ h提高至 zw1{z h ~煮后产品的 ΩΙΒ由 s1tv °¤提高至 s1vs °¤o保存
率由 u|1xx h提高至 vw1w{ h ∀ • p ƒ p • p ƒ p • 复合材料循环试验后产品的 ΩΜΟΡ 由 tz1vu °¤提高至
ux1yw °¤o保存率由 xs1zv h提高至 zs1wu h ~煮后产品的 ΩΙΒ由 s1s| °¤提高 s1uy °¤o保存率由 u{1tv h
提高至 vx1yu h ∀ ≤ p • p ≤复合材料循环试验后产品的 ΩΜΟΡ 由 uw1yw °¤提高至 vv1x{ °¤o保存率由
yz1t{ h提高至 {u1uy h ~煮后产品的 ΩΙΒ由 s1tz °¤提高至 s1u| °¤o保存率由 u{1vv h提高至 vv1zu h ∀
表 6 表面处理剂对复合材料耐久性能影响
Ταβ . 6 Εφφεχτσ οφ συρφαχε αγεντ αδδεδ ρατιο ον τηε δυραβιλιτψ οφ ωοοδ χοµ ποσιτεσ
材料类别 ≥·¼¯¨ ΜβΠh ∆ΙΒА°¤ ΩΙΒА°¤ Ž¨ ³¨µ¤·¬²Πh ∆ΜΟΡА°¤ ΩΜΟΡА°¤ Ž¨ ³¨µ¤·¬²Πh
ƒ p • p ƒ
t s1ww s1tv u|1xx xs1wt ux1zs xs1|{
u s1{z s1vs vw1w{ xw1wv ws1zx zw1{z
• p ƒ p • p ƒ p •
t s1vu s1s| u{1tv vw1tw tz1vu xs1zv
u s1zv s1uy vx1yu vy1wt ux1yw zs1wu
≤ p • p ≤
t s1ys s1tz u{1vv v{1y{ uw1yw yz1t{
u s1{y s1u| vv1zu ws1{u vv1x{ {u1uy
213 复合材料的增强机理
为改善三倍体毛白杨玻璃纤维木材复合材料性能 o必须提高玻璃纤维与酚醛树脂胶界面间的强度和耐
水性及耐久性 ∀在制备材料时采取的工艺为 o第一是在玻璃纤维使用前 o用高温法将其表面的石蜡处理掉 ~
第二是用迁移法在 …‘p t号低毒性酚醛树脂树脂胶中施加 … p u号表面处理剂 ∀
其原理是为研制的增强复合材料用 … p u号表面处理剂的主要成分为有机硅烷类偶联剂 ∀硅烷偶联
sut 林 业 科 学 ws卷
剂是由硅氯仿k‹≥¬≤¯ vl和带有反应性基因的不饱和烯烃在氯铂酸催化下加成 o再经醇解而得为k宋焕成等 o
t|{yl
•χ≤‹ ≤‹u n ‹≥¬≤ v¯
‹³·≤ w¯ •χ≤‹u ≤ ‹u≥¬≤ v¯
•χ≤‹u ≤ ‹u≥¬k’• lv n v‹≤¯

v• ’‹
k其中 •χ为带有反应性得含碳官能团l
有机硅烷偶联剂的结构通式为 • ≥¬÷v ∀其中 • 为有机基团 o如 ) ≤y ‹x o) ≤‹ € ≤‹v o) ≤y ‹x ) ≤‘o)
≤‹u ≤‹u‘‹u 等 ~÷ 为易水解基团 o如 ) ’≤‹v o) ’≤u ‹x 等 ∀
从化学结构看 o有机硅烷的分子一般都含有两部分性质不同的基团 o一部分为 v个可水解基团k÷l o可
水解基团能与无机物k玻璃纤维l二氧化硅k≥¬’ul表面的羟基k ) ’‹l发生水解缩合 ~另一部分反应官能团
k• l可与有机树脂k酚醛树脂l发生化学反应 ∀采用 … p u号表面处理剂的处理机理如下k宋焕成等 ot|{yl ∀
有机硅烷的水解为生成硅醇
÷ ≥¬
•
÷
÷ ‹u ’ ‹’ ≥¬
•
’‹
’‹ n v‹÷
玻璃纤维表面吸水为生成羟基
≥¬
’‹
’ ≥¬
’‹
’
硅醇与吸水的玻璃纤维表面反应为硅醇与吸水的玻璃纤维表面生成氢键
‹’ ≥¬
•
’‹
’
‹‹
’
≥¬ ’ ≥¬ ’
’
‹
’
‹
≥¬‹’
•
’‹
低温干燥k水分蒸发l o硅醇间进行醚化反应
‹’ ≥¬
•
’
‹‹
’
≥¬ ’ ≥¬ ’
’
‹
’
‹
≥¬ ’‹
•
’
‹
‹
’
) ‹u ’
’ ≥¬
•
’ ≥¬
•
’
’
‹‹
’
≥¬ ’’≥¬
’
‹
’
‹
高温干燥k水分蒸发l o硅醇与吸水玻璃纤维进行醚化反应
’ ≥¬
•
’ ≥¬
•
’
’
‹‹
’
≥¬’≥¬
’
‹
’
‹
) ‹u ’
’ ≥¬
•
’ ≥¬
•
’
’
≥¬ ’’≥¬
’
至此 o有机硅烷处理剂与玻璃纤维的表面结合起来了 ∀有机硅烷中的 • 基团将与基体树脂反应 ∀因此
tut 第 v期 鲍甫成等 }木材玻璃纤维复合材料性能改善的研究
改变了玻璃纤维表面原来的性质 o使之具有憎水而亲基体树脂的性质 ∀由处理剂可知 o硅烷以单分子层键合
于玻璃纤维表面上 o相互间脱水 o生成醚键 o聚合成一个大分子 ∀
有机硅烷类偶联剂用于处理玻璃纤维等有机物质 o作涂层或被粘物的表面处理剂 o有效地提高了胶接强
度 o有机硅烷偶联剂能改善胶粘剂的胶接性能 o一般认为有机硅烷偶联剂粘度小 o表面张力低 o一旦浸渍在被
粘物表面上 o就能立即展开 o并容易地渗透进被粘物表面极细微的空隙之中 o显示了对材料表面作用的特征 o
这对促进胶接是有效的 ∀同时 o从偶联剂的化学结构分析 o清楚说明了它能与无机物表面k玻璃纤维l和有机
树脂k酚醛树脂l分别形成化学键 o有效地改善了界面层的胶接强度和对水解的稳定性 ∀这样就使两种不同
性质材料 o无机物质 ) ) ) 玻璃纤维和有机物质 ) ) ) 毛白杨木质材料通过 …‘p t号低毒性酚醛树脂胶有机地
结合起来 o成为性能优质的玻璃纤维增强三倍体毛白杨木质k刨花l工程结构复合材料 ∀
v 结论
… p u号表面处理剂施加量由 s h提高到 u h时 o复合材料物理力学性能均有改善 }
ƒ p • p ƒ复合材料为 ΤΣ由 {1xx h降至 y1|s h o降低了 t|1vs h ~ΙΒ由 s1ts °¤提高到 s1{z °¤o增加
了 zzs h ~ΜΟΡ由 w{1wz °¤提高至 xw1wv °¤o增加了 tu1vs h ~ΜΟΕ由 w1xz Š°¤提高至 x1ss Š°¤o增加了
|1wt h ∀
• p ƒ p • p ƒ p • 复合材料为 ΤΣ由 tw1xs h降至 ts1ss h o降低了 vt1sw h ~ΙΒ由 s1tz °¤提高至 s1zv
°¤o增加了 vu|1wt h ~ΜΟΡ由 vs1vy °¤提高至 vy1wt °¤o增加了 t|1|v h ~ΜΟΕ由 v1uu Š°¤提高到 v1xw
Š°¤o增加了 |1|w h ∀
≤ p • p ≤复合材料为 ΤΣ由 tw1yu h降至 |1ys h o降低了 vw1vw h ~ΙΒ由 s1t{ °¤提高至 s1{y °¤o增加
了 vzz1z{ h ~ΜΟΡ由 vu1|y °¤提高至 ws1{u °¤o增加了 uv1{x h ~ΜΟΕ由 u1ys Š°¤提高至 w1ts Š°¤o增加
了 xz1y| h ∀
… p u号表面处理剂施加量由 t h提高到 u h时 o复合材料的耐久k耐老化l性能均得到改善 }
ƒ p • p ƒ复合材料循环试验后产品的 ΩΜΟΡ由 ux1zs °¤提高至 ws1zx °¤o保存率由 xs1|{ h提高至
zw1{z h ~煮后产品的 ΩΙΒ由 s1tv °¤提高至 s1vs °¤o保存率由 u|1xx h提高至 vw1w{ h ∀
• p ƒ p • p ƒ p • 复合材料循环试验后产品的 ΩΜΟΡ 由 tz1vu °¤提高至 ux1yw °¤o保存率由
xs1zv h提高至 zs1wu h ~煮后产品的 ΩΙΒ由 s1s| °¤提高 s1uy °¤o保存率由 u{1tv h提高至 vx1yu h ∀
≤ p • p ≤复合材料循环试验后产品的 ΩΜΟΡ由 uw1yw °¤提高至 vv1x{ °¤o保存率由 yz1t{ h提高至
{u1uy h ~煮后产品的 ΩΙΒ由 s1tz °¤提高至 s1u| °¤o保存率由 u{1vv h提高至 vv1zu h ∀
参 考 文 献
鲍甫成 q中国木材科学近期主攻方向 q世界林业研究 ot||w ozkyl }t p x
葛明裕编 q木材加工化学 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 ot|{x
陆仁书主编 q胶合板制造学k第二版l q北京 }中国林业出版社 ot||v
南京林业大学人造板研究所起草 q中国人民共和国专业标准定向结构板k定向刨花板l q国家林业局发布 ousst ou
宋焕成 o赵时熙编 q聚合物基复合材料 q北京 }国防工业出版社 ot|{y
uut 林 业 科 学 ws卷