全 文 ：第 wv卷 第 {期
u s s z年 { 月
林 业 科 学
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桉树单板层积材的制造工艺和主要性能
余养伦t 于文吉t 王 戈u
kt1 中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 tsss|t ~u1 国际竹藤网络中心 北京 tsstsul
关键词 } 桉树 ~单板层积材 ~静曲强度 ~弹性模量
中图分类号 }×≥yxv1u 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszls{ p stxw p sx
收稿日期 }ussy p sv p tx ∀
基金项目 }国家林业局/ |w{0项目/桉树人工林木材材性与实木加工利用技术的引进0kusss p sw p tvl ∀
Μανυφαχτυρινγ Τεχηνολογψ ανδ Μαιν Προπερτιεσφορ
Λαµινατεδ ςενεερ Λυµ βερ οφ Ευχαλψπτυσ
≠∏≠¤±ª¯∏±t ≠∏ • ±¨­¬t • ¤±ª Š¨ u
kt1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ωοοδ ΙνδυστρψoΧΑΦ Βειϕινγ tsss|t ~u q Ιντερνατιοναλ Χεντεροφ Βαµβοο ανδ Ρατταν Βειϕινγ tsstsul
Αβστραχτ } ׫¨ «²·2³µ¨¶¶·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¦∏µ√¨ ¶º¨ µ¨ µ¨¶¨¤µ¦«¨§¤±§ ©¨©¨¦·¶²©«²·2³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨ o·«¬¦®±¨ ¶¶²©√¨ ±¨ µ¨¤±§
·«¨ ±∏°¥¨µ¶²© ¤¯¼¨ µ²± °¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶²© ¤¯°¬±¤·¨§ √¨ ±¨ µ¨ ∏¯°¥¨µk∂l º¨ µ¨ ¤±¤¯¼½¨ § º¬·« °¨³«¤¶¬¶¬± ·«¨ ³¤³¨µq
• ¶¨∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨µ¨ º¤¶³²¶¬·¬√¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¥¨·º¨ ±¨ «²·2³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤±§°²§∏¯∏¶²©¨¯¤¶·¬¦k’∞l ~·«¨ °²§∏¯∏¶
²©µ∏³·∏µ¨k’• l²©∂º¤¶¥¨¶·º«¨ ± °¤±∏©¤¦·∏µ¨§¤·tys ε q • «¨ ±·«¨ ·«¬¦®±¨ ¶¶²©√¨ ±¨ µ¨¶º¤¶v1ux °°·«¨ ∂∏¶∏¤¯ ¼¯
§¨¶·µ²¼¨ §§∏¨ ·² √¨ ±¨ µ¨·¨¤µ¬±ª~ º«¬¯¨ º«¨ ± ·«¨ ·«¬¦®±¨ ¶¶²© √¨ ±¨ µ¨¶ º¤¶t1zs °° ¬· ¤¨¶¬¯¼ ¶³¯¬·¨§¬± ¤§«¨¶¬√¨ ¤¯¼¨ µ~·«¨
°¨ ¦«¤±¬¦¤¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶²©∂º¨ µ¨ ¥¨¶·º«¨ ±·«¨ ·«¬¦®±¨ ¶¶²© √¨ ±¨ µ¨¶º¤¶t1zs °°~·«¨ v °∏¯·¬±²°¬¤¯ §¨ªµ¨ ¶¨²©©¬·¬±ª·«¨
±∏°¥¨µ¶²© ¤¯¼¨ µ¶ º¬·« ’∞ ¤±§ ’• ²© ∞∏¦¤¯¼³·∏¶∂°¤·¦«¨§ √¨ µ¼ º¨ ¯¯ o·«¨ Ρu √¤¯∏¨ º¨ µ¨ s1|xt y ¤±§ s1|{t u o
µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q
Κεψ ωορδσ} ∞∏¦¤¯¼³·∏¶~ ¤¯°¬±¤·¨§√¨ ±¨ µ¨¯ ∏°¥¨µk∂l ~°²§∏¯∏¶²©µ∏³·∏µ¨k’• l ~°²§∏¯∏¶²©¨¯¤¶·¬¦k’∞l
随着木材需求量的增加 o木材资源陡减 o世界木材资源正经历着从主要来自天然林到主要来自人工林的
重大转变 o合理地利用人工林资源是林业研究的重要课题k江泽慧 oussul ∀桉树k Ευχαλψπτυσl萌芽能力强 !生
长快 !干形通直 o现已成为世界上最具有经济活力和市场前景的人工林树种之一 ∀全世界桉树种植面积 {ss
万 «°u o我国的种植面积约为 txx万 «°u o木材蓄积量达 y sss万 °vk×∏µ±¥∏¯¯ ot||t ~殷亚方等 ousstl ∀目前 o
桉树主要用于生产木片 !造纸工业 o也有部分用于木材加工和人造板工业 ∀在人造板工业中 o桉树主要用于
纤维板生产 o也有少量用于胶合板和刨花板生产 ∀由于桉树的生长应力大 o干燥过程中易产生皱缩 !开裂 o板
材在锯解后易变形弯曲 !开裂 ~木材耐腐性较弱 o不易进行防腐处理 ~有脆心 !应拉木和节疤等缺陷 o极大地
限制了桉树的高附加值和高效的利用 ∀我国除了一些小型木材加工厂利用桉树人工林木材生产包装箱板和
小工艺品以外 o也有部分工厂采用桉树单板为芯板生产集装箱底板和水泥模板 ∀
单板层积材k¯ ¤°¬±¤·¨§√¨ ±¨ µ¨¯ ∏°¥¨µo∂l是一种新型结构板材 o与 ’≥… !°≥!⁄ƒ一起为 us世纪 {s年
代世界各国新开发的一个人造板新品种 o在美国 !日本 !芬兰等国家发展较为迅速kŠ¨ ± ot|||l ∀单板层积材
单向叠层复合的结构特点决定了它是人造板材料中模拟树木生长形成木材天然特性k各向异性 !层状结构
等l最为逼真的一种材料k…¤¯§º¬±ot||x ~Ž¤°¤¯¤ ετ αλqot||| ~ • ¤±ª ετ αλqoussxl ∀国内外对桉树单板化利用进
行了一系列研究 }分析了用桉树代替热带雨林阔叶材生产胶合板和 ∂的可行性k ’½¤µ¶®¤ot||| ~¨¶¶¬¦¤o
ussvl ~研究了单板等级 !树种 !热压工艺和胶种对桉树单板层积材物理力学性能的影响k„¼§¬± ετ αλqoussw ~
• ¤±ª ετ αλqoussxl ~用 …¯¤¦® …∏·桉k Ευχαλψπτυσ πιλυλαρισl生产的层积材胶合性能达到了耐久性结构用材料性
能要求k¤·«¬¨∏ ετ αλqousswl ~用从海狸香≈从大戟属k Ευπηορβιαl植物中提取出的海狸香油k¦¤¶·²µ²¬¯l 合成
的油基聚氨酯胶和桉树试验生产 z层 tw °°厚胶合板 o胶合强度超过欧洲人造板标准k∞‘vtw p u ot||vl o静
曲强度和弹性模量超过巴西胶合板标准k‘…• |xvulkƒ¤¥µ¬¦¬² ετ αλqousswl ~探讨了桉树解剖构造 !收缩率 !桉
树 ³‹值 !缓冲容量 !热压工艺k包括压力 !时间 !温度l和涂胶量等对胶合性能影响 o产品性能超过国家一类
胶合板胶合强度要求k赵荣军 oussu ~余养伦等 oussyl ∀但有关用桉树生产单板层积材在国内尚未见报道 ∀
为了开发速生桉树小径材在木质结构材领域的应用 o提高其利用价值 o本文从单板层积材热传导性能 !
热压温度 !单板厚度和单板层数对层积材静曲强度和弹性模量等性能进行研究 o以求为桉树单板化利用提供
一些借鉴 ∀
1 材料与方法
t1t 材料 桉树单板选用尾叶桉k Ε q υροπηψλλαl o采自广东湛江 o胸径 tx ∗ us ¦°o幅面尺寸 tts ¦° ≅ |s ¦°o
含水率 { h ∗ | h ∀酚醛胶 o取自太尔公司 o固含量 ww h o³‹值 tu1x o粘度 uus °°¤#¶o密度 t1uss ª#¦°pv ∀
试验设备 }±⁄ p tss 试验热压机 ousx …w≤ p usŽ≤ 多端口测温仪 o • ⁄ p ts…万能力学试验机 o÷vs
∞≥∞ p ƒ∞Š场发射环境扫描电子显微镜 o美国 ƒ∞Œ公司 ∀
t1u 工艺流程 将单板裁成 xs ¦° ≅ ws ¦°k长 ≅宽l o放入烘箱中干燥 o温度控制在 ys ∗ {s ε o终含水率控制
在 v h ∗ w h ∀按试验设定的涂胶量 o采用双面涂胶法涂胶 ∀涂胶后陈放 u «再进行组坯 o放入热压机中热
压 o热压参数按试验设定进行 ∀热压时采用厚度规 o每组平行压制 v张板 o每张板各取 v个试件 o结果取其平
均值 ∀热压后的胶合板存放 uw «后裁边 !取试件 o试件的检测参照 Š…Π× tzyxz p t|||和 Š…Π× |{wy1t p
|{wy1{ p ussw进行 ∀
工艺流程 }桉树单板 ψ裁剪 ψ涂胶 ψ陈放 ψ组坯 ψ热压 ψ取样 ψ检测 ∀
t1v 工艺参数 采用单因素试验方法 ∀固定工艺参数为 }热压压力 w °¤~热压时间 t1s °¬±#°°pt ~施胶
量 uxs ª#°pu ~密度 s1zs ª#¦°pv ∀变动工艺参数为 }热压温度取 tvs !tws !tys !tzs和 t{s ε x个水平 o板坯 tv
层 o单板厚度 u1ux °° ~单板厚度取 t1zs !u1ux和 v1ux °° v个水平 o板坯取 t| !tz和 tv层 o热压温度 tws
ε ~单板层数取 x !z !| !tt !tv !tx !tz !t|和 ut层 |个水平 o单板厚度 u1ux °° o热压温度 tws ε ∀
2 结果与分析
u1t 桉树单板层积材热压升温曲线 木材热传导性能是木材加工和利用的重要物理性质 ∀热传导性能是
热压工艺制定的重要依据之一 o与层积材的热压时间 !板材力学性能 !生产和经济效率密切关系 ∀图 t为热
压温度分别为 tvs !tws !tys和 t{s ε 时 tv层板坯中心层温度随时间变化的曲线图 ∀随着热压温度的升高 o
升温速率增大 o当热压温度为 tvs ε oyss ¶时芯层的温度仅为 ttv ε o胶层达不到酚醛胶第二步固化温度
tus ε k黄发荣 oussvl ~随着温度的增加 o芯层的温度升高 o当温度为 tws !tys和 t{s ε 时 o芯层达到 tus ε 的
时间分别为 xwy !v|u和 uyv ¶o随着热压温度升高 o板坯内的温度梯度增大 o传热速率加快 ~温度增加 o单位时
间内板坯形成的过热蒸汽蒸发量增多和过热蒸汽的温度升高 o在压力的作用下 o过热蒸汽将热量传递给板坯
芯层 o使芯层快速升温 ∀图 u为不同层数桉树板坯芯层升温曲线 o从图 u可以看出 o随着层数的增加 o板坯芯
层升温速率减慢 o芯层的温度较低 o表芯板的温差扩大 ox !z !| !tt和 tv层芯层到达 tus ε 的时间分别为 ts{ !
tys !uxv !wsu和 xwy ¶o板材的厚度与升温速率并非线性关系 o制定热压时间时应予以考虑 ∀
u1u 温度对桉树单板层积材物理力学性能的影响 从表 t可以看出 }在密度相当的情况下 o随着热压温度
的升高 o层积材的 ’∞呈增加趋势 o当温度从 tvs ε 升到 tws ε 时 o’∞增加了 tv h ~当温度高于 tws ε
时 o’∞增速减缓 ∀板材的  ’• 从 tvs ε 到 tys ε 呈递增趋势 o增幅为 uv1x h ~随着温度的再增加 o’• 开
始减小 o当温度从 tys ε 升到 t{s ε 时 o ’• 减小了 z1| h ∀
从胶黏剂角度考虑 o在所测的温度范围内 o温度升高对胶合强度是有益的 ∀ ‹∏¯·½¶¦«认为酚醛树脂固化
反应分三步进行 o当温度在 tus ∗ tws ε o羟甲基与酚核上活泼的氢缩合 o同时醚键裂解失去甲醛而转变为次
甲基键 o这时脱出甲醛会与酚核上未反应的活泼氢失水缩合 o形成交联结构 o胶的强度大大增强k黄发荣 o
ussvl ∀结合图 t和图 u o当层数为 tv层时 o热压温度为 tws ε o| °¬±左右板坯芯层温度就达到 tus ε o胶能
进行第二步固化 o当层数多于 tv层时 o为使芯层温度达到 tus ε o应适当地增加热压温度 o以提高胶合强度 ∀
从木材角度考虑 o温度的影响较为复杂 ∀在持续的温度和压力作用下 o木材会发生弹塑性变形 o使表面
单板密实化 o表层单板的力学性能提高 o从而增强板材物理力学性能 ∀但在压厚板时 o当温度超过 tys ε 时 o
木材发生热解 o表面单板有明显的炭化迹象 ~此外在板坯内的余热在堆放过程中会造成胶层过度固化和热
分解 ∀这些对于板材的强度极为不利 o故温度超过 tys ε o强度下降 ∀
xxt 第 {期 余养伦等 }桉树单板层积材的制造工艺和主要性能
图 t 不同热压温度 tv层板坯芯层的升温曲线
ƒ¬ªqt ׫¨µ°²·µ¤±¶©¨µ¦∏µ√¨²©tv ¤¯¼¨ µ¶π ∂°¬§2¯ ¤¼¨ µ
¬± §¬©©¨µ¨±·«²·³µ¨¶¶¬±ª·¨°³¨µ¤·∏µ¨
图 u 不同层数板坯芯层的升温曲线
ƒ¬ªqu ׫¨µ°²·µ¤±¶©¨µ¦∏µ√¨²© °¬§2¯ ¤¼¨ µ¬± §¬©©¨µ¨±·
¤¯¼¨ µ±∏°¥¨µ¶²©∂
从水分传输角度考虑 o温度越高 o板内的蒸汽压力越高 o而单板会阻碍水分的迁移 o水气集中在胶层处 o
以过热蒸汽形式存在 o易产生鼓泡现象 o特别是酚醛胶 o在热压过程中有大量的水生成 ∀观察试验过程 o在压
厚板时 o当温度超过 tys ε o板材容易鼓泡 o工艺难以控制 ∀
表 1 温度对单板层积材物理力学性能的影响 ≠
Ταβ .1 Εφφεχτσ οφ τεµ περατυρε ον τηε πηψσιχ2 µεχηανιχαλ προπερτιεσ οφ Λς Λ
热压温度
× °¨³¨µ¤·∏µ¨Πε
产品厚度
׫¬¦®±¨ ¶¶
²©³µ²§∏¦·¬²±Π°°
压缩率
≤²°³µ¨¶¶¬²±
µ¤·¬²Πh
密度
⁄¨ ±¶¬·¼Π
kª#¦°pvl
静曲强度
 ’• А°¤
弹性模量
 ’∞А°¤
tvs uw1ws tz1s| s1zu tsuk|1wl tu vxwkx1tl
tws uw1uu tz1uw s1zs tuuktt1xl tv |vvk|1{l
tys uw1xw ty1uz s1zt tuyktv1sl tw xsvk|1wl
tzs uw1vv tx1{y s1zv tutktt1zl tv uxukv1xl
t{s uw1u| ty1xw s1zt ttyktv1xl tw |wtk{1|l
≠括号内为变异系数 o下同 ∀ ∂¤¯∏¨¶¬± ³¤µ¨±·«¨¶¬¶¤µ¨ ¦²¨©©¬¦¬¨±·²©√¤µ¬¤·¬²±o·«¨ ¶¤°¨ ¥¨ ²¯º q
表 2 单板厚度对单板物理力学性能的影响 ≠
Ταβ .2 Εφφεχτσ οφ τηιχκνεσσ οφ ϖενεερ ον πηψσιχ2 µεχηανιχαλ προπερτιεσ οφ ϖενεερ
单板处理条件
×µ¨¤·° ±¨·
¦²±§¬·¬²±
单板厚度
׫¬¦®±¨ ¶¶²©
√¨ ±¨ µ¨Π°°
压缩率
≤²°³µ¨¶¶¬²±
µ¤·¬²Πh
密度
⁄¨ ±¶¬·¼Π
kª#¦°pvl
静曲强度
 ’• А°¤
弹性模量
 ’∞А°¤
¤ t1zskz1uyl Π s1ytktu1uzl tvykus1ysl tt wuzku{1xvl
¥ t1yukw1wzl w1tw s1yxkts1ttl twtkt|1|{l tu st|ku{1yul
¤ u1uxk{1|ul Π s1xukz1yyl |skt{1tul z {stkt|1szl
¥ u1sukw1ywl ts1uu s1yxk{1wvl tv{ktv1xyl tu xwskut1swl
¤ v1uxk|1|vl Π s1w|kz1{sl z|ktt1zul y vwzkus1swl
¥ u1y|kx1svl ty1xs s1ywky1z|l tuzkts1uxl tt yxuktu1u{l
≠试件的制作和测试方法参照纤维增强塑料弯曲性能试验方法kŠ…Π× tww| p ussxl ∀¤
为未处理 o单板直接加工成试件 ~¥为涂胶热压 o单板经过涂胶kuxs ª#°pul !热压ktws ε !t
°¬±#°°pt !w °¤l加工成试件 ∀ ׫¨ ¶³¨¦¬°¨ ±¶º µ¨¨ °¤§¨ ¤±§·¨¶·¨§¤¦¦²µ§¬±ª·² Š…Π× tww| p
ussx1¤¶·¤±§¶©²µ∏±2·µ¨¤·°¨ ±·o¶³¨¦¬° ±¨¶º µ¨¨ °¤§¨ §¬µ¨¦·¯¼©µ²° √ ±¨¨ µ¨~¥¶·¤±§¶©²µª¯∏¨ ¤±§«²·2
³µ¨¶¶¬±ªo¶³¨¦¬° ±¨¶º µ¨¨ °¤§¨ ©µ²° √ ±¨¨ µ¨·µ¨¤·¨§º¬·«ª¯∏¨ ¤³³¯¬¦¤·¬²±kuxs ª#°pul¤±§«²·³µ¨¶¶¬±ª
ktws ε ot °¬±#°°pt ow °¤l q
u1v 单板厚度对桉树单板层积材物
理力学性能的影响 从表 u可以看
出 }当单板厚度从 t1zs °° 增加到
v1ux °°时 o单板密度从 s1yt ª#¦°pv
下降到 s1w| ª#¦°pvk厚单板裂隙大 o
结构疏松 o测量密度较小l o单板的
’• 和  ’∞ 分别降低了 wu h 和
ww h ∀单板旋切应力 Ρ € ΕΣΠuΘo式
中 }Θ为单板旋切的曲率半径 oΕ为木
材横纹方向的弹性模量 oΣ为单板的
厚度k华毓坤 oussul ∀从式中可以看
出 }单板厚度越厚 o木段直径越小 o旋
切时单板的应力越大 ∀当单板的应力
大于木材横纹抗拉强度时 o背面产生
裂隙 o单板的物理力学性能降低 ∀从
表 u还可以看出 }经过涂胶热压处理
后 o在密度相当的情况下 o原单板厚度
为 t1zs和 u1ux °°的单板条 ’• 和
’∞相差不大 o而厚度为 v1ux °°的
单板 ’• 和  ’∞明显低于前 u种 ∀
从表 v可以看出 }单板厚度对层
积材的 ’• 和 ’∞影响很明显 o厚
度为 u1ux °°的单板生产的桉树单板
表 3 单板厚度对层积材物理力学性能的影响
Ταβ .3 Εφφεχτσ οφ τηιχκνεσσ οφ ϖενεερ ον τηε πηψσιχ2 µεχηανιχαλ προπερτιεσ οφ Λς Λ
单板厚度
׫¬¦®±¨ ¶¶²©√ ±¨¨ µ¨Π°°
产品厚度
׫¬¦®±¨ ¶¶²©³µ²§∏¦·¬²±Π°°
压缩比
≤²°³µ¨¶¶¬²±µ¤·¬²Πh
密度
⁄¨ ±¶¬·¼Πkª#¦°pvl
静曲强度
 ’•Π°¤
弹性模量
 ’∞А°¤
t1zs u{1t ts1y{ s1zs ||ktt1wvl tt {xxk|1xvl
u1ux u{1sy tz1uy s1zu tszkts1utl tu vztkz1z{l
v1ux u{1s| t|1v s1zv |wkts1xxl ts zy{ktv1w|l
yxt 林 业 科 学 wv卷
图 v 不同厚度单板横截面特征
ƒ¬ªqv ≤«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦²©·µ¤±¶√ µ¨¶¨
¶¨¦·¬²± º¬·«§¬©©¨µ¨±··«¬¦®±¨ ¶¶
层积材物理力学性能较其他 u种效果好 ∀厚单板的物理力学性能低 o而单板
的力学性能对层积材的力学性能影响极为显著k • ¤±ª ετ αλqoussxl ∀如图 v
∗ y所示 o厚单板增加了单板表面不平度和粗糙度 o增大了比表面积 o使单位
面积相对涂胶量减少 o在胶合时胶层容易出现缺胶而形成裂缝 o因此厚单板
生产的板材力学性能较低 ∀在测试时 o观察到厚单板层积材经常在单板间撕
裂而破坏如图 z ∀当单板厚度较小时 o容易在胶层剪切破坏如图 { ∀在单位
面积涂胶量相同时 o单板越薄相对涂胶量越大 o胶层的应力越大 o受载时容易
引起胶层剪切破坏 ∀主要原因是 }首先 o酚醛胶固化时要释放出水 o卸压时 o
水蒸气突然释放 o产生的瞬间冲击使胶层受到破坏 ~其次 o酚醛胶和桉树单
板的热膨胀系数和材料力学性能不同 o在降温和受载时容易在胶合界面产生很大 !不均匀应力 o从而使板材
的性能降低 ~此外 o薄单板相对施胶量大 o胶与木材纤维胶合增强了木质纤维的强度 o相对而言胶层却是薄
弱环节 o因此在做静力弯曲试验时 o薄单板层积材会在胶层开裂 ∀
图 w t1zs °°厚单板层积材胶合界面
ƒ¬ªqw Š¯ ∏¨ ¬¯±¨ ²©∂º¬·«t1zs °° √ ±¨¨ µ¨
图 x v1ux °° 厚单板层积材胶合界面
ƒ¬ªqx Š¯ ∏¨ ¬¯±¨ ²©∂º¬·«v1ux °° √ ±¨¨ µ¨
图 y 剪切和撕裂破坏的横截面
ƒ¬ªqy ƒµ¤¦·∏µ¨ ¶∏µ©¤¦¨ ²©
·µ¤±¶√ µ¨¶¨ ¶¨¦·¬²±
图 z 单板间撕裂破坏
ƒ¬ªqz ƒµ¤¦·∏µ¨ ¶∏µ©¤¦¨ ²©
·¨¤µ¬±ª¬±·«¨ √ ±¨¨ µ¨¶
图 { 胶层剪切破坏
ƒ¬ªq{ ƒµ¤¦·∏µ¨ ¶∏µ©¤¦¨ ²©
¶«¨ ¤µ¬±ª¬± ª¯∏¨ ¤¯¼¨ µ¶
u1w 单板层数对桉树单板层积材物理力学性能的影响 由表 w和图 | !ts可以看出 }随层积材厚度的增加 o
板材的 ’• 和 ’∞都随着减小 ∀当层积材的厚度从 |1vt °°增加到 v{1|w °°时 o板材的 ’• 和  ’∞分
别减小了约 wu h和 uw h ∀对于桉树单板层积材任意层的应变按下式计算k王耀先 ousstl }§Ε€ tuσ#§ψΠλu o式
中 }Ε为应变 oσ为试样跨距中点处的挠度 oψ为距层积材中性面的距离 ∀当 ψ€ ηΠu时 o此时的 Ε€ yσ# ηΠλu
表 4 单板层数对层积材物理力学性能的影响
Ταβ .4 Εφφεχτσ οφλαψερ νυµ βερσ ον τηε πηψσιχ2 µεχηανιχαλ προπερτιεσ οφ Λς Λ
层数
¤¼¨ µ±∏°¥¨µ¶
产品厚度
׫¬¦®±¨ ¶¶²©³µ²§∏¦·¬²±Π°°
压缩比
≤•Πh
密度
⁄¨ ±¶¬·¼Πkª#¦°pvl
静曲强度
 ’•Π°¤
弹性模量
 ’∞А°¤
x |1vt tz1u{ s1zu twyktv1tl tv yxuktu1zl
z tv1sx tz1tv s1zs tvxktu1|l tu yssk|1yl
| tz1s{ tx1yv s1yz ttwk{1vl tu szyk{1ul
tt us1vz tz1y{ s1zt tuuk|1|l tu ss{kx1{l
tv uw1sy tz1zw s1zt ts{k{1yl tt yw|ktt1vl
tx uz1zv tz1{w s1zt tsvkz1ul tt yswky1xl
tz vt1w| tz1y{ s1zu tssk{1vl tt sz{k|1wl
t| vw1|z t{1u s1zv |{kz1vl ts zuskts1tl
ut v{1|w tz1xy s1zu {wktv1sl ts wvxkw1vl
zxt 第 {期 余养伦等 }桉树单板层积材的制造工艺和主要性能
图 ts 单板层数与弹性模量关系
ƒ¬ªqts • ¨¯¤·¬²±¶«¬³¶¥¨·º¨¨ ± ¤¯¼¨ µ±∏°¥¨µ¶¤±§  ’∞
图 | 单板层数与静曲强度关系
ƒ¬ªq| • ¨¯¤·¬²±¶«¬³¶¥¨·º¨¨ ± ¤¯¼¨ µ±∏°¥¨µ¶¤±§  ’•
为层积材表层的应变 ∀随着板材厚度的增大 o最外层单板应
变增大 o根据最大应变准则 o当最外层应变达到极限应变时 o
最外层开始破坏 o在继续加载时 o板材的刚度发生调整 o整体
刚度有所下降 o但该层的破坏并不意味着整个层积材的破坏 o
层积材仍可以承受更大的载荷 o直至所有铺层都失效后 o整个
构件才算完全破坏 ∀板坯厚度增加 o层间剪切应力增大 o弯曲
刚度系数减小 o强度降低 ∀通过三阶多项式拟合结果可以得
出 }弹性模量与层数的回归方程为 ψ € p t1ysy xξv n
yz1xv|ξu p t sv|1|ξ n tz uyu oξ 为层积材的层数 oΡu 值为
s1|{t u ~静曲强度与层数的回归方程为 ψ € p s1suy |ξv n
t1txt zξu p t{1v|| |ξ n utv1uy oΡu 值为 s1|xt y ∀
3 结论
热压温度对板材物理力学性能的影响是一个复杂的物理
化学反应过程 ∀在所测试的温度范围内 o随着热压温度的升
高 o层积材的  ’∞呈增加趋势 o当温度从 tvs ε 升到 tws ε
时 o ’∞增加了 tv h ~当温度高于 tws ε 时 o’∞增速减缓 ∀
板材的 ’• 从 tvs ε 到 tys ε 增幅为 uv1x h ~当温度从 tys
ε 升到 t{s ε 时 o’• 减小了 z1| h ∀
当单板的厚度从 t1zs °°增加到 v1ux °°时 o单板的
’• 和  ’∞分别降低了 wu h和 ww h ∀单板厚度为 v1ux °°
的层积材经常在单板间撕裂而破坏 o而单板厚度为 t1zs °°
容易在胶层剪切破坏 o厚度为 u1ux °°的单板生产的桉树单板层积材物理力学性能较其他 u种效果好 ∀
随着层数的增加 o桉树单板层积材的弹性模量和静曲强度降低 o从 x层增加到 ut层 o层积材的  ’• 和
’∞分别减小了约 wu h和 uw h ∀弹性模量与层数的回归方程为 ψ € p t1ysy xξv n yz1xv|ξu p t sv|1|ξ n
tz uyu oΡu 值为 s1|{t u ~静曲强度与层数回归方程为 ψ € p s1suy |ξv n t1txt zξu p t{1v|| |ξ n utv1uy oΡu
值为 s1|xt y o拟合效果较佳 ∀
参 考 文 献
华毓坤 qussu1人造板工艺学 q北京 }中国林业出版社
黄发荣 qussv1酚醛树脂及其应用 q北京 }化学工业出版社
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余养伦 o任丁华 o周 月 o等 qussy1 尾叶桉单板胶合性能的初步研究 o林产工业 ovvkwl }us p uv
赵荣军 qussu1桉树人工林木材居室环境学特征及木材性质与加工工艺对胶合板质量影响的研究 q中国林业科学研究院博士后研究报告
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