饱和蒸汽热处理工艺对竹基纤维复合材料性能影响研究
摘要：竹基纤维复合材料是以纤维化竹单板为基本构成单元，按顺纹理方向经热（冷）压胶合而成。为了揭示饱和蒸汽热处理工艺对竹基纤维复合材料的性能影响，为竹基纤维复合材料的实际加工提供理论和实验支持。本研究主要研究了饱和蒸汽热处理温度对竹基纤维复合材料的物理、力学、及化学成分的影响。
关键词 ：重组竹、热处理、化学性能、物理力学性能
- 前言
中国竹类资源相对丰富。竹材刚度好、强度大，而且化学成分与木材类似，主要为纤维素、半纤维素和木质素[1-2]，因此，竹材是木材最佳的代替品。竹材易变形，抗腐霉能力差[3]，借鉴木材热处理的方法对竹材进行高温热处理，以达到改良竹材的品质，降低竹材的吸湿性和吸水性，提高尺寸稳定性、生物耐腐性 热处理是指以蒸汽，热油或惰性气体为传热介质，將材料放入无氧或低氧环境中进行一段时间的物理改性技术。热处理被认为上一种不添加任何有毒化学药品就能达到良好抗微生物性能的极具潜力的方法。改性处理是纯物理热处理技术，与其他化学改性方法相比，生产过程中污染少，处理工艺较简单，且使用过程中不会因化学药剂的流失、挥发而降低防腐效果[4]，也不会对人体造成伤害，但是同时，热处理会降低材料的力学强度[5]，限制其应用范围。
2．研究背景
中国地处世界竹子分布中心区，竹林面积居世界第一位。据最新资料显示，全国现有竹林总面积面积500万公顷,占世界竹林总面积的1/4-1/5,日前全国用材竹总蓄积量约9700万吨,竹材年产量1800万吨,居世界产竹国之首。年产毛竹4亿根,杂竹1180万吨。全国有竹林分布或载培的省(区)达27个。据初步估算,一个年产3000立方米的重组竹厂约需消耗竹材4800吨左右,我国大部分地区的竹类资源都可为重组竹的发展提供足够的资源保障。
除此以外,我国还有大量的竹材下脚料可以利用.据不完全统计,我国仅竹材加工企业(不包括造纸)就达2300家,分布在20多个省(区)。1999年全国竹产业年产值达170亿元,其中加工产值所占的比重已由“七五期间”的37.5%增长到50%以上,但由此产生的大量加工剩余物往往是用来烧火或随意丢弃,尤其是竹材人造板企业,竹材利用率较低,一般为20%-40%有60%-80%的竹梢头、竹丝等下脚料没有得到充分的利用。而重组竹是以小径竹、竹梢头及其他竹材下脚料为原料的,因此众多的竹材加工企业的加工剩余物也是重组竹的重要原料来源。
近年来,重组竹系列产品的产业化规模不断扩大,已成为竹产品系列当中最具发展潜力的竹产品之一。它具有原材料利用率高、生产工艺简单和良好的物理力学性能等特点,是制造家装材料和工程材料的理想原料[6]。但是竹束 (重组竹基本单元)含有丰富的淀粉和糖类物质,致使重组竹在生产和使用过程中极易受到细菌(如霉菌、腐朽菌)和害虫(如白蚁、木蠹虫) 的破坏,严重影响了其装饰为减少细菌和害虫对重组竹的危害, 提高重组竹的理化性能,在压制重组竹板材之前,一般需要对竹束分别进行干燥和热处理。利用木材热处理的方法对竹材进行高温热处理改性，以达到改良竹材的品质，降低竹材的吸湿性和吸水性，提高尺寸稳定性、生物耐腐性的作用。重组竹是竹材应用领域创新开发的一种全新复合材料，具有原料利用率高、生产效率高和产品附加值 高等特点，重组竹的出现拓宽了竹材的应用范围，有力促进了竹材加工产业的转型升级。目前，我国的重组竹 产业发展仍然处于初始阶段，地区发展不均衡，在关键技术、标准体系、生产规范等方面亟需攻关与建立。
3．国内外研究概况
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