论文部分内容阅读
我国的竹材资源相对较丰富，有关竹材方面的研究多以产品研发，工艺改性为主，有关竹材胶合界面微观表征的研究相对较少。因此，本论文以碳化竹材和漂白竹材为原料，不同比例低分子量混合PF和不同比例柔性PVA改性PF为胶黏剂，分析了胶黏剂的一些基本性能参数，以及运用荧光跟踪技术、激光散斑干涉技术、胶合性能测试等手段，分析了竹材微观胶合界面形态和应变分布情况对宏观材料整体胶合强度的影响，具体研究内容如下：1）通过示差扫描量热分析仪（DSC）研究了常规PF、低分子量PF和20%PVA改性PF固化过程中热效应的变化，结果表明：低分子量PF玻璃化转变点温度低于其余两种胶黏剂，20%PVA改性PF玻璃化转变点温度最高，且放热峰尖锐，反应程度剧烈。通过凝胶渗透色谱仪（GPC）分析了常规PF和低分子量PF分子量分布的情况，结果表明：降低活化反应温度，延长活化反应时间有效地降低了PF的分子量，并且很大程度上提高了胶黏剂分子量的均匀性。2）运用荧光显微镜观察在碳化竹材胶合界面和漂白竹材胶合界面上，不同比例低分子量混合PF和不同比例PVA改性PF胶黏剂在界面渗透性能的情况。结果表明：在低分子量混合PF胶黏剂中，随着低分子量PF比例的增加，胶层有效渗透深度减小，平均渗透深度基本无太大的变化；而在柔性PVA改性PF胶黏剂中，PVA比例增大，胶黏剂渗透效果明显呈规律性减弱；其中，碳化竹材胶合界面上渗透深度总体优于漂白竹材界面。3）通过激光散斑干涉技术研究了在拉伸剪切实验中，漂白竹材胶合界面应变分布的情况，结果表明：在低分子量混合PF胶黏剂中，10%比例低分子量PF为胶层时，胶合界面应变分布数值比较小，可能导致较大的弹性模量；在PVA改性PF胶黏剂中，20%比例PVA改性PF胶黏剂为胶层时，胶合界面上应变分布总体数值明显变大，说明加入的柔性胶使微观界面出现滑移，从而导致能量释放。4）探讨了不同比例低分子量混合PF和不同比例PVA改性PF胶合的碳化竹材和漂白竹材的宏观胶合强度。结果表明：低分子量混合PF胶合的竹材，在低分子量PF比例10%时，干强度达到最优值；而低分子量PF的存在使整体胶层在湿热状态下，材料强度随低分子量PF的增加而下降。PVA改性PF胶合的竹材，在PVA比例20%时，干强度达到最优值；湿热条件下，吸湿性羟基的存在又导致了水热处理过程中，胶层出现更多的应力集中现象，致使湿强度随PVA比例的增加而降低。同样胶黏剂胶合的漂白竹材和碳化竹材在胶合强度数值变化趋势上相差不大，说明碳化工艺和漂白工艺对竹材胶合强度变化趋势影响不大，但碳化竹材的胶合强度普遍小于漂白竹材的胶合强度，这点和处理工艺对材料本身强度的改变有关。