林业科学

作者：刘延鹤1,周建波1,2,*,傅万四1,张彬1,2,常飞虎1,何文3

单位：1. 国家林业和草原局北京林业机械研究所 北京 1000292. 中国林业科学研究院林业新技术研究所 北京 1000913. 南京林业大学材料科学与工程学院 南京 210037

关键词：竹集成材,高频热压,力学性能,抗弯强度,剪切强度,数学模型

基金：国家自然科学基金项目(31470582);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2017QB008)

目的: 探索竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度对高频热压成型竹集成材力学性能的影响，并优化高频热压加工工艺获得力学性能较优的竹集成材，为竹集成材高频热压成型提供技术参考。方法: 设计正交试验，采用高频热压加工工艺，以酚醛树脂（PF）为胶黏剂，研究竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度4个参数变量对高频热压成型竹集成材抗弯强度和剪切强度的影响，建立抗弯强度和剪切强度数学模型，分析力学性能最优解。结果: 极差分析表明，热压参数对抗弯强度的影响顺序为热压压力、竹材含水率、热压温度和施胶量，对剪切强度的影响顺序为施胶量、竹材含水率、热压压力和热压温度；主效应分析表明，4级竹材含水率、1级热压压力、1级施胶量和3级热压温度为最佳抗弯强度的热压参数，1级竹材含水率、1级热压压力、2级施胶量和3级热压温度为最佳剪切强度的热压参数；交互分析表明，各热压参数间存在交互作用；方差分析表明，热压压力是影响竹集成材抗弯强度的最重要因素，施胶量是影响竹集成材剪切强度的最重要因素；数学模型分析得出，竹材含水率15%、热压压力2.0 MPa、施胶量260 g·m-2、热压温度130℃为抗弯强度最优解（168.51 MPa）；竹材含水率10.2%、热压压力2.0 MPa、施胶量240 g·m-2、热压温度130℃为剪切强度最优解（263.26 MPa）。结论: 竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度4个参数变量对高频热压成型竹集成材力学性能均有影响，提出的热压参数对竹集成材抗弯强度和剪切强度影响的数学模型，可有效反映热压参数与竹集成材力学性能间的关系，优化高频热压加工工艺生产的竹集成材，其力学性能满足相关标准和使用要求。

来源：2020年第8期

《林业科学》期刊编辑部

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