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木材自身因素对粘结强度的影响-【资讯】

发布时间:2021-07-13 15:40:43 阅读: 来源:抑雾剂厂家

木材粘接技术在木材工业中起着重要的作用,木材粘接制品粘接性能的好坏,在很大程度上受木材自身性能的影响。木材方面影响其粘接性能的因素,既有木材固有的,也有木材在加工过程中所产生的。前者包括木材的密度、树种、抽提物、pH等,后者包括木材的含水率、表面粗糙度等。

1 木材密度

木材的强度通常与其密度成正比,因为单位体积内所含的木材细胞壁物质的数量是决定木材强度的物质基础,木材的强度随着木材密度的增大而增大。理想的粘接系统,粘接破坏应该发生在木质部。

许多阔叶材的粘接试验证明,当用脲醛树脂胶粘剂粘接木材时,在木材密度小于0.8 g/cm3的情况下,由于脲醛树脂胶粘剂自身的内聚强度以及脲醛树脂胶粘剂和木材的界面强度大于木材自身强度,粘接破坏往往发生在粘接系统中最薄弱的环节一木材,因此,胶合强度与木材的强度密切相关,一般地讲,胶合强度随木材密度的增加而提高。在木材密度大于0.8 g/cm3的情况下,由于脲醛树脂胶粘剂自身的内聚强度以及脲醛树脂胶粘剂和木材的界面强度小于木材自身强度,粘接破坏不是发生在木材部分,而是发生在胶层或界面,因此,这种情况下,胶合强度与木材密度几乎无关。当用间苯二酚甲醛树脂胶粘剂粘接所有针、阔叶材时,由于间苯二酚甲醛树脂胶粘剂自身内聚力很大,因此用间苯二酚甲醛树脂胶粘剂粘接的木材胶合制品的胶合强度随着被粘接木材密度的增加而提高。

虽然密度大的木材胶合制品的胶合强度高,但是由于其含水率变化而产生的应力也大。在胶粘剂确定的情况下,密度高的木材的粘接耐久性往往反而比密度低的木材的粘接耐久性差。例如,用水性高分子异氰酸酯胶粘剂制造的柞木集成材,虽然其压缩剪切强度比较大,但是当使用环境的湿度变化较大时,更容易出现胶层开裂。

另外,密度大的木材粘接时,要想达到理想的粘接效果,要求所用胶粘剂的自身内聚力也应该很高,这样才能充分发挥木材自身的强度。对于密度特别大的木材,如乌木、铁木豆等,胶粘剂不易被吸收,以至于胶粘剂干燥速度很慢,粘接强度较低。因此,对于密度特别大的木材,为了使胶粘剂渗透进细胞,要求对其进行双面砂光、双面涂胶,并且在施加压力前要等待足够时间以便胶粘剂渗透。有的时候,需要使用聚氨酯胶粘剂,因为这类胶粘剂的粘接不取决于其渗透,主要为化学粘合。

2.木材纤维方向和剖切面方向

木材是各向异性的材料,在粘接系统内的木材纤维方向可以互相垂直、互相平行或者互相成某种角度。

当两块木材为同一纤维方向粘接时,其胶合强度最大,此种产品如集成材和单板层积材(LVL)等;纤维方向互相垂直粘接的常用木材产品,有胶合板、三层实木复合地板等。随着两块被粘接的木材间纤维角度的增加,粘接材的胶合强度逐渐降低。当纤维方向互相垂直粘接时,其胶合强度最低,与木材纤维互相平行粘接时相比,其胶合强度仅为纤维互相平行时的1/4~1/3。粘接面的剖切方向对胶合强度也有影响。

Martin等研究木材纤维方向对液体胶粘剂向木材表面渗透的影响表明:在木材端面施加胶粘剂时,由于端切面上木材导管、管胞都是敞开的,胶粘剂会向这些细胞的胞腔中大量渗入,易使端面缺胶,造成木材胶合强度下降。因此,在同样粘接条件下,端面和端面粘接的胶合强度,要比径面和径面、弦面和弦面粘接的胶合强度低。

在实际工作中,如果必须采用端切面粘接,为防止其缺胶,必须提高胶粘剂黏度和固含量;采用涂两次胶,或在基材两面涂胶,或增加胶层厚度;使用适度压力并防止胶水挤出。例如采用对接方式使木材纵向接长时,可采用以上措施避免其端部缺胶。

在纤维互相平行粘接的条件下,粘接面还有径切面和弦切面之分。在某些情况下,径切面和弦切面粘接制品的胶合强度也存在着差异。当胶粘剂的内聚力以及胶粘剂与木材的界面强度大于木材自身强度时,易发生木材破坏。如果木材自身弦切面和径切面的强度存在差异,则弦切面和弦切面粘接制品与径切面和径切面粘接制品的胶合强度也存在差异。

例如,落叶松木材的径向顺纹抗剪强度大于其弦向的顺纹抗剪强度。用水性高分子异氰酸胶粘剂粘接落叶松板材时,落叶松径切板的常态压缩剪切强度高于其弦切板。而落叶松弦切板和弦切板胶合的制品的木破率相对较高,基本上是木材破坏,且木材破坏大多数发生在其早

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