竹材展平用软化罐的制造及展平竹板力学性能研究
摘 要:随着木材资源缺乏,竹材的开发利用越来越受人们重视,传统的竹材加工方式刨削量大,利用率低,而展平竹板技术可有效提高竹材利用率和附加值。本文以竹筒为研究对象,开展竹材软化设备和工艺研究,测试并分析其力学性能,获得最佳的展平竹板生产工艺。
关键词:竹材软化;展平竹板;制造技术;力学性能
前言
在全球天然森林资源减少、木材资源供应紧张的背景下,寻求和开发林木供应的替代品已成为当务之急。我国地处世界竹子分布的中心, 竹子有40余属, 500余种, 面积达673万m2, 占世界竹子资源的1/3[1]。竹材生长周期短, 并且具有一次造林成功, 永续利用的特色。加之其强度高、韧性好、硬度大, 使其成为替代木材资源的首选材料。竹材有着再生能力强、生长速度快、强度高、性能稳定等优势,竹材的科学合理开发利用,越来越受到人们的重视[2]。以丰富的竹材资源替代日益紧缺的木材资源制备复合材料,既满足了人们日益增长的物质需求,还有效地缓解了我国木材的供需矛盾。
但竹材传统的加工方式仍停留在对竹片和竹束单元的利用,刨削量大,锯缝多,工序繁琐,利用率一般在50%以下[3]。而展平竹板的出现将竹材加工单元转变为竹板,可有效提高竹材利用率[4]。本文旨在研究如何制备竹展平地板工艺,提升我国竹材利用率,发展竹产业,促进建设生态文明、转变发展方式、优化产业结构,帮助建立资源节约型和环境友好型社会。
1研究目的与意义
由于竹竿是空心圆柱形,不能直接用锯切的方法得到大而平的表面板。然而,在过去的几十年里,一些其他种类的工程竹板得到了发展,包括竹层板,竹集成材,竹定向刨花板,竹纤维板,竹塑复合材料等。要生产层压竹板或竹集成材,必须将竹杆切成竹条。由于是弧形,因此必须在四个侧面上平整条形以使其均匀且呈矩形。涂完胶粘剂后,将均匀的矩形条组装并用压机粘合在一起,得到各种形状和尺寸的层压竹板。为了从分裂的弧形竹条上获得均匀且矩形的条,在四面刨削过程中要去除很大一部分(超过60%)。竹生物量的低利用率是层压竹板的主要缺点。此外,在加工过程中,具有最高机械强度的最外层茎秆组织被去除并浪费掉。上述产品的制造涉及到将竹竿分解成小的元素,分条、分片,然后用粘接剂将小块粘合在一起。这些产品的缺点是竹材生物量利用率低,粘黏剂含量高,生产成本高。本课题旨在以竹展平板为基本单元,研究如何制备展平竹地板的生产工艺,并分析其物理力学性能。为竹材展平地板技术的应用和产业化提供理论依据,对提升我国竹材利用率和拓宽竹材应用领域具有理论和现实意义。
2国内展平竹板工艺研究现状
