棉秆重组方材作为一种新型的代木材料,具有节能环保且应用前景广的特点。本文以棉秆重组方材为研究对象,参照木材物理力学性能测试方法,对其8项基本物理力学性能指标进行测定;以棉秆重组方材为基材,对其4种典型家具结点接合方式(贯通椭圆榫接合、不贯通椭圆榫接合、双圆榫接合及偏心连接件接合)进行结合强度的测试分析,并通过正交试验研究螺钉种类、导孔直径以及拧入深度三个因素对棉秆重组方材端面、侧面及板面握钉力的影响,旨在为棉秆重组方材家具结构的设计和开发提供一定的基础数据和理论依据。主要研究结论如下:(1)制备胶种为异氰酸酯胶,设计密度为0.75g/cm3的棉秆重组方材,试验时含水率保持在10%左右,通过测试得到:抗弯弹性模量9.64GPa,抗弯强度90.64MPa,顺纹抗压强度49.68 MPa,横纹全部抗压强度8.13 MPa,横纹局部抗压强度21.53 MPa,顺纹抗剪强度15.32 MPa,上下面硬度8.39KN,前后面硬度9.64KN,端面硬度5.46KN。通过与13种家具常用材的力学性能对比认为棉秆重组方材能够用于家具生产中。(2)棉秆重组方材4种接合方式的L型和T型结构的抗弯和抗拔强度均表现为贯通椭圆榫接合>不贯通椭圆榫接合>双圆榫接合>偏心连接件接合。对于抗弯强度,棉秆重组方材L型结构的贯通椭圆榫接合分别比不贯通椭圆榫、双圆榫、偏心连接件接合方式高60.9%、93.8%、176.4%;T型结构中,分别高20.6%、67.1%、107.1%;对于抗拔强度,则分别高出35.5%、69.7%、146.6%。(3)棉秆重组方材的部件形式对其家具结点强度有一定的影响。4种结点接合方式中,T型结构的抗弯强度高于L型结构,棉秆重组方材贯通椭圆榫、不贯通椭圆榫、双圆榫、偏心连接件接合方式的T型结构比L型结构的抗弯强度分别高出:10.7%、47.7%、28.4%、47.6%。(4)棉秆重组方材L型、T型结构的4种结点抗弯强度均比橡胶木部件低,且T型结构的抗拔强度也不及橡胶木部件;但其双圆榫和偏心连接件L型、T型的部件抗弯强度均比刨花板部件和中密度纤维板部件高,且T型结构的抗拔强度也均高于刨花板和中密度纤维板。因此,采用棉秆重组方材设计家具时,应优选贯通椭圆榫接合方式,偏心连接件应尽量避免在承重部位使用;在结构允许的情况下,棉秆重组方材家具应尽可能采用T型结构;棉秆重组方材可以代替刨花板和中密度纤维板应用于板式家具中。(5)棉秆重组方材三个面的握钉力表现为板面>侧面>端面,端面握钉力仅为板面握钉力的57%,在实际应用中,应尽量选择在横纹方向拧入;导孔直径、拧入深度和螺钉种类三种因素均对棉秆重组方材端面握钉力的影响不显著,螺钉种类为侧面握钉力的显著影响因子,螺钉种类和拧入深度为板面握钉力的显著影响因子;在试验范围内,棉秆重组方材(0.75g/cm3)三个面螺钉接合的最优条件均为:螺钉类型为开槽沉头木螺钉,导孔直径为3.2mm,拧入深度为24mm,在最优工艺条件下其端面、侧面、板面握钉力分别为:2030N、3420N、3610N。因此选择螺距较小、螺钉牙顶较宽的螺钉,并适当减小导孔直径及增大螺钉拧入深度可以提高棉秆重组方材家具的螺钉接合强度。