随着现代运输业的蓬勃发展,我国目前已成为集装箱底板生产第一大国。由于传统集装箱底板的主要原材料克隆木、阿必东等热带雨林硬木资源的逐年锐减,我国集装箱底板产业的发展受到严重制约。杨树作为一种速生用材树种在我国被广泛选育栽培,价格相对低廉,资源丰富,但杨木存在结构疏松、强度低等缺点,这严重限制了其在结构用材领域的应用。因此,本文旨在通过杨木增强改性提高其性能,研发一种可替代传统硬木集装箱底板的新型材料,扩大杨木的应用范围。以杨木单板为原料,对其进行低分子量酚醛树脂浸渍增强改性处理,制备了薄壳、内增强及均质结构的3种集装箱底板,并对其物理力学性能等进行了详细的对比分析。研究结果如下:(1)通过单因素试验研究了低分子量酚醛树脂固含量、浸渍时间和单板厚度对单板增重率的影响。结果表明:杨木单板的增重率随树脂固含量及浸渍时间的增大而增加,当单板浸渍时间增大到90min时,随着浸渍时间的延长,杨木单板增重率的增加幅度很小;薄单板的增重率明显大于厚单板的增重率。(2)对低分子量酚醛树脂浸渍的杨木单板进行了乙二醇、二碘甲烷、蒸馏水和常规酚醛树脂胶粘剂(PF)接触角的测试分析。结果表明:单板表面PF平衡接触角随单板厚度、浸渍时间及低分子量酚醛树脂固含量的增加而增大。低分子量酚醛树脂固含量对单板表面自由能的影响最大,表面自由能随低分子量酚醛树脂固含量的增大而减小;单板厚度及浸渍时间对单板表面自由能的影响较小。总体来看,浸渍处理后单板的PF平衡接触角均小于未处理的杨木单板,表面自由能均大于未处理单板,因此浸渍处理一定程度上提高了单板表面的润湿性能。(3)采用正交试验法研究了以浸渍单板为原料制备5层胶合板来模拟研究集装箱底板的热压工艺。结果表明最佳的热压工艺参数为:单位热压压力2.9MPa,热压温度140℃,热压时间1.5min/mm,双面施胶量250g/m2。按照该工艺制备的5层板的主要力学强度为:静曲强度162MPa、弹性模量15018MPa、胶合强度2.59MPa。(4)采用X射线法测定了3种结构集装箱底板的断面密度分布情况,结果表明:薄壳结构集装箱底板的表层密度分布在0.85g/cm3以上,中间层密度分布在0.80g/cm3附近,芯层密度在0.75g/cm3附近;内增强结构集装箱底板的表层密度分布在0.85g/cm3附近,中间层密度分布在0.70g/cm3附近,芯层密度分布在0.95g/cm3附近;均质结构集装箱底板的表层中间层和芯层结构密度都较为接近分布在0.83 g/cm3附近,与设计的密度梯度较为吻合。(5)通过测定3种结构集装箱底板的物理力学性能可知,3种结构的物理力学性能均能达到国标要求,均质结构集装箱底板的尺寸稳定性能最好,内增强结构集装箱底板的静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)均最大。薄壳结构和均质结构的集装箱底板的MOR及MOE值均较为接近。3种结构集装箱底板的二次复合胶接界面处的胶合强度在1.74~2.48MPa之间。其大小顺序依次为均质结构芯层(D/D)、薄壳结构芯层(C/D)、内增强结构芯层(D/E)、薄壳(内增强)结构表层(B/D)、均质结构表层(A/D)处的二次复合胶接界面。(6)老化处理对3种结构集装箱底板的性能影响结果表明:经老化处理后,均质结构集装箱底板的24h吸水厚度膨胀率降低率最大,24h吸水率增长倍数最小。3种结构集装箱底板的MOR和MOE均出现了不同幅度的下降。均质结构集装箱底板的MOR和MOE的保留率均最高;薄壳结构集装箱底板的MOR及MOE?保留率均最低;内增强结构的集装箱底板MOE∥保留率最小。3种不同结构集装箱底板的胶合强度保留率均很高且数值比较相近,其值分布在85.6%~92.3%。因此,内增强结构和均质结构集装箱底板老化后力学性能均优于薄壳结构。(7)DIC分析了老化前后不同密度梯度层胶接界面处的应力分布情况。结果表明:在450N左右的载荷作用下,各密度梯度层胶接界面处的剪切变形最大值均出现在靠近槽口处的胶层两端,即应力集中处。密度梯度层的应变主要表现在低密度层的应变一般大于高密度层处的应变。老化后试件的剪切应变值小于老化前的试件,应变扩散区域更大,但连续性降低且应变分布变得更加杂乱。