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为了更好地提高杉木作为实木地板、家具、室内装饰和室外建筑等用材的表面力学性能、阻燃性、尺寸稳定性等,本研究利用插层复合法,以水溶性酚醛树脂为中间介质,将钙基蒙脱土和水溶性酚醛树脂配制成的浸注处理液,真空加压浸注到杉木板材中,制备了杉木/钙基蒙脱土复合板材。按照国标,测定了复合板材的阻燃性、尺寸稳定性、硬度、耐磨性以及抗水流失性,并通过观察扫描电镜(SEM)照片,解析X射线衍射(XRD)图谱,表征了复合板材的超微构造。 得到如下研究结果: 1、通过正交实验,分析了真空加压浸注工艺中的各种影响因素,以增重率为基本指标,得到了杉木/钙基蒙脱土复合板材的最佳浸注工艺。再以硬度为基本指标,得到了杉木/钙基蒙脱土复合板材的最佳固化工艺。综合考虑性能、制备工艺和成本等各方面因素,得到了杉木/钙基蒙脱土复合板材的最佳制备工艺参数。 2、综合比较不同实验条件的各项性能以及经济成本,得到杉木/钙基蒙脱土(天然钙土,浓度为5%)复合板材效果最好。其氧指数比未处理杉木板材提高了6.6%。其弦、径、端面的硬度分别是未处理杉木板材的1.7,1.3和1.5倍。其弦、径向的干缩率均为未处理杉木板材的1/2,弦、径向的湿胀率分别为未处理杉木板材的1/2和2/5。在转数为200转时,其试样磨损率比未处理杉木高0.34%。在热水中煮沸3个小时后,其失重率不足1.5%。除了耐磨性略有降低之外,其氧指数、硬度、尺寸稳定性和抗水流失性均有显著的提高。 3、从扫描电镜照片中得出,真空加压浸注非常有效,钙基蒙脱土和酚醛树脂完整连续地以大颗粒填充在杉木管胞和射线薄壁细胞的细胞腔以及纹孔腔中,与细胞壁紧密接触,但填充存在不均匀性,有未被填充的胞腔,单个细胞和纹孔中,其填充程度也有差异;从X射线衍射曲线得出,PF/钙基蒙脱土杉木复合板材中,酚醛树脂插入到钙基蒙脱土层间,使得层间距变大,成为插层型复合材料,钙基蒙脱土和酚醛树脂在一定程度上撑大了杉木的无定形区域。 本研究利用钙基蒙脱土代替钠基蒙脱土,将杉木试件由小尺寸放大到大尺寸的杉木板材,通过对杉木/钙基蒙脱土复合板材性能的检测和结构的表征,确定了其制备的可行性。