《杨木增强与阻燃处理环保技术研究》系统地阐述了人工林杨木速生材综合利用技术的发展历程及研究趋势;介绍了一种可以代替标准环境舱、成本低廉且操作和维护简单的15L小型环境舱设计原理与结构,并基于该设备对杨木强化材和阻燃杨木胶合板释放的甲醛和VOC进行采集,以降低甲醛和VOC的检测成本;探讨了工艺因子对杨木强化材和阻燃杨木胶合板有害气体释放的影响,优化了基于有害气体释放源头控制的杨木改性产品生产工艺;分析了几种纳米添加剂和阻燃剂对杨木强化材和阻燃杨木胶合板甲醛和VOC释放的控制作用和机理。为人工林杨木的高效高质利用提供了技术支撑,扩大了速生杨木的应用范围,提高了产品的附加值。
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目录
前言
第1章 绪论1
1.1 木材增强、阻燃技术概况2
1.1.1 木材增强、阻燃机理2
1.1.2 木材增强、阻燃方法3
1.1.3 木材用增强树脂和阻燃剂5
1.1.4 增强阻燃处理材性能7
1.2 研究现状8
1.2.1 国外研究现状8
1.2.2 国内研究现状11
1.3 应用中存在的问题和发展趋势16
1.3.1 存在的问题16
1.3.2 发展趋势16
参考文献17
第2章 木制品VOC测试方法研究23
2.1 VOC采集方法现状23
2.1.1 实地和实验室小空间释放法(FLEC)23
2.1.2 干燥器盖法25
2.1.3 环境舱法25
2.2 小型环境舱的设计原理与性能27
2.2.1 小型环境舱的设计原理与结构27
2.2.2 小型环境舱性能分析29
2.2.3 小型环境舱的工作原理及过程34
2.3 大小型环境舱测试数据的相关性分析35
2.3.1 样品选择与性能测试35
2.3.2 大小型环境舱检测TVOC释放速率及相对偏差38
2.3.3 测试数据的相关性分析44
2.4 多参数调控条件下的性能分析46
2.4.1 工艺设计与性能测试46
2.4.2 多参数调控下TVOC的释放47
2.4.3 多参数调控下芳烃和烷烃的释放51
2.4.4 多参数调控下主要VOC单体的释放53
2.5 本章小结54
参考文献55
第3章 杨木强化材有害气体检测与控制技术研究58
3.1 工艺参数对杨木强化材VOC释放的影响58
3.1.1 工艺设计与性能测试59
3.1.2 加压浸渍压力61
3.1.3 加压浸渍时间65
3.1.4 树脂浓度69
3.1.5 FTIR分析72
3.1.6 扫描电镜分析74
3.2 低污染杨木强化材优化工艺研究75
3.2.1 工艺设计与性能测试75
3.2.2 VOC释放特性77
3.2.3 甲醛释放81
3.2.4 力学性能83
3.2.5 响应面优化84
3.2.6 优化工艺的验证93
3.3 纳米二氧化钛对杨木强化材有害气体释放的控制作用94
3.3.1 工艺设计95
3.3.2 性能测试95
3.3.3 VOC与甲醛释放96
3.3.4 力学性能102
3.3.5 FTIR分析103
3.3.6 SEM/EDS分析105
3.4 纳米SiO2对杨木强化材有害气体释放的控制作用107
3.4.1 工艺设计107
3.4.2 VOC与甲醛释放108
3.4.3 力学性能112
3.4.4 FTIR分析113
3.4.5 SEM/EDS分析115
3.5 尿素对杨木强化材有害气体释放的控制作用117
3.5.1 工艺设计117
3.5.2 甲醛释放117
3.5.3 力学性能118
3.6 本章小结119
参考文献122
第4章 阻燃杨木胶合板有害气体检测与控制技术研究126
4.1 市场上阻燃杨木胶合板VOC释放水平的研究126
4.1.1 品牌选择与性能测试126
4.1.2 市售板材的环保性能分析127
4.1.3 工艺差异对VOC释放的影响128
4.1.4 板材厚度对VOC释放的影响130
4.2 工艺参数对阻燃杨木胶合板有害气体释放的影响130
4.2.1 试件制作与性能测试131
4.2.2 FRW阻燃杨木胶合板甲醛和VOC释放特性134
4.2.3 工艺参数对FRW阻燃杨木胶合板甲醛和VOC释放的影响137
4.2.4 无机阻燃杨木胶合板甲醛和VOC释放特性140
4.2.5 工艺参数对无机阻燃杨木胶合板甲醛和VOC释放的影响142
4.3 低污染阻燃杨木胶合板优化工艺研究144
4.3.1 工艺设计与性能测试145
4.3.2 低污染FRW阻燃杨木胶合板优化工艺研究146
4.3.3 无机阻燃杨木胶合板优化工艺研究153
4.4 本章小结160
参考文献161
附录163
附录1 小型环境舱与标准舱测试数据的相关性分析163
附录2 杨木强化材VOC组分169
《杨木增强与阻燃处理环保技术研究》:
第1章 绪论
木材作为环境友好型的可再生材料,因其特有的优良品质,已广泛地应用于建筑、装饰和家具等方面。但随着天然林的枯竭和国家天然林保护措施的实施,木材市场的供需矛盾日益加剧。在这种情况下,生长快、产量高的人工林成为缓解供需矛盾的主要资源。
杨树生长迅速(仅需十几年便可成材)、适应性强、分布广泛、蓄积量大(尤其在我国北方),是我国主要人工林树种之一。从20世纪60年代开始,我国杨树人工林的总面积居于世界首位。目前,我国杨树人工林分布范围横跨北纬25°~53°,东经76°~134°,基本遍布于东北、西北、华北、西南等地,种植面积已达800 万hm2,相当于世界其他国家和地区杨树种植面积总和。但由于杨木的材质软、密度及物理力学强度低、易腐朽、易变形、易燃等材性特点,限制了其应用范围。目前,杨木主要应用于制浆造纸、包装、火柴、一次性筷子和低性能人造板等低附加值产品的工业生产,利用率低,资源浪费严重。因此,通过对杨木进行功能性改良,提高其力学性能、尺寸稳定性、防腐性能和阻燃性能,对扩大杨木的应用范围、提高产品附加值和促进人工林杨木产业良性发展具有重大意义。目前,木材功能性改良主要将增强树脂、阻燃剂、防腐剂等化学改性剂浸渍到木材中,以赋予木制品优良的使用性能。