三聚氰胺-脲醛树脂改性木基石膏复合材料的效果及机理

来源：农业工程学报杂志2020年第6期北京时间：

作者：岳孔,梁冰,赵明元,唐中秋,王烽,刘健,刘伟庆,

摘要：为提高木基石膏复合材料的力学性能，以杉木刨花为增强相，以建筑石膏为连续相，采用三聚氰胺-脲醛树脂(melamine-urea-formaldehyde MUF)粘结初步成型和增湿固化 2阶段的免加石膏缓凝剂制备方法，开展了 MUF用量和木材/石膏质量比对木基石膏复合材料物理力学性能影响试验，并与相应产品标准、结构板材标准及现有文献进行对比。结果表明，试验范围内，MUF用量与木基石膏复合材料力学性能呈正相关关系，木材/石膏质量比的影响较小；MUF用量为15%以上时，木基石膏复合材料的力学性能满足《石膏刨花板：LY/T 1598-2011》产品标准的要求；MUF用量为21%及以上时，除顺纹抗弯强度，其余性能符合《定向刨花板：LY/T 1580-2010》结构板材标准的规定；MUF用量为33%及以上时，木基石膏复合材料达到《结构胶合板：GB/T 35216-2017》结构板材标准中E5.0~F16.0强度等级。抗弯性能试验中，石膏板为脆性破坏，木基石膏刨花板具有一定的延性性能。综合强度和成本，MUF用量为33%、木材/石膏质量比为0.30为较优的原材料配比。优化原材料配比条件下，木基石膏复合材料的内结合强度、静曲强度、弹性模量、位移延性系数和24 h吸水厚度膨胀率分别为1.28 MPa、16.5 MPa、7 350 MPa、1.64和1.23%。采用该2阶段制备方法，木基石膏复合材料中石膏晶体形态细长，且随着MUF用量的增加，晶体交错搭接、叠合现象明显，接触面积增加，晶体结构更加致密，石膏连续相强度增加；MUF用量提高，石膏在刨花表面的覆盖量明显增加，刨花增强相与石膏连续相之间界面性能显著改善。研究结果可为木基石膏复合材料力学性能的进一步提升提供参考，并为其产品的工程应用提供数据支撑。

关键词：复合材料, 物理性能, 力学性能, 三聚氰胺-脲醛树脂, 木材/石膏质量比, 制备工艺