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定向刨花板抗弯性能、形变及剖面密度梯度的相关性

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林业工程学报 2023年第3期8卷 52-57页

作者：李东虎李万兆梅长彤南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

定向刨花板(OSB)力学性能优异,但变异性较大,探究OSB抗弯性能变异性大的原因可为改善其力学性能提供理论依据。采用三点弯曲法检测OSB沿长度方向的弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR),使用数字散斑应变分析技术(DIC)同步记录试件面内应变分布... 详细信息

定向刨花板(OSB)力学性能优异,但变异性较大,探究OSB抗弯性能变异性大的原因可为改善其力学性能提供理论依据。采用三点弯曲法检测OSB沿长度方向的弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR),使用数字散斑应变分析技术(DIC)同步记录试件面内应变分布,结合剖面密度梯度(VDP)探索了其对OSB抗弯性能及形变的影响。结果表明,OSB的MOR与试件整体形变呈线性正相关,MOE与试件整体形变相关性不强。最大载荷条件下,对称的表面结构可有效避免局部应变集中导致的OSB力学失效,这有助于提高OSB的MOR;40%最大载荷条件下,OSB趋于整体弯曲变形,且组成单元的相对位置固定可提高其MOE,内部孔隙压缩会降低其MOE。最大载荷条件下,弯曲应变分布与VDP相似,会提高试件MOR;40%最大载荷条件下,弯曲应变分布与VDP的相似性和MOE不显著相关。增加结构的对称性、弯曲应变分布和VDP的相似性,能够提高OSB的MOR;增加整体弯曲变形和降低内部孔隙压缩率,能够提高OSB的MOE。

关键词：定向刨花板剖面密度梯度静曲强度弹性模量应变分布

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应用环境对OSB抗弯性能的影响研究

北京林业大学学报 2022年第6期44卷 128-134页

作者：陈超意李万兆梅长彤南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037 山东新港企业集团有限公司山东临沂276000

【目的】定向刨花板通过大片刨花的定向铺装和胶合热压制成,是一种重要的工程材料。深入研究应用环境对OSB抗弯性能的影响,可以为优化OSB加工工艺和应用方式提供必要的理论支撑。【方法】选取13 mm厚的OSB为研究对象,调整试件含水率,采... 详细信息

【目的】定向刨花板通过大片刨花的定向铺装和胶合热压制成,是一种重要的工程材料。深入研究应用环境对OSB抗弯性能的影响,可以为优化OSB加工工艺和应用方式提供必要的理论支撑。【方法】选取13 mm厚的OSB为研究对象,调整试件含水率,采用三点弯曲静力法对OSB循环加载,同步使用数字散斑相关分析技术记录应变分布,评价其挠度并揭示其发生原因。【结果】环境湿度升高会使OSB含水率和厚度增加,刨花间空隙和刨花裂隙扩大。OSB在相对湿度(95±3)%下陈放后,其挠度显著增加,继续在相对湿度(65±3)%下陈放后,其挠度仍大于初始挠度。OSB在相对湿度(95±3)%下陈放后不施加载荷,继续在相对湿度(65±3)%下陈放后,其挠度与初始挠度接近。仅在相对湿度(65±3)%下陈放,循环次数对OSB挠度影响不明显。OSB含水率出现波动后,第1次循环加载的挠度明显增加,之后的循环次数增加对挠度影响不明显。载荷状态下,仅在相对湿度(65±3)%下陈放的OSB应变分布均匀,空气湿度变化会造成OSB出现应变集中。含水率增加会降低OSB内部应变迁移效率,主要表现为板子上下表面的弯曲应变集中和两个相反方向的剪切应变分布明显。【结论】系统地探索了环境湿度和循环加载对OSB抗弯性能的影响,并基于应变分布揭示了发生原因,研究结果对OSB加工工艺优化和应用范围拓展具有一定指导意义。

关键词：定向刨花板应用环境挠度应变分布

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“人造板表面装饰”课程教学改革的探索

中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2023年第7期 0032-0034页

作者：杨甜甜梅长彤南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037

人造板表面装饰是木材科学与工程专业的特色课程,与实际生产密不可分。为了紧跟人造板加工行业发展的步伐,完善人造板表面装饰课程体系,培养满足行业发展需求的专业型人才,本文针对该课程当前存在的问题从教学形式、教学模式以及教学内... 详细信息

人造板表面装饰是木材科学与工程专业的特色课程,与实际生产密不可分。为了紧跟人造板加工行业发展的步伐,完善人造板表面装饰课程体系,培养满足行业发展需求的专业型人才,本文针对该课程当前存在的问题从教学形式、教学模式以及教学内容等方面对人造板表面装饰课程进行了教学改革探索。提出在理论教学的基础上增加实践教学、创新利用“互联网+”与“翻转课堂”的联动教学模式的优势、保持教学内容与时俱进等措施实现课程教学改革,旨在改善课程教学效果,增强学生的课堂参与度与学习主动性,结合行业发展需求定向提升学生的专业素养与综合能力,从而培养出全方位创新专业型人才。

关键词：人造板表面装饰教学改革互联网+ 翻转课堂

纳米SiO_2-APP对木塑复合材料界面特性及力学性能的影响

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北京林业大学学报 2013年第5期35卷 117-122页

作者：潘明珠梅长彤南京林业大学木材工业学院江苏省速生木材与农作物秸秆材料工程技术研究中心

用聚磷酸铵（APP）与阻燃协效剂纳米二氧化硅（SiO2）制备了阻燃型木塑复合材料,并利用FTIR、SEM和力学性能测试仪,探讨纳米SiO2的添加量（2%、4%、6%）和APP的添加量（8%、10%、12%）对木塑复合材料的界面性能和力学性能的影响。结果... 详细信息

用聚磷酸铵（APP）与阻燃协效剂纳米二氧化硅（SiO2）制备了阻燃型木塑复合材料,并利用FTIR、SEM和力学性能测试仪,探讨纳米SiO2的添加量（2%、4%、6%）和APP的添加量（8%、10%、12%）对木塑复合材料的界面性能和力学性能的影响。结果表明：1）当纳米SiO2添加量为2%~6%、APP添加量为8%~10%时,两者可以均匀地分布在木塑复合材料的孔隙中,并且纳米SiO2可以与木质纤维形成Si—O—C结合,改善复合材料的界面性能;但是,APP添加量增加至12%时,纳米SiO2和APP之间会发生团聚,降低了复合材料的性能。2）当纳米SiO2添加量为2%~6%、APP添加量为8%~10%时,木塑复合材料的拉伸强度和弯曲强度均比未添加纳米SiO2、APP的有所增加,拉伸断裂伸长率基本保持不变,冲击强度降低。通过双因素方差分析可知,纳米SiO2、APP的添加量以及两者之间的交互作用对拉伸性能、弯曲性能无显著影响,但APP的添加量以及两者之间的交互作用对冲击强度有显著影响。

关键词：木塑复合材料纳米二氧化硅聚磷酸铵力学性能界面形貌

PEI/APP复合聚电解质对脲醛树脂固化行为的影响及其阻燃木质刨花板

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复合材料学报 2023年

作者：王帅旗张宇婷张帅梅长彤潘明珠南京林业大学材料科学与工程学院

木质复合材料的阻燃处理和力学增强一直受到广泛的关注。阻燃剂的加入不仅会增大胶黏剂的黏度，而且阻燃剂中的活性基团可以通过化学交联键合到树脂分子上，阻碍胶黏剂的聚合过程，从而对树脂的固化过程产生不利影响。通过对阻燃剂的改... 详细信息

木质复合材料的阻燃处理和力学增强一直受到广泛的关注。阻燃剂的加入不仅会增大胶黏剂的黏度，而且阻燃剂中的活性基团可以通过化学交联键合到树脂分子上，阻碍胶黏剂的聚合过程，从而对树脂的固化过程产生不利影响。通过对阻燃剂的改性，使其能够提高胶黏剂的固化反应性，增强胶黏剂的粘接强度，同时可以最大限度的减少阻燃剂的迁移，有效提升材料的阻燃性能和力学强度。鉴于此，本文以聚磷酸铵(Ammonium polyphosphate，APP)和聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)为阴、阳离子聚电解质，通过自组装制备复合聚电解质(PEI/APP)，并进一步将其应用于木质刨花板中。PEI/APP提高了脲醛树脂(Urea-formaldehyde resins， UF)的固化反应性，同步赋予了刨花板优异的力学强度和阻燃性能。基于Kissinger和Ozawa动力学方程计算了不同添加量的PEI/APP与UF交联体系的活化能(Ea)，重点研究了PEI/APP对UF固化动力学的影响。结果表明：PEI/APP能够通过酰胺键和氢键作用与UF形成分子交联网络，促进UF的缩聚固化过程，使得Ea随着PEI/APP添加量的增加而逐渐减小，热固化的反应性逐渐提高，UF的固化放热峰值温度(TP)逐渐降低。与此同时，PEI/APP与UF形成的交联网络增强了木质刨花的内聚强度以及界面结合，刨花板的各项物理力学性能均得到了明显提高。当PEI/APP添加量为10%时，刨花板拥有最高的弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)，分别为3368.46 MPa和27.18 MPa。此时刨花板的极限氧指数(Limiting oxygen index， LOI)为46.3%，热释放速率峰值降为170.3 kW/m2，相较于未处理和APP阻燃刨花板分别降低了45.3%和22.3%。PEI/APP受热产生的聚磷酸能够促使有机物脱水炭化产生膨胀炭层，其致密连续的内、外炭层有效阻止了气相和凝聚相之间的传热和传质。PEI/APP能够促使UF在较低温下发生固化，同步赋予刨花板良好的工艺性能、阻燃性能和力学性能。最后对阻燃刨花板的经济成分进行了分析。

关键词：刨花板复合聚电解质脲醛树脂固化动力学力学增强阻燃机制聚磷酸铵聚乙烯亚胺

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刨花形态和跌落高度对刨花定向效果的影响

林业工程学报 2023年第4期8卷 66-71页

作者：胡尧琼李万兆张晔梅长彤南京林业大学材料科学与工程学院南京210037

定向刨花板(OSB)是一种应用广泛的木质结构材,其基本组成单元是窄长薄片刨花,刨花定向铺装角度是影响OSB力学性能的重要因素。以刨花长度、宽度和跌落高度为影响因子,统计分析以上因子对刨花定向角度的影响,拟合出优化试验参数对应刨花... 详细信息

定向刨花板(OSB)是一种应用广泛的木质结构材,其基本组成单元是窄长薄片刨花,刨花定向铺装角度是影响OSB力学性能的重要因素。以刨花长度、宽度和跌落高度为影响因子,统计分析以上因子对刨花定向角度的影响,拟合出优化试验参数对应刨花定向效果的正态分布曲线。刨花跌落高度对定向角度影响显著,其次为刨花长度和宽度。分析刨花长宽比与定向角度绝对值的关系,重点关注定向角度绝对值小于10°,15°和30°的刨花占比。当刨花长宽比小于8时,长宽比与刨花定向效果呈线性正相关,长宽比接近8时,刨花定向效果最佳。刨花长度×刨花宽度×跌落高度的优化参数分别为150 mm×20 mm×80 mm、150 mm×15 mm×80 mm、150 mm×10 mm×80 mm和120 mm×20 mm×80 mm,结合正态分布拟合曲线得出90%概率条件下,4组试验所得刨花定向角度的置信区间均小于30°,而150 mm×20 mm×80 mm试验参数条件下刨花定向效果最佳。本研究系统分析了使用定向导板控制窄长薄片刨花的定向效果,优化了刨花形态和跌落高度的参数,刨花定向角度的量化分析预测可以为OSB力学性能的预测提供基础科学依据。

关键词：定向刨花板刨花形态跌落高度定向角度统计分析

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二次污泥/HDPE复合材料的制备与性能

塑料工业 2023年第6期51卷 153-158页

作者：赵涛蒋军蒋敏梅长彤南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037 南京林业大学资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

利用造纸污泥制备复合材料,对于缓解工业废物处理压力,具有重要意义。以二次污泥(SS)作为增强相,高密度聚乙烯(HDPE)为基体制备了SS/HDPE复合材料,旨在探讨复合材料性能与两项含量比例的关系。结果表明:原料的最佳质量比为30(SS)∶65(HD... 详细信息

利用造纸污泥制备复合材料,对于缓解工业废物处理压力,具有重要意义。以二次污泥(SS)作为增强相,高密度聚乙烯(HDPE)为基体制备了SS/HDPE复合材料,旨在探讨复合材料性能与两项含量比例的关系。结果表明:原料的最佳质量比为30(SS)∶65(HDPE),此时两相能够形成良好的相容界面,有效抑制复合材料在拉伸过程中的应变扩展。复合材料的结晶度、拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量在最佳配比下达到峰值,较纯HDPE材料分别提高了36.31%、11.19%、29.64%和23.13%,但冲击性能下降。逐级提高SS含量,复合材料的储能模量和黏度呈现升高态势。研究可拓展污泥的资源化利用途径,符合绿色环保理念。

关键词：造纸废物塑料复合材料界面相容性能

定向刨花板和细表面定向刨花板抗弯性能及应变分布比较

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林业工程学报 2022年第6期7卷 61-66页

作者：李万兆李东虎陈超意梅长彤南京林业大学材料科学与工程学院南京210037 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037

定向刨花板(OSB)是一种可替代结构胶合板广泛用于轻型木结构建筑的产品,而细表面定向刨花板(F-OSB)是一种OSB基可直接饰面产品。为对比OSB和F-OSB的抗弯性能,采用三点弯曲法检测两类产品沿长度和宽度方向的弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)... 详细信息

定向刨花板(OSB)是一种可替代结构胶合板广泛用于轻型木结构建筑的产品,而细表面定向刨花板(F-OSB)是一种OSB基可直接饰面产品。为对比OSB和F-OSB的抗弯性能,采用三点弯曲法检测两类产品沿长度和宽度方向的弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR),使用数字散斑应变分析技术(DIC)同步记录试件面内应变分布,结合剖面密度梯度(VDP)剖析了两种产品抗弯强度的影响因素。研究结果表明,OSB表层密度小于F-OSB,OSB长宽方向的MOE和MOR差异较大,F-OSB长宽方向的MOE和MOR差异不明显;在承载条件下OSB的形变保持了木材固有的弹性和塑性过程,F-OSB的塑性形变不明显。在承载条件下OSB内部应变易扩散至芯层区域,扩散路径具有一定的随机性;而F-OSB内部应变较难向芯层扩散,容易造成试件上下表层应变集中。不同的应变扩散过程,导致OSB的破坏包括上下表层和芯层随机断裂,F-OSB的破坏均为上下表层断裂。本研究对比了OSB和F-OSB的抗弯性能,基于动态应变分布揭示了抗弯性能存在差异的原因。

关键词：定向刨花板细表面定向刨花板剖面密度梯度应变分布

阻燃功能核壳结构木塑复合材料制备及性能研究

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塑料工业 2017年第1期45卷 120-124页

作者：蔡晨阳梅长彤南京林业大学材料科学与工程学院江苏南京210037

通过在表层添加有机改性蒙脱土(OMMT)与聚磷酸铵(APP)以及纳米氢氧化镁[Mg(OH)_2]与APP制备具有阻燃功能的核壳型木塑复合材料,并利用力学性能测试、锥形量热测试和热重分析,研究了阻燃剂对核壳型木塑复合材料的力学性能、燃烧性能和热... 详细信息

通过在表层添加有机改性蒙脱土(OMMT)与聚磷酸铵(APP)以及纳米氢氧化镁[Mg(OH)_2]与APP制备具有阻燃功能的核壳型木塑复合材料,并利用力学性能测试、锥形量热测试和热重分析,研究了阻燃剂对核壳型木塑复合材料的力学性能、燃烧性能和热稳定性能的影响。结果表明,OMMT与APP有更好的协同效果和阻燃效果,其热释放总量以及热释放速率都呈下降趋势,但是复配之后的产烟量却增多。热失重分析结果表明,APP与OMMT的复配和APP与Mg(OH)_2的复配相比较,前者残炭率更高,达到了55.2%。两种阻燃剂复配后弯曲强度和弹性模量呈现下降趋势,力学强度下降。综合比较,APP与OMMT复配阻燃性能更好。

关键词：核壳结构木塑复合材料阻燃复配热稳定性