人造板耐老化性能檢驗(yàn)方法的研究進(jìn)展

◎畢秀波

人造板耐老化性能檢驗(yàn)方法的研究進(jìn)展

◎畢秀波

人造板在眾多領(lǐng)域都有著非常廣泛應(yīng)用，特別是在建筑領(lǐng)域中，對(duì)促進(jìn)建筑領(lǐng)域發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。人造板在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)出現(xiàn)老化情況，本文對(duì)現(xiàn)階段國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的幾種人造板耐老化性能檢驗(yàn)方法進(jìn)行分析，希望可以在此基礎(chǔ)上對(duì)我國人造板耐老化性能檢驗(yàn)方法進(jìn)行優(yōu)化和改良，下面就對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述。

隨著人造板應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，人們對(duì)人造板耐老化性能要求越來越高，傳統(tǒng)的耐老化檢測(cè)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段人造板耐老化性能檢測(cè)的實(shí)際需求，所以對(duì)人造板耐老化性能檢驗(yàn)方法的研究進(jìn)展進(jìn)行探究是具有重要意義的，希望通過本文對(duì)相關(guān)人員有所啟示。

老化的原因

木材的老化。人造板制作中應(yīng)用的主要材料就是木材，從化學(xué)成分方面進(jìn)行木材構(gòu)成分析，了解木材主要是由纖維素、木質(zhì)素等其它物質(zhì)構(gòu)成的。隨著外界環(huán)境變化，木材也會(huì)出現(xiàn)吸濕和干縮等情況，同時(shí)還會(huì)伴有一定的物理變化。環(huán)境溫度、濕度發(fā)生變化，木材也會(huì)發(fā)生改變，主要表現(xiàn)為從空氣中吸收一定的水分，或者是將木材本身具有的水分散發(fā)到環(huán)境中，使得木材具備了干縮濕漲的特性。木材的含水率多次的發(fā)生更改，其力學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生較大程度的改變，木材本身甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的干裂情況，從中也可以了解到木材的吸水性對(duì)自身的物理特性影響是非常大的。木材所處環(huán)境的溫度、濕度周期性的變化，例如木材處于溫度較高的環(huán)境中，木材在蒸發(fā)作用的影響下會(huì)不斷的向環(huán)境中釋放水分，此過程中木材自身體積也會(huì)有所減小。木材所處的環(huán)境比較潮濕，那么木材則會(huì)逐漸吸收環(huán)境中的水分，其體積也會(huì)增加。無論是體積收縮還是膨脹，木材各細(xì)胞之間都會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力情況，該情況也是導(dǎo)致人造板出現(xiàn)老化情況的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

膠黏劑的老化。水分與熱量都會(huì)導(dǎo)致人造板膠層出現(xiàn)降解情況，膠黏劑老化也較大程度的降低人造板的應(yīng)用壽命。如果人造板應(yīng)用于外界自然環(huán)境中，或者試驗(yàn)中對(duì)人造板進(jìn)行快速老化處理時(shí)，人造板的膠黏層在水分、熱量以及紫外線光照等因素的影響下，失去了原有的穩(wěn)定性發(fā)生老化，人造板的版芯材料會(huì)出現(xiàn)反復(fù)性的收縮和膨脹，這一過程會(huì)導(dǎo)致較大的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，應(yīng)力會(huì)嚴(yán)重破壞人造板的膠結(jié)性，版材的強(qiáng)度會(huì)降低，質(zhì)地也會(huì)變得比較松軟，無法繼續(xù)滿足應(yīng)用需求。目前人造板生產(chǎn)制作過程中應(yīng)用的膠黏劑種類有脲醛膠、三聚氰胺膠、酚醛膠。脲醛膠這種膠黏劑水降解性很強(qiáng)，沒有具備良好的氣候適應(yīng)性。三聚氰胺膠這種膠黏劑水解性并不是很強(qiáng)，膠黏劑處于較為潮濕的環(huán)境中也可以保持良好的性能。酚醛膠這種膠黏劑的水解性很低很低，所以這種膠黏劑應(yīng)用比較廣泛，可以有效提升人造板的耐久性。

幾種室外常用人造板老化?；炷聊０逯谱髦薪?jīng)常選用的人造板種類是竹膠合板，而且板材用量比較大。竹膠合板出現(xiàn)老化情況，除了與板材自身生產(chǎn)質(zhì)量有關(guān)之外，同時(shí)也會(huì)受到板材表面塑化層老化情況的影響，最終對(duì)板材的實(shí)際應(yīng)用年限和應(yīng)用成效造成嚴(yán)重影響。導(dǎo)致竹膠合板板材塑化層出現(xiàn)老化因素較多，其中包括了板材的應(yīng)用時(shí)間以及板材應(yīng)用所處的環(huán)境，不可忽視的是樹脂膠的分子結(jié)構(gòu)影響?？紤]到這一點(diǎn)，在竹膠合板生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)廠家可以對(duì)樹脂膠的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而使得竹膠合板的耐老化性得到較大程度提升。

木塑復(fù)合材料如果在長時(shí)間應(yīng)用中出現(xiàn)了嚴(yán)重的老化情況，主要是因?yàn)椴牧匣w變化所導(dǎo)致的。木塑復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)中若是出現(xiàn)了很多的不同程度的裂縫，或者是材料出現(xiàn)了一定的分層情況，那么板材的應(yīng)用性能會(huì)嚴(yán)重下降。從本質(zhì)層面進(jìn)行分析，木塑復(fù)合材料出現(xiàn)老化是因?yàn)楦呔畚锍霈F(xiàn)了降解、交聯(lián)這兩種不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)所導(dǎo)致的。木塑復(fù)合板材在實(shí)際生產(chǎn)過程中，或者是在版材進(jìn)行運(yùn)輸、儲(chǔ)存和實(shí)際應(yīng)用過程中，不可避免的會(huì)受到熱能、氧化、機(jī)械作用等眾多因素的影響，從而使得板材高分子出現(xiàn)了嚴(yán)重的降解情況。MadisonWL在對(duì)木塑復(fù)合材料容易老化原因進(jìn)行深入分析時(shí)指出，高密度聚乙烯表面受到嚴(yán)重破壞后，會(huì)使得板材中的木纖維暴漏出來，環(huán)境中的水分會(huì)比較容易的進(jìn)入到板材內(nèi)部，加快了板材的老化速度。

加速老化試驗(yàn)方法

加速老化試驗(yàn)方法就是將熱能、濕度和盈利組合，或者是通過變換的方式對(duì)人造板進(jìn)行處理。現(xiàn)階段，可以將加速老化試驗(yàn)方法細(xì)致的劃分成以下兩種類型，第一種類型就是單項(xiàng)老化試驗(yàn)方法，試驗(yàn)人員利用熱水法、冷水法對(duì)板材進(jìn)行處理，其中還會(huì)涉及到高濕度等方法。第二種方法為循環(huán)老化試驗(yàn)方法，即對(duì)人造板進(jìn)行浸泡和蒸煮，然后再將人造板放入溫度較低的環(huán)境中進(jìn)行冷凍處理，在對(duì)板材進(jìn)行干燥處理。然后應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)儀器設(shè)備對(duì)人造板材的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，最終評(píng)判板材的耐久性是否能夠滿足外界環(huán)境應(yīng)用要求。ASTM D1037六周期循環(huán)加速老化方法是最早出現(xiàn)的，也是應(yīng)用比較廣泛的一種方式，主要是針對(duì)應(yīng)用酚醛膠這種膠黏劑生產(chǎn)的人造板耐老化性。這種方法的優(yōu)越特性在于可以對(duì)比較惡劣的環(huán)境進(jìn)行模擬，但是也存在著很大的缺陷問題，就是試驗(yàn)花費(fèi)的時(shí)間較長，整個(gè)周期需要在兩周以上，所以在人造板質(zhì)量檢驗(yàn)中并沒有得到比較廣泛的應(yīng)用。

我國人造板耐老化性能試驗(yàn)研究狀況

南京林業(yè)大學(xué)、中南林業(yè)科技大學(xué)、福建林學(xué)院、中國林業(yè)科學(xué)研究院、東北林業(yè)大學(xué)等單位都做過有關(guān)試驗(yàn)，但系統(tǒng)進(jìn)行研究較少；且大多數(shù)研究都采用ASTMD1037、DIN68763（Vl00）和BS5669等常用加速老化試驗(yàn)方法，來評(píng)定人造板的耐久性，研究的板材多為刨花板。對(duì)脲醛膠刨花板進(jìn)行浸泡、干燥處理，對(duì)平面抗拉強(qiáng)度的影響，要比單一進(jìn)行浸泡處理大得多，加速老化對(duì)刨花板彈性模量的影響比對(duì)靜曲強(qiáng)度的影響大。

通過對(duì)試驗(yàn)的各種條件，比如溫濕度、水溫、壓力、冷熱循環(huán)周期、時(shí)間、化學(xué)腐蝕等因素的控制來加速板材的老化，確定合適的老化試驗(yàn)方法，并將其與國外老化方法對(duì)比，確定出更為簡便有效的試驗(yàn)方法，然后結(jié)合我國的地域差異適當(dāng)調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)，以適應(yīng)我國氣候差異大的特點(diǎn)。

（作者單位：哈爾濱市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院）