高压电场诱导下木竹材及胶黏剂活化与胶合增强机理研究

发布时间：2022-02-21 18:39

　　木竹材作为天然高聚物材料,广泛应用于制备新型复合材料。提高木竹质复合材料的力学强度是推动产品升级和产业发展的重要途径。本论文系统研究了木竹胶合界面在高压电场诱导下的响应规律,系统揭示了高压电场对复合材料界面的作用机制,对木竹质复合材料的提质增效具有重要的理论价值和现实意义。本论文利用电子自旋共振波谱仪、动态接触角测量仪、X射线光电子能谱仪、旋转流变仪、荧光显微镜和纳米压痕仪等先进设备和手段,在一系列高压电场条件下,研究了高压电场诱导对木竹材活化性能的影响机理;探明了高压电场诱导对胶黏剂化学组分及流变特性的作用规律;揭示了高压电场诱导下胶黏剂在胶合界面的聚集效应,并建立了微力学预测模型。本论文主要结论如下:1.经过高压电场处理后,木竹材表面活性显著提高。并且,随着处理电压/时间的增加,表面自由基、O/C比和含氧基团数量均显著增加,接触角显著降低。在60kV条件下,表面活性增强最为显著:自由基提高26%,初始接触角降低22%,平衡接触角降低23%,自由能分量增加43%～75%,O/C比率增加34%,含氧官能团分别提高39%（C-OH）、149%（C?O或C=O）和97%（O-C=O）。高压... 

【文章来源】：南京林业大学江苏省

【文章页数】：169 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 生物质复合材料胶合界面研究
        1.2.1 生物质复合材料概述
        1.2.2 复合材料胶合理论
        1.2.3 生物质复合材料界面结构特性
        1.2.4 生物质复合材料界面力学特性
        1.2.5 木质复合材料胶合界面改性研究
        1.2.6 竹质复合材料胶合界面改性研究
    1.3 高压电场诱导对生物质及其复合材料的影响研究
        1.3.1 高压电场诱导对材料物化性能的影响
        1.3.2 电流体动力学
        1.3.3 高压电场诱导对生物质材料的影响因素
        1.3.4 高压电场对生物质材料胶合界面特性影响
        1.3.5 高压电场诱导效应的其他应用
    1.4 研究内容与目标
    1.5 技术路线
    1.6 研究意义与创新点
第二章 高压电场诱导对木竹材活化性能的影响机理
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 高压电场处理方法
        2.2.3 电子自旋共振波谱法
        2.2.4 静、动态接触角测试法
        2.2.5 X射线光电子能谱测试法
        2.2.6 傅里叶红外光谱测试方法
        2.2.7 化学成分分析法
        2.2.8 结晶度测试方法
    2.3 结果与分析
        2.3.1 高压电场诱导条件(电压/时间)对木材表面特性影响
        2.3.2 高压电场诱导对木材不同切面的表面特性影响
        2.3.3 高压电场诱导对不同树种的表面特性影响
        2.3.4 高压电场诱导对木材与银粒子的反应特性影响
        2.3.5 高压电场诱导对竹材的表面特性影响
    2.4 小结
第三章 高压电场诱导对胶黏剂化学组分及流变性行为的影响
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 高压电场处理方法
        3.2.3 傅里叶红外光谱分析方法
        3.2.4 流变性能分析方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 高压电场诱导条件(电压/时间)对胶黏剂中化学组分的影响
        3.3.2 高压电场诱导条件下胶黏剂流变性行为与温度的变化关系
        3.3.3 高压电场诱导条件下胶黏剂流变性行为与频率的变化关系
    3.4 小结
第四章 高压电场诱导对木竹复合材料界面特性的影响机理
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 复合材料制备及高压电场处理方法
        4.2.3 荧光显微镜分析法
        4.2.4 X射线断面密度扫描分析法
        4.2.5 力学性能测试方法
        4.2.6 浸渍剥离测试方法
    4.3 结果与分析
        4.3.1 高压电场诱导条件(电压/时间)对木材胶合板界面特性影响
        4.3.2 高压电场诱导对木材不同切面组合复合材料的界面特性影响
        4.3.3 高压电场诱导对不同树种组合复合材料的界面特性影响
        4.3.4 高压电场诱导对竹质复合材料界面特性影响
    4.4 小结
第五章 高压电场诱导下胶合界面层间刚度与应力分布模型
    5.1 引言
    5.2 设计理论
        5.2.1 木材基本力学特性
        5.2.2 单层板弹性常数设计理论
        5.2.3 层合板刚度设计理论
        5.2.4 层合板强度设计理论
    5.3 高压电场诱导胶合界面刚度强度分布力学模型
        5.3.1 基本假设
        5.3.2 RVE中弹性常数与强度指标的预测
        5.3.3 RVE中力学性能参数的预测
    5.4 材料与方法
        5.4.1 试验材料
        5.4.2 高压电场处理方法
        5.4.3 荧光显微镜分析法
        5.4.4 X射线断面密度扫描分析法
        5.4.5 纳米压痕测试方法
        5.4.6 力学性能测试方法
    5.5 结果与分析
        5.5.1 高压电场诱导下单板层积材界面特性
        5.5.2 RVE单元的力学性能预测与验证
        5.5.3 层合板力学性能预测与验证
    5.6 小结
第六章 总结论与研究展望
    6.1 总结论
    6.2 研究展望
攻读学位期间发表的学术论文
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3637836