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本研究利用桉木(单板)与石油基塑料研发了几种新型复合材料,旨在为人工林桉木资源的高值化利用开辟新的思路,并提供新的依据。一方面,以塑料薄膜为胶黏剂,研发并评价了桉木单板/塑料薄膜胶合板类复合材料;另一方面,以桉木浆萃取的纤维素与木质素为增强剂或填料,改性了用于制造人工关节软骨的羟基磷灰石/聚乙烯醇生物复合材料并加以表征。主要成果如下: (1)制备了桉木单板/聚乙烯薄膜复合材料。结合神经网络和遗传算法发现,最适工艺为热压温度160℃、热压时间50s/mm、热压压力1.3MPa、施胶量6层薄膜,最适力学性质包括Ⅱ类胶合强度1.30MPa、静曲强度86.94MPa、弹性模量8.33GPa,与现有报道中一些杨木胶合板相当,符合我国Ⅱ类胶合板标准。 (2)对单板进行热处理或碱处理后制备了桉木单板/聚乙烯薄膜复合材料。结果表明:热处理后,最高的Ⅱ类胶合强度高于对照组81.08%。热处理的总体最佳条件为140℃和1h。碱处理后,最高静曲强度与弹性模量分别高于对照组267.51%和173.74%。碱处理的总体最佳条件为3%和36h。 (3)制备了桉木单板/聚丙烯薄膜复合材料。结果表明,最适制备工艺为热压温度180℃、热压压力0.9MPa、热压时间70s/mm、施胶量150g/m2。将该复合材料与聚乙烯薄膜、脲醛树脂、酚醛树脂粘接的胶合板进行了比较,发现聚丙烯组物理力学性能优于聚乙烯与脲醛组,而与酚醛组相当。采用马来酸酐接枝聚丙烯或硅烷处理单板表面后,聚丙烯组物理力学性能超过酚醛组;马来酸酐组剪切性能、尺寸稳定性更好,硅烷组弯曲性能更好。 (4)对单板进行硅烷改性后,制备了桉木单板/聚氯乙烯薄膜复合材料。响应面优化结果表明,最佳热压工艺为温度183℃、时间74s/mm、施胶量312.5g/m2。添加3%的硅烷令吸水率下降约40%、Ⅱ类胶合强度上升约30%。未改性和改性复合材料物理力学性质均符合GB/T9846(2015)对Ⅱ类胶合板的要求。 (5)制备了桉木浆纳米微晶纤维素增强的羟基磷灰石/聚乙烯醇复合水凝胶。结果表明,复合水凝胶的界面通过氢键作用形成;纤维素作为增强相,穿插在羟基磷灰石/聚乙烯醇复合凝胶网络中;随纤维素剂量增加,复合材料拉伸强度和拉伸模量均提高;改性后复合水凝胶的热稳定性略有提高。 (6)制备了桉木浆乙醇有机溶剂型木质素填充的羟基磷灰石/聚乙烯醇复合水凝胶。结果显示,羟基磷灰石的磷酸根、木质素的羟基、聚乙烯醇的羟基之间存在氢键,由此构成了有机-无机杂化界面;随木质素含量上升,水凝胶外观由白变棕、微观质地更加均匀、柔性增强。