２塑化層老化的因素
２ .１樹脂分子結(jié)構(gòu)對塑化層脆性影響
塑化層的脆性 ,從本質(zhì)來說是由膠粘劑的性質(zhì)決定的 ,生產(chǎn)膠膜紙的膠粘劑為酚醛樹脂或三聚氰胺樹脂 ,這２種樹脂分別是以苯酚和三聚氨胺在一定的條件下 ,與甲醛縮聚而成。
苯酚與甲醛在堿性催化下 ,進(jìn)行加成反應(yīng) ,形成苯酚的羥甲基衍生物 ,而后 ,再經(jīng)縮聚反應(yīng) ,形成初期的線型結(jié)構(gòu)酚醛樹脂 ,這種線型結(jié)構(gòu)的樹脂具有一定的柔軟性 ,樹脂的每個分子的聚合度為２～１０ ,分子量為２００～１３００。隨著反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 ,最后形成不溶不熔狀態(tài)的末期樹脂。三聚氰胺樹脂則是由三聚氰胺首先與甲醛在中性或弱堿性條件下進(jìn)行加成反應(yīng) ,生成二羥甲基和三羥甲基三聚氰胺 ,隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行 ,最后生成不溶不熔的末期樹脂。從這２類樹脂看 ,它們都是具有體型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀大分子 ,這種體形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀大分子由于交聯(lián)程度很高 ,致使分子的柔性變得很小 ,脆性變得很大 ,同時 ,在三聚氰胺樹脂分子中存在大量的氫鍵 ,所以樹脂固化不具有彈性 ,在外力的作用下 ,樹脂的結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)破壞 ,加之由于在固化的樹脂中仍存有游離的羥甲基 ,隨著時間的延長 ,游離的羥甲基會逐漸減少 ,造成樹脂結(jié)構(gòu)上的微隙 ,這也會使樹脂的脆性增加。
２．２影響塑化層表面裂紋的因素
從酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂的分子結(jié)構(gòu)上可以看到它們都具有游離的羥甲基 ,這些羥甲基有些會隨著時間的延長而逐漸減少 ,在樹脂結(jié)構(gòu)上形成微隙 ,這是塑化層出現(xiàn)裂紋的原因之一。另外 ,由于羥甲基對水有很強(qiáng)的親合力 ,它可以吸附水分 ,在竹膠合板的使用過程中 ,表面塑化層樹脂會隨空氣濕度和使用環(huán)境的變化而反復(fù)膨脹收縮 ,使樹脂內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)這種內(nèi)應(yīng)力超過樹脂內(nèi)部的結(jié)合力時 ,就會導(dǎo)致表面的開裂。與此同時 ,樹脂分子結(jié)構(gòu)中的羥甲基相互之間也會出現(xiàn)緩慢的縮聚 ,引起收縮 ,致使分子內(nèi)部的某些結(jié)合被破壞 ,形成塑化層表面的龜裂。
２．３影響表面塑化層剝離及變形的因素
在基材與塑化層的膠接界面 ,由于竹材和固化了的粘接劑都具有極性很強(qiáng)的羥基等活性基團(tuán) ,而膠粘劑與竹材之間具有一些弱的結(jié)合 ,強(qiáng)極性的水分子就有可能取代這些弱的結(jié)合 ,并封閉竹材和膠粘劑的活性基團(tuán) ,使竹材與膠粘劑之間發(fā)生解吸附 ,使表面塑化層與基材脫離。同時 ,水分還有可能進(jìn)入到膠粘劑分子內(nèi)部 ,其中主要是進(jìn)入到膠粘劑分子中的低交聯(lián)密度區(qū) ,這部分水分的作用有２方面 :一是對該區(qū)域的分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生可逆的增塑作用 ;二是對該區(qū)域的分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用。增塑作用可使膠粘劑體系的分子運動性增加 ,內(nèi)應(yīng)力減少且趨于平衡 ;破壞作用則使體系的化學(xué)結(jié)構(gòu)破壞 ,膠層產(chǎn)生微裂縫等缺陷。
竹簾膠合板在熱壓過程中 ,由于高溫高壓的作用 ,竹材受熱軟化被壓縮 ,膠粘劑固化。膠粘劑固化時 ,因體積收縮而產(chǎn)生收縮應(yīng)力。竹膠合板在冷卻過程中 ,由于竹材與表面塑化層之間的熱膨脹系數(shù)的差異 ,而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 ,這些內(nèi)應(yīng)力削弱了膠層與竹材的結(jié)合。在竹膠合板的使用過程中 ,同樣由于竹材與膠粘劑之間濕脹干縮系數(shù)不同 ,在吸水吸濕和解吸過程中 ,而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 ,這種內(nèi)應(yīng)力的反復(fù)作用 ,加劇了解吸附作用 ,促使膠粘劑與基材之間的破壞 ,使表面塑化層與基材剝離。塑化層表面的變形 ,一方面是由于塑化層的某些部位與基材出
現(xiàn)剝離 ;另一方面是由于基材的變形 ,其中基材變形是主要原因。竹簾膠合板的基本組成單元是篾片 ,而目前的蔑片加工大多以手工為主 ,因此 ,篾片的厚簿很不均勻 ,在熱壓過程中 ,篾片的受壓狀態(tài)也相差極大 ,導(dǎo)致卸壓后蔑片之間回彈的很大差異 ,宏觀上使板面的平整降低。同時 ,在竹膠合板使用過程中 ,由于篾片與篾片之間以及蔑片與膠粘劑之間的干縮濕脹狀況的不同 ,會產(chǎn)生較大的板內(nèi)應(yīng)力 ,使板面變形 ,平整度降低。
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