本發(fā)明涉及一種高含水率竹材的膠合成型方法，屬于竹材加工。
背景技術(shù)：
1、刨切薄竹作為一種重要的竹材深加工產(chǎn)品，因其獨特的物理和化學性能，受到了越來越多的關(guān)注，并廣泛應用于家具制造、室內(nèi)裝飾和建筑等領(lǐng)域。在竹集成材刨切過程中，竹材的含水率調(diào)控是關(guān)鍵工序。傳統(tǒng)的加工方法需要將竹材的含水率降低到一定水平后，再采用脲醛樹脂膠黏劑進行膠合。雖然脲醛樹脂膠黏劑具有良好的粘接性能和較快的固化速度，適合工業(yè)化生產(chǎn)，然而，其在固化后耐水性和耐熱性較差，且在高溫高濕條件下容易開裂，導致膠合界面的結(jié)合不夠牢固，另外，刨切薄竹的刨切工序中還需調(diào)高竹材含水率以便進行刨切處理。目前加工方法中對于竹材含水率的調(diào)節(jié)不僅耗時耗能，還可能導致竹材的浪費，同時伴隨較高的人工成本。
2、為解決上述問題，公開號為cn118081933a的中國發(fā)明專利公開了一種針對高含水率竹條的處理方法，該方法將高含水率竹條進行精刨處理后進行徑向刨切，通過常壓浸漬對刨切后得到的刨切微薄竹皮進行增韌處理，再進行干燥處理，使最終得到的竹皮含水率為12％。盡管這種方法在一定程度上簡化了對竹材含水率調(diào)控的步驟且改善了竹條的加工性能，但并未有效解決膠合過程中高含水率竹材膠合的需求。
3、聚乙烯醇(pva)中豐富的-oh基團使其具備良好的親水性，這一特性使其在高含水率竹膠合應用中表現(xiàn)出獨特的適配性。在竹材自身含水率較高的應用場景下，普通膠粘劑難以在濕潤的竹材表面有效鋪展和滲透，而pva憑借其眾多的-oh基團，能夠與竹材表面的羥基形成氫鍵，從而增強膠粘劑與竹材之間的結(jié)合力，實現(xiàn)較好的膠合效果。
4、基于上述研究背景，申請人選用聚乙烯醇(pva)作為膠黏劑進行竹材膠合實驗。實驗結(jié)果顯示，采用pva膠黏劑的竹材膠合強度能夠達到0.7mpa，滿足膠合的基本要求。但實際應用中，pva膠黏劑仍存在不足之處，在竹膠合過程中，由于pva分子鏈之間存在較強的分子間作用力，部分-oh基團被包裹在分子鏈內(nèi)部，無法充分與竹材表面的羥基發(fā)生反應，導致只有表層的-oh基團參與膠合反應。這種表層反應的局限性使得膠合界面的結(jié)合不夠牢固和均勻，最終導致膠合材料的強度和耐水性不理想。主要體現(xiàn)在其膠合強度較低、耐水性相對較差、固化時間較長，這些問題在一定程度上限制了其在高含水率竹材膠合中的廣泛應用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高含水率竹材的膠合成型方法，顯著提升竹材與膠黏劑之間的界面膠合性能，增強膠黏劑的粘接強度，并顯著提高竹材在潮濕環(huán)境下的膠合強度和耐水性，同時縮短了固化時間，為高含水率竹材的膠合提供了一種高效、環(huán)保且成本低廉的解決方案。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、一種高含水率竹材的膠合成型方法，包括如下步驟：
4、(1)將聚乙烯醇溶于去離子水中，然后加入分散劑，攪拌溶解后，再加入增塑劑，攪拌溶解后，得到改性pva膠黏劑；
5、(2)取兩塊待膠合的、含水率為40-70％的竹材，將改性pva膠黏劑涂覆在其中一塊竹材的膠合面上，將另一塊竹材置于硼酸和檸檬酸鈉的混合溶液中浸漬，結(jié)束后取出晾干，將兩塊竹材拼接后置于壓力機中壓制成型。
6、進一步，步驟(1)中，所述聚乙烯醇的聚合度為1700-2400，醇解度為87％-99％。這種聚乙烯醇具有良好的水溶性和成膜性，能夠為膠黏劑提供優(yōu)異的基體性能，確保其在多種基材上具有良好的附著力和成膜效果。
7、進一步，步驟(1)中，所述改性pva膠黏劑中，聚乙烯醇的質(zhì)量濃度為8-12％，分散劑的質(zhì)量濃度為0.5-3％，增塑劑的質(zhì)量濃度為10-15％。
8、進一步，步驟(1)中，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮。分散劑聚乙烯吡咯烷酮(pvp)是一種合成的高分子表面活性劑，具有良好的表面活性和分散性能，能夠有效降低體系的表面張力，促進各組分之間的均勻分散，從而提高膠黏劑的穩(wěn)定性和粘接性能。
9、進一步，步驟(1)中，所述增塑劑為甘油或乙二醇中的任意一種。更優(yōu)選為甘油，甘油是一種天然來源的多元醇，具有良好的相容性和增塑效率，能夠顯著改善膠黏劑的柔韌性，使其在不同基材上的適應性更強。甘油的加入可以降低pva的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，提高其在低溫環(huán)境下的柔韌性和延展性，同時保持良好的粘接性能。
10、進一步，步驟(2)中，所述硼酸和檸檬酸鈉的混合溶液中，硼酸的濃度為0.25-0.5mol/l，檸檬酸鈉的濃度為0.25-0.5mol/l。
11、所述檸檬酸鈉的加入改變了pva分子鏈的排列，破壞pva自身氫鍵網(wǎng)絡(luò)，降低分子鏈間相互作用力。原本可能被包裹或相互作用較強的羥基因為分子鏈的重新排列、形成疏松聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。所述硼酸能夠與pva分子鏈上的羥基發(fā)生交聯(lián)反應，形成穩(wěn)定的硼氧鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而顯著增強pva的機械強度和耐水性。
12、進一步，步驟(2)中，所述涂覆量為200-400g/m2。
13、進一步，步驟(2)中，所述壓制成型的壓力為0.5-1.5mpa，時間為40-60min。
14、本發(fā)明的有益效果：
15、1)本發(fā)明提供了一種高含水率竹材的膠合成型方法，將竹材經(jīng)過硼酸和檸檬酸鈉的混合溶液預處理后與另一面涂覆改性pva膠黏劑的竹材面進行膠合，膠合面上發(fā)生原位反應，在此過程中，檸檬酸鈉能夠破壞pva自身氫鍵網(wǎng)絡(luò)，降低分子鏈間的相互作用力，從而使表面的羥基因分子鏈的重新排列而形成疏松聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。同時，硼酸與pva分子鏈上的羥基發(fā)生交聯(lián)反應，生成穩(wěn)定的硼氧鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這一雙重作用機制顯著提升竹材與膠黏劑之間的界面膠合性能，增強膠黏劑的粘接強度，并顯著提高竹材在潮濕環(huán)境下的膠合強度和耐水性，同時縮短了固化時間，為高含水率竹材的膠合提供了一種高效、環(huán)保且成本低廉的解決方案。
16、2)本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)材料的有效膠合，從而避免傳統(tǒng)加工過程中對竹材含水率的嚴格調(diào)控，優(yōu)化了工藝以提高刨切薄竹的生產(chǎn)效率、降低能耗和成本。
1.一種高含水率竹材的膠合成型方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述高含水率竹材的膠合成型方法，其特征在于，步驟(1)中，所述聚乙烯醇的聚合度為1700-2400，醇解度為87％-99％。
3.如權(quán)利要求1所述高含水率竹材的膠合成型方法，其特征在于，步驟(1)中，所述改性pva膠黏劑中，聚乙烯醇的質(zhì)量濃度為8-12％，分散劑的質(zhì)量濃度為0.5-3％，增塑劑的質(zhì)量濃度為10-15％。
4.如權(quán)利要求1所述高含水率竹材的膠合成型方法，其特征在于，步驟(1)中，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮。
5.如權(quán)利要求1所述高含水率竹材的膠合成型方法，其特征在于，步驟(1)中，所述增塑劑為甘油或乙二醇中的任意一種。
6.如權(quán)利要求1所述高含水率竹材的膠合成型方法，其特征在于，步驟(2)中，所述硼酸和檸檬酸鈉的混合溶液中，硼酸的濃度為0.25-0.5mol/l，檸檬酸鈉的濃度為0.25-0.5mol/l。
7.如權(quán)利要求1所述高含水率竹材的膠合成型方法，其特征在于，步驟(2)中，所述涂覆量為200-400g/m2。
8.如權(quán)利要求1所述高含水率竹材的膠合成型方法，其特征在于，步驟(2)中，所述壓制成型的壓力為0.5-1.5mpa，時間為40-60min。