沈越岗1，张龙飞1，彭立民1，常亮1*，刘起试2
中国林业科学研究院木材工业研究所，广西上思县华思木业有限公司
摘要：以马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）改性热塑性树脂7层桉木胶合板为研究对象，通过常温水（25℃）和沸水（100℃）浸渍—干燥试验，评估其耐潮湿性能。结果表明，常温水浸渍对胶合板抗弯和胶合性能负面影响较小，经常温水浸渍8天后胶合板的静曲强度和胶合强度小幅降低，仍能达到34.4 MPa和1.74 MPa；沸水浸渍则使胶合板性能随浸渍时间延长而下降，但沸水浸渍8 小时—干燥后仍符合国家标准要求。由此可知，MAPE改性热塑性树脂胶合板兼具高力学强度和高耐水性，有望在高湿环境下应用。
关键词：马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)改性热塑性树脂胶合板静曲强度胶合性能耐潮湿性能
1、前言
胶合板是一种结构优异的人造板材，可广泛用作家具和建筑材料，其作为我国人造板第一大板种在缓解木材供需矛盾、满足国民经济和社会生活需要等方面发挥着重要作用。胶合性能和静曲强度是评价胶合板质量的重要指标，其中，胶合性能反映了单板之间胶合的牢固程度，直接影响胶合板结构稳定性；静曲强度体现了胶合板在承受弯曲载荷时的抵抗能力和变形特性，静曲强度值越大，胶合板抗弯曲破坏的能力越强。此外，静曲强度的测试数值除了体现胶合板的力学性能外，还会在一定程度上受到造成胶合板层间开裂的剪应力和胶黏剂渗透传递载荷的影响，间接反映了胶合板的胶合性能。马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）改性热塑性树脂胶合板兼具高力学强度与耐水性，其在实际使用过程中经受潮湿、水浸干燥后对胶合板理化性能产生的影响程度未知。因而有必要评估经浸水—干燥后胶合板的抗弯和胶合性能，以为实际应用场所选用胶合板提供参考。
本文以MAPE改性热塑性树脂7层胶合板为研究对象，采用单因素试验，探究常温水（25 ℃）浸渍—干燥和沸水（100 ℃）浸渍—干燥两种方式对胶合板抗弯和胶合性能的影响，以评估胶合板的耐潮湿性能。
2、结果与讨论
2.1常温水浸渍处理
随着常温水浸渍时间的延长，胶合板试件承受弯曲载荷的能力没有明显地下降，其最大破坏载荷为620～780 N。试件的静曲强度数值呈波动略有下降趋势。未经处理试件的静曲强度为38.4 MPa，经持续8 d的常温水浸渍后干状静曲强度仅下降了10.4%，下降幅度较小。对浸渍时间不同试件的静曲强度测试跨距为定值，因此静曲强度的测试结果在一定程度上反映了试件的胶合性能未有明显下降。试验结果表明，经8 d的常温水浸渍后试件胶层未发生剥离，胶合强度由初始的2.04 MPa小幅度下降至1.74 MPa（降幅14.7%）并具有近似100%的木破率，与上述推论相一致；经过在25 ℃水中浸渍8 d并干燥后试件的静曲强度仍能达到34.4 MPa，远高于GB/T 9846—2015《普通胶合板》要求的28.0 MPa，体现了其优良的抗弯性能和耐潮湿性能。
常温水浸渍—干燥后试件的外观
2.2沸水浸渍处理
在常温水浸渍过程中，MAPE改性热塑性树脂胶合板表现出优异的耐水胶合性能，抗弯性能未产生显著下降。因此，继续进行沸水浸渍的单因素试验，以评估胶合板经高温热水浸渍后的稳定性。将胶合板试件于100 ℃沸水中分别浸渍2 h、4 h、6 h、8 h和10 h。随着沸水浸渍时间的延长，胶合板所能承受的最大载荷逐渐下降，由初始的776 N下降至532 N。与此同时，静曲强度也呈逐渐下降趋势，说明沸水浸渍对MAPE改性热塑性树脂胶合板具有加速老化的效果。当沸水浸渍时间小于8 h时，试件抗弯性能仍能满足GB/T 9846—2015要求，大于28 MPa，胶层未发生剥离，随着沸水浸渍时间的延长，胶合强度呈逐渐下降趋势，在沸水浸渍2 h、4 h和6 h并干燥后由2.04 MPa下降至1.88 MPa、1.71 MPa和1.60 MPa，沸水浸渍处理8 h后仍可达1.43 MPa，体现了其经高温热水浸渍后的稳定性。当100 ℃沸水浸渍时间达10 h时，胶合板的静曲强度下降至26.1 MPa，低于国家标准要求，且个别试件的胶层开裂。综上所述，沸水浸渍过程对MAPE改性热塑性树脂胶合板的静曲强度和胶合性能负面影响较大，但MAPE改性热塑性树脂胶合板仍可承受沸水浸渍8 h—干燥的加速老化过程。
沸水浸渍—干燥后试件的外观
2.3机理分析
在前述测试结果中，常温水浸渍过程对胶合板性能负面影响较小，而经过长时间沸水浸渍使胶合板性能明显下降，其主要源于两方面的影响：一是木材经过高温润胀过程所带来的本体强度的下降，木材细胞壁中起到粘结作用的半纤维素耐热性差，会在持续高温作用下水解，再有，木材在热和水的作用下产生的酸类物质促使纤维素的非结晶区水解，也可能引发木材强度的下降；二是单板润胀/干缩过程中尺寸变化导致的变形，致使胶钉破损或拔出，引发了胶合强度下降乃至胶层剥离。此外，经过常温水浸渍和短时间沸水浸渍后，MAPE改性热塑性树脂胶合板具有良好的抗弯和耐水胶合性能。在宏观尺度上，MAPE改性热塑性树脂在热压过程中熔融并渗透到木材的孔隙中，充分浸润木材，继而冷却固化形成“胶钉”以实现机械粘接；在微观尺度上，木材的纤维素和半纤维素成分中含有大量羟基，MAPE改性热塑性树脂可与木材形成共价键和氢键结合作用。因此，MAPE改性热塑性树脂通过与木材单板间形成机械粘接、共价键和氢键的共用作用使其对木材有着良好的胶合性能。MAPE改性热塑性树脂胶合板在经过常温水浸渍0.5～8 d和沸水浸渍2～8 h后不开裂并能有效抵抗应力加载，表现出良好的耐潮湿性能，有望在沿海及南方高湿环境下使用。
3、结论
通过常温水和沸水浸渍试验，评估了MAPE改性热塑性树脂胶合板的耐潮湿性能，可以得出以下结论：
1）常温水浸渍—干燥对胶合板抗弯和胶合性能负面影响较小，经过常温水浸渍8 d—干燥后板材的静曲强度和胶合强度仅小幅下降了10.4%和14.7%。浸渍8 d后的干状静曲强度仍能达到34.4 MPa，远高于GB/T 9846—2015《普通胶合板》要求的28.0 MPa。
2）随着沸水浸渍时间的延长，胶合板的静曲强度和胶合强度呈明显下降趋势。经过浸渍8 h—干燥后板材的静曲强度为28.8 MPa，仍符合GB/T 9846—2015要求；经过沸水浸渍10 h—干燥后板材的静曲强度下降至26.1 MPa。
3）胶黏剂类型和胶合强度对板材经过水浸后的表现起着重要作用。本研究中的MAPE改性热塑性树脂胶合板经过常温水浸渍8 d和沸水浸渍8 h并干燥后仍保有良好性能，兼具高强度和高耐水性，有望作为高品质饰面板或地板基材在沿海及南方高湿环境下使用。
参考文献：略
Study on Moisture Resistance of MAPE Modified Thermoplastic Resin Plywood
Shen Yuegang1, Zhang Longfei1, Peng Limin1, Chang Liang1*, Liu Qishi2
1. Research Institute of Wood Industry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China; 2. Huasi Wood Co. Ltd., Fangchenggang 535500, Guangxi, China
Abstract: Using maleic anhydride-grafted polyethylene (MAPE) modified thermoplastic resin 7-ply eucalyptus plywood as the research subject, this study evaluated its moisture resistance through immersion-drying tests in room-temperature water (25 °C) and boiling water (100 °C). The results showed that immersion in room-temperature water had a minimal impact on the bending and bonding properties of the plywood. After 8 days of immersion in room-temperature water, the modulus of rupture and bonding strength of the plywood decreased slightly but remained at 34.4 MPa and 1.74 MPa, respectively. In contrast, boiling water immersion led to a decline in performance over time, though the plywood still met national standard requirements after 8 hours of boiling water immersion and subsequent drying. These findings indicated that MAPE-modified thermoplastic resin plywood combines high mechanical strength with excellent water resistance, making it suitable for applications in high-humidity environments.
Key words: maleic anhydride-grafted polyethylene (MAPE) modified thermoplastic resin; plywood; modulus of rupture; bonding performance; moisture resistance
文章源自：《中国人造板》2025年第12期
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