基于纳米压痕技术的木材胶合界面力学行为(4)

通过对比分析与树脂接触管胞壁和未与树脂接触管胞壁的动态力学参数可以看出，胶黏剂对界面区域木材管胞壁的动态力学性能具有一定影响。如当加载频率为10 Hz时，与PF和UF接触后木材管胞壁的分别提高16%和29%，树脂分子渗透使得管胞壁的储能模量增加，与静态弹性模量具有相同的变化趋势。随着加载频率增加，界面区域与树脂接触管胞壁的损耗模量下降，这是由于树脂分子渗透进入会限制管胞壁物质的分子运动。综合分析来看，胶合过程中胶黏剂对木材管胞壁的动态黏性贡献低，甚至降低其动态黏性，与静载过程中黏性变化趋势一致。

图7 木材胶合界面的储能模量和损耗模量Fig.7 Storage modulus and loss modulus of wood-resin interphase

综合静态和动态压痕结果可知，木材管胞壁自身兼具黏弹性特征，当受外力时可以储存和耗散能量，有利于胶合界面中应力的传递和分散。但在胶合过程中，胶黏剂进入管胞壁后，使得管胞壁弹性增强，黏性下降，导致胶合界面耗散能量的能力下降，将对胶合界面应力的传递和分散产生不利影响。

3 结论

1) 胶合界面区域胶黏剂进入管胞壁层，使得木材管胞壁的静态弹性模量、硬度和瞬时弹性模量增加，而黏弹性模量和黏性系数减小，可改善管胞壁的短期抗蠕变能力。

2) 木材管胞壁的储能模量和损耗模量高于树脂； 经树脂渗透后，管胞壁的储能模量增加，而损耗因子呈减小趋势，不利于界面应力的传递和分散。

3) 将纳米动态力学检测技术用于复合材料界面研究，可为界面胶合机制提供新思路，但在获取有效信息、力学现象分析等方面仍存在一定局限性，后续研究中需进一步加强。

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文章来源：《力学季刊》 网址: http://www.lxjkzz.cn/qikandaodu/2021/0412/476.html