循環試驗后吸水厚度膨脹率檢測技術解析

1. 檢測背景與意義

2. 核心檢測項目

(1) 吸水厚度膨脹率（Thickness Swelling, TS）

• 定義：試樣在規定時間內吸水后，厚度方向膨脹量與原始厚度的百分比。
• 計算公式： ??=?1−?0?0×100%TS=t0?t1?−t0??×100% 其中，?0t0?為初始厚度，?1t1?為吸水后厚度。
• 檢測重點：
  • 精確測量吸水前后的厚度變化（精度需達±0.01mm）；
  • 區分短期吸水（如24h）與循環試驗后的長期膨脹差異。

(2) 吸水率（Water Absorption, WA）

• 定義：試樣吸水后的質量增加百分比，反映材料整體吸水量。
• 計算公式： ??=?1−?0?0×100%WA=m0?m1?−m0??×100% 其中，?0m0?為初始質量，?1m1?為吸水后質量。
• 關聯分析：吸水率高可能預示厚度膨脹率大，但需結合材料密度、孔隙結構綜合判斷。

(3) 循環試驗參數

• 循環條件：
  • 溫度：典型設置為20~70℃區間循環；
  • 濕度：濕度梯度變化（如30% RH → 90% RH）；
  • 循環次數：根據標準或實際需求設定（如5次、10次、20次）。
• 關鍵指標：
  • 每次循環后厚度膨脹率的累積變化；
  • 材料是否存在不可逆形變。

(4) 微觀結構分析（輔助項目）

• 檢測手段：
  • 掃描電鏡（SEM）觀察纖維/顆粒界面結合狀態；
  • X射線斷層掃描（CT）分析孔隙分布變化。
• 意義：揭示吸水膨脹的微觀機制，如膠層失效、纖維潤脹等。

3. 檢測流程

1. • 按標準（如GB/T 17657-2013）切割試樣（通常為50mm×50mm）；
   • 預處理：恒溫恒濕（如20℃/65% RH）平衡至質量穩定。
2. • 浸水階段：試樣完全浸沒于（20±1）℃水中；
   • 干燥階段：強制通風干燥至質量恒定；
   • 循環次數按標準執行，記錄每次循環數據。
3. • 使用數顯千分尺測量厚度（取多個點平均值）；
   • 電子天平（精度0.01g）稱量質量。
4. • 計算單次及累積膨脹率；
   • 繪制膨脹率-循環次數曲線，分析趨勢。

4. 影響因素與質量控制

• 材料密度：低密度板材孔隙多，吸水膨脹更顯著；
• 膠粘劑類型：耐水性差的膠黏劑易導致界面剝離；
• 添加劑：石蠟、防水劑可有效降低膨脹率；
• 工藝參數：熱壓溫度、壓力影響材料密實度。

5. 應用案例

• 案例1：某密度板經10次循環后，厚度膨脹率從8%增至15%，表明膠合性能劣化；
• 案例2：添加3%防水劑的刨花板，循環后膨脹率僅為未添加組的60%，驗證改性效果。

6.

參考文獻

1. GB/T 17657-2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法》；
2. ASTM D1037-12《Standard Test Methods for Evaluating Properties of Wood-Based Fiber and Particle Panel Materials》.