木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及木材的性質(zhì)檢測領(lǐng)域，具體涉及一種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲 透深度的光譜檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 木質(zhì)材料膠合界面形成的過程是膠黏劑在木質(zhì)材料表面鋪展，滲透，固化的過程。 木質(zhì)材料作為多孔性材料，膠黏劑滲透是其特有的一個過程，也是影響木質(zhì)材料膠合性能 的一個重要因素。研究膠黏劑滲透性能的方法有很多，通過各種顯微鏡就可以比較直觀的 觀察到，包括光學(xué)顯微鏡、熒光顯微鏡、掃描電鏡、反射光顯微鏡、透射電鏡等，其中利用熒 光顯微鏡和熒光顯色技術(shù)能將膠黏劑和基材區(qū)分開來，從而實現(xiàn)膠黏劑滲透深度的檢測。 但這種檢測方法需要依據(jù)不同樣品調(diào)整染色劑濃度和染色時間，給林業(yè)研究人員帶來極大 的不便。
[0003] 紅外光譜為分子的振動光譜，每一條譜帶的頻率、強度與帶形都與分子本身的化 學(xué)結(jié)構(gòu)、空間幾何結(jié)構(gòu)、分子內(nèi)的力場結(jié)構(gòu)、電子云分布狀況以及原子核的性質(zhì)等密切相 關(guān)。紅外光譜可有效反應(yīng)物質(zhì)內(nèi)部的有機成分，特別是各類有機化合物官能團的特征。隨著 紅外光譜的不斷完善和人們對痕量固體樣品檢測的更高要求，將顯微鏡與紅外光譜儀連 用，能夠?qū)ふ业揭獪y試的樣品微區(qū)，顯微紅外技術(shù)得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用。因此，顯微紅 外技術(shù)作為一種可靠的分析技術(shù)，在木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度檢測方面具有較大 的潛力。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度 的光譜檢測裝置，能有效提高效率，不需污染性化學(xué)試劑，實現(xiàn)可視化操控，降低相關(guān)費用 成本。
[0005] 本實用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] -種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置，包括一個氮氣鋼瓶，氮 氣鋼瓶通過帶減壓閥的封閉管路接出，并通過可調(diào)控的數(shù)字流量計連入樣品池，而在所述 樣品池的另外一側(cè)則通過一個密封管路連接到濕度計，樣品池用以連接顯微紅外光譜儀的 測試平臺，在樣品池兩端由帶有硒化鋅晶體的蓋子密封供顯微紅外光譜儀掃描。
[0007] 其中，所述樣品池為一柱狀罐體結(jié)構(gòu)，其罐體大小與紅外光譜儀檢測平臺的檢測 部位相匹配。
[0008]其中，在其罐體結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有木材樣品夾，通過樣品夾夾持固定木材樣品。
[0009] 其中，所述樣品池中測試的木材樣品為厚度低于15微米的薄片試樣。
[0010] 有益效果:本實用新型的木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置，是 利用木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑紅外光譜特征譜峰的面積成像，來計算膠黏劑微觀滲透深 度，不需要染色劑染色，能有效提高檢測效率，并降低相關(guān)費用成本。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型實施例光譜檢測裝置的組成示意圖；
[0012] 圖2為本實用新型實施例膠黏劑滲透深度示意圖。
[0013] 圖中：1、氮氣鋼瓶;2、減壓閥；3、數(shù)字流量計;4、上部端蓋;5、下部端蓋;6、樣品池； 7、數(shù)字濕度計;8、樣品夾；11、木質(zhì)材料膠合界面顯微紅外成像區(qū)域;22、膠合界面;H、膠合 界面到膠黏劑在木質(zhì)材料中滲透位置的最大垂直距離。
【具體實施方式】
[0014] 為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0015] 圖1所示為本實用新型一種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置的 實施例，在本實施例中，包括氮氣鋼瓶1、減壓閥2、數(shù)字流量計3、上部端蓋4、下部端蓋5、樣 品池6、數(shù)字濕度計7、樣品夾8,樣品池6連接顯微紅外光譜儀的測試平臺（未畫出）。氮氣鋼 瓶1通過帶減壓閥2的封閉管路接出，并通過可調(diào)控的數(shù)字流量計3連入樣品池6,而在樣品 池6的另外一側(cè)則通過一個密封管路連接到數(shù)字濕度計7。
[0016] 在本實施例中，樣品池6為柱狀罐體結(jié)構(gòu)，其罐體大小與顯微紅外光譜儀檢測平臺 的檢測部位相匹配，其兩端由帶有硒化鋅晶體的上部端蓋4以及下部端蓋5密封，且在樣品 池6內(nèi)置木材樣品夾8。樣品池6中測試的木材樣品為厚度低于15微米的薄片試樣。
[0017] 利用本實施例的木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置的檢測一組 數(shù)據(jù)，其結(jié)果如下。
[0018]實驗所用樺木單板采自江蘇鄭州，膠合前恒濕7 %，將單板裁成150mm X 150mm X 5mm的規(guī)格，以單面涂膠量160g/m2對單板涂實驗室自制的-NC0含量為15 %的聚氨酯膠粘 劑。將涂好膠的單板雙片平行組坯、陳放、熱壓（120°C、lMPa、3.5min)，自然冷卻后，放入20 °C，60%的調(diào)質(zhì)箱中平衡，待用。
[0019] 檢測步驟如下。
[0020] 將木質(zhì)材料膠合試件加工成大小為15mmX 15皿1，放入蒸餾水中浸泡約2周時間直 至軟化，在滑走式切片機上截取橫切面，厚度低于15微米。
[0021] 將待測橫切面利用樣品夾片固定于硒化鋅晶體蓋子的中央，樣品池的另外一側(cè)由 帶硒化鋅晶體的蓋子封閉，并將樣品池接入顯微紅外光譜儀的測試平臺；
[0022]開啟氮氣鋼瓶的減壓閥，并調(diào)節(jié)數(shù)字流量計，控制氮氣流速為δμL/s - 20yl/s，持 續(xù)時間3h以上，并保證濕度計的讀數(shù)在3 %以下。
[0023] 利用顯微紅外光譜儀進行面掃，設(shè)定光闌為3μπιΧ3μπι，掃描區(qū)域為ΙΟΟΟμL?ΧΙΟΟΟμ m?
[0024] 步長為1.5μπι，紅外光譜的范圍為400cm-1 - 4000cm-S光譜分辨率為2cm-S累積次 數(shù)
[0025] 為 128 次。
[0026]在面掃描結(jié)束之后，選擇膠黏劑的紅外光譜特征峰1640-1660CHT1范圍內(nèi)的面積成 像，獲得顯微紅外圖，如圖2所示，圖中，11為木質(zhì)材料膠合界面顯微紅外成像區(qū)域，22為膠 合界面。
[0027] 在顯微紅外圖中，可以看到明顯的明暗對比，測量出的亮色部分即膠黏劑在基材 中的滲透深度。利用公式廠= f(y,.)/1()計算平均滲透深度，其中P為膠黏劑的平均滲透深 度，單位為Mi;yi為膠合界面到膠黏劑在木質(zhì)材料中滲透位置的最大垂直距離（即圖2中的 H)，在本公式中選擇了10個最大距離，單位為μL?。
[0028] 利用上述方法，測得平均滲透深度365微米，而利用熒光顯微鏡法測得的為370微 米，計算相對誤差為1.37%。結(jié)果說明應(yīng)用本實用新型的方法能夠準確地檢測木質(zhì)材料膠 合界面膠黏劑滲透深度。
[0029] 本實用新型所提出的木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置，利用木 質(zhì)材料膠合界面膠黏劑紅外光譜特征譜峰的面積來成像，計算膠黏劑微觀滲透深度，用以 針對原有膠黏劑滲透深度的檢測方法復(fù)雜，且需要染色劑染色的缺點，采用顯微紅外光譜 技術(shù)，能有效提高效率，不需污染性化學(xué)試劑，實現(xiàn)可視化操控，降低相關(guān)費用成本。
[0030] 以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型 要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置，其特征在于，包括一個氮 氣鋼瓶，氮氣鋼瓶通過帶減壓閥的封閉管路接出，并通過可調(diào)控的數(shù)字流量計連入樣品池， 而在所述樣品池的另外一側(cè)則通過一個密封管路連接到濕度計，樣品池用以連接顯微紅外 光譜儀的測試平臺，在樣品池兩端由帶有硒化鋅晶體的蓋子密封供顯微紅外光譜儀掃描。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置，其 特征在于，所述樣品池為一柱狀罐體結(jié)構(gòu)，其罐體大小與紅外光譜儀檢測平臺的檢測部位 相匹配。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置，其 特征在于，在其罐體結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有木材樣品夾，用以夾持固定木材樣品。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置，其 特征在于，所述樣品池中測試的木材樣品為厚度低于15微米的薄片試樣。
【專利摘要】本實用新型涉及一種木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑滲透深度的光譜檢測裝置，該檢測裝置包括一個氮氣鋼瓶，氮氣鋼瓶通過帶減壓閥的封閉管路接出，并通過可調(diào)控的數(shù)字流量計連入樣品池，而在所述樣品池的另外一側(cè)則通過一個密封管路連接到濕度計；本實用新型利用木質(zhì)材料膠合界面膠黏劑紅外光譜特征譜峰的面積來成像，計算膠黏劑微觀滲透深度，不需染色劑染色，實現(xiàn)可視化操控，能有效提高效率，降低相關(guān)費用。
【IPC分類】G01N21/3563
【公開號】CN205175907
【申請?zhí)枴緾N201520900077
【發(fā)明人】郭鑫, 吳義強, 胡云楚, 卿彥
【申請人】中南林業(yè)科技大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月12日