膠層剪切強度和浸漬剝離是評判GLT膠合性能的主要指標,研究主要集中在膠黏劑類型、涂膠量、冷壓壓力等工藝參數對膠合性能影響。
1)膠黏劑:結構膠黏劑選擇主要由GLT產品使用環境,包括氣候、溫度和濕度,木材樹種、含水率和抽提物含量,以及環保性能要求等因素來確定。國內外常用的結構膠黏劑包括間苯二酚-酚醛樹脂、單組份聚氨酯、三聚氰胺-脲醛樹脂。有研究采用異氰酸酯、酚醛樹脂、聚醋酸乙烯酯、雙組份聚氨酯4種膠黏劑制備杉木GLT,發現由于膠黏劑在木材表面流動性和滲透性好,膠合強度主要由木材強度決定,而杉木木材密度低、材質疏松,故膠黏劑類型對膠合剪切強度影響不顯著。采用異氰酸酯和聚氨酯膠黏劑制備的歐洲云杉GLT,其浸漬剝離率滿足GB/T 26899—2011《結構用集成材》的要求,但“LX1-1”型異氰酸酯制備的興安落葉松GLT浸漬剝離率不合格。
2)施膠量:不同類型膠黏劑的施膠量不同,一般情況下間苯二酚-酚醛樹脂和三聚氰胺-脲醛樹脂施膠量>250 g/m2,單組份聚氨酯施膠量<200 g/m2。研究發現在相同壓力水平下,隨著間苯二酚-酚醛樹脂施膠量從200 g/m2增到300 g/m2,興安落葉松GLT膠層剪切強度增加1.38 MPa,這是由于施膠量的增加,使膠液充分滲入木材并在壓力的作用下形成均勻的膠層,但隨著涂膠量大于300 g/m2,剪切強度呈下降趨勢,這是因為繼續增大涂膠量只導致多余膠液被擠出,膠層厚度過大,影響剪切強度。
3)壓力:研究發現在相同施膠量水平下,膠合壓力與剪切強度的關系與上述施膠量結果相同,即膠合壓力并不是越大越好,當膠合壓力增到1.5MPa,膠層剪切強度呈下降趨勢,這是由于膠液過多滲入到木材管胞組織導致膠合界面缺膠,強度降低[29]。
目前,我國GLT以單組份聚氨酯為主,少量的間苯二酚/苯酚-間苯二酚用于出口GLT,并沒有根據種樹區分使用膠黏劑,對保障產品質量安全存在隱患,特別當采用花旗松(Pseudotsuga menziesii)、落葉松等油脂含量較高的木材作為層板制備GLT,需要搭配相應的助劑或者選用其他膠黏劑來提高膠合性能。其次,有部分工廠仍舊采用人工涂膠,無法保證膠用量和膠層的均勻,膠層膠合質量參次不齊,需要進一步優化膠合工藝,提升膠合木連續化生產水平,保障GLT產品質量安全。