纤维增强定向成型（重组木）技术是国内外人造板研究发展的最新技术，碳纤维作为其中的强化材料，承担着定向材中很大一部分负载，在该强化结构中碳纤维与木材间粘接层起由基体相向强化相传递力的作用，粘接层剪切强度的大小直接影响到纤维增强定向成型材强化结构能否实现。

　　碳纤维以往经常与环氧树脂合用制成超高强度复合材料，用于强化定向材很少。其粘接最常使用的胶种是环氧树脂胶，而定向材作为人造板的一种，制作过程经常使用的胶种是酚醛树脂和脲醛树脂。以木材为基体相和以碳纤维为强化相制作纤维增强定向成型材如实现大规模生产可用的胶种也只能是这三种。

　　环氧树脂的价格较高，不能大量用于定向材制作；而酚醛树脂和脲醛树脂与碳纤维粘接强度方面的数据很少，就分子结构分析，脲醛树脂与碳纤维的粘接强度应较低，酚醛树脂与碳纤维粘接强度应比脲醛树脂高但应比环氧树脂低。

　　为了增加碳纤维与木材基体的结合强度又不使生产成本大幅增加，考虑采用一种折中的方法，在碳纤维表面先涂一层薄薄的环氧树脂，再将其与木材用脲醛树脂或酚醛树脂粘接。为了检验粘接效果，分别做了碳纤维与酚醛树脂、碳纤维与脲醛树脂、碳纤维与环氧树脂+酚醛树脂、碳纤维与环氧树脂+脲醛树脂的粘接强度对比实验。

　　碳纤维粘接剪切强度的标准测定方法是“单丝拔出法”。这种方法是将直径只有几微米的单根纤维丝从胶接宽度只有零点几毫米的界面中拔出，要求的实验设备及试样的制作过程十分苛刻，目前国内只有两台此类设备。且该方法测定的单根纤维拔出受力状态与成匝纤维胶接在定向材中作强化相使用时纤维的受力状态有较大差别，本次实验模拟成匝碳纤维在定向材中作强化相使用时的受力状态，分别测定了碳纤维与以上不同胶种组合粘接的剪切强度，其结果以每匝碳纤维单位长度粘接剪切强度表示。

　　胶接工艺：胶粘剂采用脲醛树脂加热140℃，加压0.2~0.5MPa，固化时间：5~7min；酚醛树脂加热：180℃，加压：0.2-0.5Pa，固化时间：7~9min；环氧树脂胶（环氧618，低分子聚酰胺651各50%）调匀后涂抹并固化24h。木材试样：柳木尺寸为15mm×15mm×5mm。碳纤维规格1K,单丝直径6μm,抗拉强度2.0GPa,为增加粘接强度，部分试样事先进行氧化处理（400℃，2h）。

　　通过对比试验结果，就单个胶种粘接强度比较，酚醛树脂粘接强度较大，脲醛树脂粘接强度较小，约为酚醛树脂的二分之一。纤维经氧化处理后粘接剪切强度明显增大（增大约30%）。纤维表面先涂环氧树脂胶，再用酚醛树脂及脲醛树脂与木材粘接，对于脲醛树脂粘接强度能成倍提高，而酚醛树脂增强效果不如脲醛树脂明显。

　　阅读延伸：《碳纤维复材和铝合金的粘接强度有多大》