将高强纤维引入到木质材料领域来改善木材强度低、材性变异性大等的不足是较为有效的一种途径。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是继碳纤维、芳纶之后的第三代高能纤维材料,广泛应用于军事航天工业及增强领域。将UHMWPE与木材复合不仅可以在一定程度上提高木材的承载性能,改变破坏模式和改善材质变异性较大的不足,还可以使速生材和非常规用低质材得到有效利用、拓宽其应用范围,提高该类木材的单位经济效益。此外,UHMWPE/木材复合结构在地震房屋修筑、木质结构承载构件甚至部分防弹结构住宅领域的应用均具有良好的市场前景。美中不足是UHMWPE由于表面较弱的粘结性能,制约了其在增强领域应用研究进展,目前其在木质材料领域研究尚属空白。因此对UHMWP E与木材复合方式、增强效应以及复合界面等相关基础理论性能进行探索研究,具有一定的积极意义。本文以白桦刨光材和樟子松指接材为研究对象,以UHMWPE纤维和斜纹布为增强材料,选用PUR木材层压胶做为基体树脂,设计“刨光锯材-UHMWPE-单板”三层结构木质复合材,探索研究了UHMWPE对木材的增强效应、结构设计对增强效应影响,采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对UHMWPE增强机理进行了分析。主要研究工作如下：(1)通过综合分析,提出利用UHMWPE改善木材承载载荷波动范围大、承载力小及随断裂载荷大幅下降的材料特性赋予木材理想材料特性的研究理念；在综合分析针对UHMWPE纤维采用的各种表面研究及基体树脂研究的利弊之后,结合木材材性和应用特点,提出从“复合结构设计”这一理念入手,结合施加“预应力”的方法,弥补纤维粘附性能弱的研究思路,非常显著降低了纤维在木质材料领域应用的难度和成本。研究表明：科学的复合结构设计是继纤维表面改性、基体树脂开发之后又一能够有效解决UHMWPE纤维自身粘附性能较差问题的方法。(2)采用涤纶长丝和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维编织斜纹布,并与木材复合实现增强的效果,研究了斜纹布与木材复合结构的胶合性能,探讨了UHMWPE在木质材料领域应用的可行性。从斜纹布铺装宽度比设计入手,研究了该复合结构的胶合性能,并对其相关机理进行分析。结果表明：由于木材自身尤其是针叶树材剪切强度(ILSS)较低,PUR木材层压胶可用做斜纹布/木材复合的基体树脂；在三种UHMWPE产品形式中斜纹布的综合性能最优；在拉伸强度允许情况下,采用适当降低斜纹布铺装宽度比的方法可显著提高斜纹布/木材复合结构的ILSS值；从胶层厚度变化入手对影响机理进行了分析。(3)根据弯曲试验测试方法具有的方便快捷特点及其在国内外材性评价中应用的普遍性,以弯曲性能做为UHMWPE/木材复合效应的评价研究内容。根据材料特征,选用PUR木材层压胶,设计“刨光锯材-UHMWPE-单板”三层结构木质复合材,探索研究了UHMWPE纤维增强对木材破坏模式、抗弯性能、剪切性能、断裂能以及单板厚度、结构设计等对增强效应的影响。结果表明：PUR木材层压胶可用于UHMWPE纤维/木材的复合,UHMWPE纤维增强明显改变了木材破坏模式和破坏形貌,提高了木材的承载性能；UHMWPE纤维增强效果与单板厚度密切相关,合理的结构设计是实现斜纹布增强效果的重要因素；UHMWPE纤维的加入降低了胶合界面的剪切性能,可通过一定结构设计降低甚至消除这一不利影响。(4)针对指接材在承载性能上存在的不足,分别制备等规格刨光材、指接材、指接-单板复合材和UHMWPE纤维增强材四类试件,采用弯曲载荷、破坏挠度和断裂能三项指标对照分析指接对弯曲性能的影响程度及UHMWPE纤维的增强效应,并对指接对木材性能、纤维增强影响机制进行了研究。研究表明：指接改变了木材的破坏形貌,引起木材各项评价指标的显著下降,究其原因,归结为指接点材料特性产生实质性变化、刚性增大从而造成指接点附近应力集中所致；纤维增强显著改善了指接材的各项指标,接近对照材的水平：根据其增强中存在问题,提出“指接材-单板-JHMWPE纤维-单板”的多层结构复合模式设计方案,以进一步改善指接材性能。(5)结合UHMWPE复合结构形式,提出“有效铺装长度”概念开展研究。分析表明：UHMWPE与木材复合中存在着铺装长度界限,在有效铺装长度范围以内时纤维拔出,在有效铺装长度范围以外时纤维或斜纹布断裂。采用应变片对斜纹布各部位受力情况研究表明：斜纹布在受拉过程中存在应力集中现象,施加预应力使这一现象能够得到有效缓解。通过研究建立纤维和1层斜纹布、2层斜纹布有效铺装长度预测模型并计算得出有效铺装长度。(6)采用SEM、TIR和脱粘过程模拟分析等方法对UHMWPE增强木材机理进行了研究。研究将纤维增强机制归结为PUR对纤维具有的粘附性能、纤维对木材承载过程中破坏裂隙发展的抑制以及对弯曲载荷的直接吸收等方面；而将斜纹布增强机制归结为涤纶的胶合性能、结构设计对胶层厚度及复合压力影响等方面。