人工林杨木增强-染色复合改性材的性能

【目的】探讨人工林杨木增强-染色复合改性方法及改性材性能,为人工林杨木资源的高效开发利用提供技术支持。【方法】将相同质量分数的酸性大红G水溶液、酸性湖蓝A水溶液、酸性大红G和酸性湖蓝A与水溶性树脂型增强改性剂MUF复配得到的增强-染色复合改性剂,分别对人工林杨木进行真空加压浸渍处理,得到D_G、D_A、MUF-D_G和MUF-D_A4种染色改性材,测试其强度、颜色、耐水色牢度等性能。【结果】1)D_A和D_G染色材的质量增加率分别为-1.69%和-0.65%,密度分别为0.352和0.365 g·cm-3;MUF-D_A和MUF-D_G增强-染色复合改性材的质量增加率分别为42.64%和54.27%,密度分别为0.445和0.510 g·cm~(-3)。与D_A染色材相比,MUF-D_A增强-染色复合改性材的密度、抗弯弹性模量、抗弯强度和抗压强度分别提高26.42%,6.76%,17.63%和54.32%;与D_G染色材相比,MUF-D_G增强-染色复合改性材的密度、抗弯弹性模量、抗弯强度和抗压强度分别提高39.73%,8.58%,18.82%和57.18%。2)D_A染色材和MUF-D_A增强-染色复合改性材染色前后的明度指数差(ΔL*)、红绿指数差(Δa*)和黄蓝指数差(Δb*)均为负值,MUF-D_A增强-染色复合改性材的Δa*值更小、ΔL*和Δb*值均更大,蓝色调更明显;D_G染色材和MUF-D_G增强-染色复合改性材染色前后的Δa*为正值、ΔL*和Δb*为负值,MUF-D_G增强-染色复合改性材的Δa*、ΔL*和Δb*值均更大,红色调更明显;MUF-D_A和MUF-D_G增强-染色复合改性材的色饱和度差(ΔC*)均显著大于相应的D_A和D_G染色材。3)D_A和D_G染色材水浸前后的总色差ΔE*分别为12.92和8.30 NBS,MUF-D_A和MUF-D_G增强-染色复合改性材水浸前后的总色差ΔE*分别为5.94和6.93 NBS,增强-染色复合改性材水浸前后颜色溶蚀程度较小。4)D_A和D_G染色材与未处理材的红外光谱图形态基本一致,MUF-D_A和MUF-D_G增强-染色复合改性材与MUF增强改性材的红外光谱图形态基本一致,没有新的吸收峰产生,吸收峰强度也无明显变化。【结论】1)染料的加入对树脂的增强改性作用影响较小,经增强-染色复合改性处理后人工林杨木的力学性能明显提高;2)与纯染色材相比,增强-染色复合改性材的颜色更鲜明饱满,染色效果更好,且酸性大红G与树脂复配染色效果优于酸性湖蓝A;3)与纯染色材相比,增强-染色复合改性材耐水色牢度较好,其中酸性湖蓝A与树脂复配改性材的耐水色牢度提高明显;4)傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,染料与MUF复配染色过程中没有新的基团生成,随树脂固化沉积于木材内部的染料与MUF和木材之间没有产生新的化学结合。     

赤桉半干材的窑干与调湿处理工艺

针对移行材和早材皱缩等主要气干缺陷,拟定出赤桉半干材的干燥工艺,窑干前进行回复皱缩和减小表面硬化的汽蒸处理,窑干至目标含水率时进行终了调湿处理.结果表明:汽蒸预处理可以有效地回复皱缩材和显著地减小表面硬化;5 d内将试材的平均含水率25.61%下降到11.72%;3 h的汽蒸处理和24 h的湿空气处理均可有效地减小含水率梯度和残余塑性变定,但后者效果更佳;板材干燥质量达到国家标准二级质量的要求.     

NaCl胁迫对紫叶李叶片色泽的影响

以盆栽4年生紫叶李为试材,设置土壤的NaCl含量为0.042%(CK),0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,研究NaCl胁迫对紫叶李叶片中色泽参数L*,a*,b*,C*,h,呈色色素含量,可溶性糖含量和PAL酶活性的影响.结果表明:随着处理时间的延长,紫叶李叶片明度L*值升高,色相a*值不断降低,色相b*值升高,彩度C*降低,色相角度h升高,花青苷、类黄酮、叶绿素、类胡萝卜素含量在处理的第5天升高,之后随处理时间延长不断降低,且NaCl胁迫程度越重降低得越明显;可溶性糖含量在处理的前15天升高,15天后持续下降;PAL酶活性在处理的前5天升高,之后降低,第10天开始再次持续上升.随处理时间延长L*值不断升高,而色素含量不断降低,表明紫叶李叶片中色素含量越低,明度越高.NaCl胁迫后,紫叶李通过调节可溶性糖含量和PAL酶活性来改变呈色色素含量及色素之间的比例,进而影响其叶片的色泽,使叶色向黄绿方向转化,导致观赏价值降低.     

I-214杨染色单板光变色规律的研究

以染料弱酸深蓝5R和活性艳红X-3B染色的I-214杨素材和漂白板为试材,选用氙光作照射光源,考察不同染料、不同工艺条件下染色单板在110 h光照过程中试材表面材色指数,即明度指数(L*),色度指数(a*与b*)和变色度(△E* ab)的变化.结果表明:染色单板在110 h氙光照射过程中变色明显,b*值提高显著;△E* ab在光照初期大,后期平缓直到不变;同一品种染料,高浓度染液中染色单板比低浓度染液的光照变色大,浸染时间长短对染色单板光照变色影响不明显,先漂白再染色的单板材色均匀,光照变色平缓;不同品种染料的染色单板光照变色规律有差异.     

热处理对赛黑桦色空间分布与光泽度的影响

以饱和蒸汽为保护介质,分别在热处理温度为180、195、210℃,热处理时间为40、100、160 min的条件下对赛黑桦木材进行缺氧高温改性处理,探讨改性处理工艺对赛黑桦材色空间分布以及光泽度的影响。采用CR-410色差测定仪和MG-268Plus光泽度测定仪对色空间参数L*、a*、b*和光泽度参数进行评定。结果表明:热处理后,赛黑桦试件的明度值L*、红绿轴色品指数a*、黄蓝轴色品指数b*降低,色差△E*增大,经180、195、210℃热处理的赛黑桦材色上可满足制作仿红木制品;不同的热处理工艺条件下,赛黑桦表面光泽度的变化无明显规律性。     

马尾松锯材热压干燥工艺的研究

对马尾松锯材热压干燥工艺进行试验研究,结果表明,规格为300mm×100mm×22mm的马尾松锯材的最佳热压干燥工艺为:汽蒸处理3h,压板温度为180℃,压板压力为0.2MPa,呼吸间隔为60s。在此条件下,马尾松锯材含水率从80％降至8％仅需22min左右,而影响其干燥速度的主要因素是压板温度,其次是汽蒸处理时间,压板压力影响最小。经热压干燥的马尾松锯材,表面密度均比内部密度大,最大值增加了8.2％。硬度比气干材增加了789～2849N,为气干材的1.3～2倍。厚度收缩系数为0.291％～0.428％,比气干材的值大0.246％;而宽度的收缩系数为0.113％～0.245％。比气干材的干缩系数小。除材色略有加深外,未出现其它明显的干燥缺陷。     

ASD阻燃剂对落叶松材阻燃性能的影响

为制备具有良好阻燃性能的落叶松(Larix gmelinii)结构材,采用不同质量分数的ASD阻燃剂以真空加压的方式处理落叶松材,通过锥形量热仪测试和热重分析来考察阻燃剂对落叶松材的阻燃效果,并确定最佳的ASD阻燃剂质量分数。结果表明:经ASD阻燃剂处理后,落叶松材总热释放量和烟释放总量明显降低,降低幅度随ASD阻燃剂质量分数的增大而提高;CO产率升高,CO_2产率明显降低,升高或降低幅度随ASD阻燃剂质量分数的增大而增大,CO产率和CO_2产率之和明显下降,说明ASD阻燃处理明显抑制了落叶松材的燃烧。综合考虑阻燃效果和成本,ASD阻燃剂的最佳质量分数为50%,此时与落叶松素材相比,总热释放量降低了56.46%,烟释放总量降低了88.20%。经ASD阻燃剂处理的落叶松材初始分解温度有所降低,残余物质量分数从18.26%提高到41.06%。经ASD阻燃剂处理前后的落叶松材锥形量热仪燃烧测试后表面形态有明显差异:素材燃烧后的木炭表面松软,断层较大;阻燃处理材表面形成了致密的炭质保护层,有效延缓抑制了落叶松材的燃烧。ASD阻燃作用主要归因于对木材的催化成炭作用。     

热处理对毛竹竹材颜色变化的影响

在空气介质中对毛竹竹材进行热处理,探讨热处理温度(100~220℃)和时间(1~4 h)对竹材材色的影响。结果表明:热处理温度和时间对竹材材色的明度L*、红绿轴色度指数a*和黄蓝轴色度指数b*均有显著影响;随着热处理温度的升高和时间的延长,热处理竹材的总体色差△E*加剧。     

兴安落叶松汽蒸脱脂工艺

在温度为90℃和100℃条件下,对兴安落叶松厚、薄板材分别进行汽蒸脱脂处理。研究表明：处理温度为90℃,对兴安落叶松薄板材汽蒸处理1 h、3 h和5 h后,其脱脂率分别为4.64%、14.57%和15.89%,处理温度为100℃时,其脱脂率最高达到了17.88%,且汽蒸处理3 h和5 h的脱脂率差异不大;对兴安落叶松厚板材进行的脱脂处理发现其与薄板相似,但相对于薄板来说,厚板的脱脂较为困难。     

兴安落叶松汽蒸脱脂工艺

在温度为90℃和100℃条件下,对兴安落叶松厚、薄板材分别进行汽蒸脱脂处理。研究表明:处理温度为90℃,对兴安落叶松薄板材汽蒸处理1 h、3 h和5 h后,其脱脂率分别为4.64%、14.57%和15.89%,处理温度为100℃时,其脱脂率最高达到了17.88%,且汽蒸处理3 h和5 h的脱脂率差异不大;对兴安落叶松厚板材进行的脱脂处理发现其与薄板相似,但相对于薄板来说,厚板的脱脂较为困难。     

3种木材涂饰前后表面视觉性质差异的研究

测定分析了筒状非洲楝Entandrophragma cylindricum,古夷苏木Guibourtia tessmannii和水曲柳Fraxinus mandschurica木材醇酸清漆涂饰前后表面视觉性质的差异。结果表明,涂饰处理降低了3种木材表面的明度(L*)和红绿轴色品指数(a*)值,其中,古夷苏木的L*变化差异最大,明度降低明显;水曲柳的红绿轴色品指数差(Δa*)绝对值最大,相比处理前更偏向绿色;3种木材透明涂饰后的黄蓝轴色品指数(b*)均有所升高,黄蓝轴色品指数差(Δb*)绝对值由大到小分别为水曲柳古夷苏木筒状非洲楝,数值越大越趋于黄色;总体色差(ΔE*)变化差异不大,涂饰对3种木材的总体色差影响不明显。     

预热温度对毛白杨压缩木材颜色及其回弹的影响

为探究预热温度对压缩木材的色饱和度差(ΔC*)、色相差(ΔH*)、总体色差(ΔE*)、吸湿率、厚度变化和回弹率的影响,以毛白杨(Populus tomentosa)为研究对象,将其封端、浸水和放置后置于热压机上进行预热12 min,预热温度分别为90、120、150、180℃和210℃,预热完成后在相同温度下压缩5 mm。结果表明:随着预热温度的升高,ΔC*、ΔH*和ΔE*逐渐增大,温度>150℃,三者急剧增大,说明150℃是材色变化的一个关键温度点。随着预热温度的升高,压缩木材的吸湿率、厚度变化和回弹率逐渐减小,温度>150℃,三者急剧减小,说明150℃也是压缩木材尺寸稳定性变化的一个关键温度点。此外,ΔE*和回弹率呈线性负相关,ΔE*越大,其对应的回弹率越小。     

干燥前汽蒸处理对柞木板材干燥时间和干燥质量的影响

在干球温度65℃和相对湿度100%条件下,干燥前蒸汽处理25.4mm厚度柞木板材4h后,将其与对照试件一起实施了常规干燥。试验结果表明:1)由于渗透性提高,处理材表层受限于较大压缩应力导致了较多木材纤维素的结晶化,降低了干燥速度,结果干燥时间延长了20%;2)因汽蒸处理期间抽提物质逐步由材内向材面移动,处理材弦/径向干缩率比明显大于对照材,差异干缩应力增大,干燥变形加大了5.88%。因此,为了节省能量消耗和减少干燥变形不应对柞木板材实施预汽蒸处理。     

汽蒸处理对木材渗透性的影响

试样（２×２×５ｃｍ）在温度１２０℃和１００℃两种饱和水蒸汽条件下分别汽蒸处理８小时，然后置于大气中干燥至含水率为１０％左右时，采用水上升置换气流法进行渗透性测定。汽蒸试样的渗透性分别与其纵向相邻接的未汽蒸、含水率约１０％的对照比较，并进行成对比较分析ｔ检验。试验结果表明，各树种的木材性质不同，汽蒸作用引起木材解剖上、化学上的变化也不同，因而汽蒸处理对木材渗透性的影响各异。红松气干边材、心材经１２０℃和１００℃汽蒸处理后渗透性分别较未汽蒸者提高约６０、９０％和４０、１３０％；长白鱼鳞云杉生材边材经１２０℃汽蒸后和气干心材经１００℃汽蒸后渗透性分别较未汽蒸者约提高３２６和８０％；成对比较分析ｔ检验，汽蒸试样与未汽蒸试样渗透性之间差异可靠性为９０－９９．９％；汽蒸试样渗透性获得提高的原因均系汽蒸后纹孔膜和纹孔塞发生开裂的结果。但汽蒸长白鱼鳞云杉生材心材、气干边材和心材及臭冷杉生材心材、气干边材和心材的渗透性则未获得提高。     

汽蒸处理对小径落叶松干缩性能的影响

对小径落叶松髓心至树皮各径向位置上干缩性能的变化规律,以及汽蒸处理对这一规律的影响的研究结果表明:小径落叶松弦向、径向干缩率的径向变化有其独特性,而且汽蒸处理对弦径向干缩的影响也不尽相同。处理后弦向干缩率增大,而径向干缩率减小,结果使木材的开裂势增大,说明干缩性能的变化在汽蒸处理减缓横弯缺陷过程中未起到积极作用;本文也证实使用弦径向干缩差来反映开裂势是可行的。     

声－超声技术评价兴安落叶松规格材的抗弯性质

测量落叶松规格材的波速、峰值电压、时间形心和频率形心等声－超声参数,以及气干密度、抗弯弹性模量和抗弯强度等物理力学性质,研究声－超声参数、气干密度、动态弹性模量等与抗弯性质之间的相关性。为了探索利用声－超声技术预测落叶松抗弯性质的可行性,分别以动态弹性模量和声－超声参数及气干密度为自变量,建立预测其规格材抗弯性质的回归模型。结果表明：所有的声－超声参数、气干密度与抗弯弹性模量均在0.01水平显著相关,峰值电压、频率形心、气干密度与抗弯强度在0.01水平显著相关。利用气干密度、峰值电压和波速3个参数为自变量建立的抗弯弹性模量和抗弯强度的预测模型的相关性(决定系数 r2分别为0.83和0.66)与传统的超声波方法(以动态弹性模量为自变量建立的抗弯弹性模量和抗弯强度预测模型,r2分别为0.80和0.34)相比,模型的预测能力显著提高。利用声－超声技术能够较好地预测落叶松规格材的抗弯力学性质,特别是抗弯强度。     

蒸汽介质热处理对毛白杨木材颜色的影响

以毛白杨木材为研究对象,采用蒸汽介质热处理方法在氧气含量低于2%的密闭容器中以温度170～230℃、时间1～5h的处理条件对其进行热处理。结果表明:随着处理温度的升高和处理时间的延长,色饱和度差ΔC*逐渐减小、色差ΔE*和色相差ΔH*逐渐增大,说明热处理后木材的颜色由原色逐步过渡到深褐色。方差分析和多重比较结果表明:热处理温度比热处理时间对毛白杨木材颜色变化的影响更为重要。此外,进一步得出了色差值与热处理温度、时间三者之间的回归模型。利用此特性,对一些浅色木材进行热处理,可赋予其凝重的颜色,同时还可增强其尺寸稳定性,从而提高其产品附加值,扩大应用领域。     

基于FT-IR和XPS的热处理白蜡木材色变化机理

以白蜡木(Fraxinus americana)为试材,在常压过热蒸汽条件下进行热处理,对热处理材和对照材的明度(L*)和色度(a*,b*)指标进行比较,借助傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱仪(XPS)对试材细胞壁化学组分的主要基团和元素变化进行分析,以探索热处理对木材材色的调节机理。结果表明:随着处理温度的增加,热处理材和对照材的总体色差不断增大,色差值与木材内部C和O元素的浓度比高度相关,表明热处理材的材色能较为准确地指示木材内部化学组分的变化。热处理材的明度指标随热处理温度的升高呈阶梯式下降,明度值的变化与木材中羧基的浓度线性相关,表明半纤维素是影响热处理材明度的主要因素。热处理材的色度指标变化规律没有明度指标显著,随着处理温度的升高,a*值先增加后降低,试材的b*值随着处理温度的升高总体上呈下降趋势。热处理使木素中的羰基等发色基团数量发生变化,是使热处理材的色度指标发生变化的一个主要原因。     

熏蒸处理对美国南方松材色的影响研究

以硫酰氟和氧硫化碳为熏蒸剂,分别采用不同浓度对美国南方松进行熏蒸处理,研究熏蒸处理对美国南方松材色的影响,并通过红外光谱测试分析发生材色变化的原因。结果表明,无论采用哪种熏蒸剂,熏蒸处理前后,美国南方松的色度学参数明度值L~*、红绿色品指数a~*和黄蓝色品指数b~*没有显著变化。色差值属于有轻微视觉感觉。在达到检疫除虫要求的情况下,氧硫化碳熏蒸剂对美国南方松材色的总体影响更小。     

圆盘豆热处理材光稳定性的研究

采用热处理和氙灯照射对圆盘豆木材颜色的变化进行研究,以CIE(1976)L*a*b*表色系统表色,分析木材热处理前后、氙灯照射前后颜色变化。结果表明,热处理后木材颜色加深。随着氙灯照射时间延长,未处理材表面颜色逐渐加深,色差△E*逐渐增大。热处理材表面颜色变化不大,色差△E*值变化较小,这表明与未处理材相比,热处理材光稳定性能更好。