热处理对毛白杨物理力学性能的影响

以毛白杨为研究对象,采用不同温度(160、180、200℃)、处理时间为3 h的热处理工艺,探讨了热处理对毛白杨物理力学性能的影响。与未处理材相比,毛白杨处理材的重量减少了2.0%~5.6%,绝干密度降低了18.8%~22.2%,弦向湿胀率降低了22.8%。试验结果表明:随着温度升高,木材重量逐渐降低,密度减小,抗胀性提高,尺寸稳定性提升,表面材色变深;处理材木材细胞壁的纵向弹性模量和硬度随温度的增加呈先降低后增大的趋势。     

真空热处理对家具用奥克榄木材物理力学性能的影响

热处理是提高木材尺寸稳定性的有效方法之一,目前热处理主要针对室外等较恶劣的用材环境,采用高温(200℃)处理。针对家具材装饰性要求高、使用环境变化较温和等特点,以家具常用材奥克榄木材为实验材料,研究真空(≤0.06 MPa)条件处理后奥克榄木材物理力学性能的变化,以确定适用于家具用材的真空低温热处理工艺。将奥克榄木材以0.06 MPa、不同温度(120,140,160,180,200℃)处理5 h,测定不同处理温度下木材的全干密度、湿胀率、干缩率、色差、抗弯弹性模量、抗弯强度、冲击韧性及硬度变化,并比较低温(120,140,160℃)和常规温度(180,200℃)处理及未处理奥克榄木材的物理力学性能。结果表明:物理性质方面,随温度升高,奥克榄材色加深,处理后奥克榄与未处理材相比,色差值ΔE为6.1～25.9;全干密度随处理温度呈波动状态变化,在200℃处理时达最低值,较未处理材下降30.9%;干缩率、湿胀率均明显下降,但在120℃升高至140℃、160℃升高至180℃时变化幅度较小。力学性能方面,随炭化温度升高,抗弯强度、抗弯弹性模量先增大后减小;冲击韧性降低,140℃之后变化幅度趋缓,200℃时降幅最大为52.42%;不同温度热处理后的端面硬度较未处理材均有所上升,径、弦变化不明显。与常规热处理和未处理处理材相比,真空低温热处理可改善木材的尺寸稳定性,降低炭化对于木材材色变化的影响,且不明显降低木材的力学性能。     

生物质燃气热处理落叶松木材性能测试

利用生物质燃气对落叶松进行热处理,处理温度190℃,处理时间4 h。测试落叶松热处理材与素材的平衡含水率、湿胀率和力学强度。结果表明:经过生物质燃气热处理后,落叶松处理材的平衡含水率和湿胀性明显降低,顺纹抗压强度和抗弯强度均有小幅下降,分别下降了6.47%和7.4%;而落叶松热处理材的抗弯弹性模量基本保持不变。由此说明,以生物质燃气为处理介质,在合适的热处理条件下对落叶松木材进行处理,在改善湿胀性的同时,木材的力学强度下降幅度可以控制在10%范围内,对其使用没有产生很大的影响。     

厚壁型巨龙竹秆材物理性质分析

以部分竹材和木材为参照,研究了厚壁型巨龙竹的密度、干缩性、湿胀性、吸水性4项物理性质。结果表明:厚壁型巨龙竹的基本密度为0.68g/cm3,比毛竹的密度(0.756g/cm3)小,比龙竹、甜龙竹和其他建筑用木材的密度要大;从竹材干缩性上看,厚壁型巨龙竹的气干体积干缩率为12.47%,比毛竹(3.733%)等竹材、木材的相应值要高;从巨龙竹基部到梢部的纵向变异来看,厚壁型巨龙竹秆材密度呈上升趋势,吸水率呈递减趋势,而干缩性及湿胀性在纵向上的变化规律不明显。     

苹果树木材改性研究

对用 Ｈ 液的 ４ 种不同时间处理与未处理的 ２５～３０ 年生 ５ 株苹果树木材的物理性质进行测试和统计分析．结果表明：木材密度处理材与未处理材之间差异显著;未处理材的木材全干干缩率、木材湿胀率与基本密度呈线性负相关,处理材的木材全干干缩率、木材湿胀率与基本密度多呈线性正相关;处理材的木材吸水率与基本密度呈线性负相关,未处理材的木材吸水率与基本密度呈线性正相关．经 １００℃温度 Ｈ 液处理能减小干缩比,对木材性质有一定的改善作用     

杉木无性系木材干缩性与吸水性的变异

以102个17年生杉木无性系为试材,对木材的干缩性与吸水性进行测定分析发现,木材干缩性、吸水性在杉木无性系间差异极显著;干缩性变异幅度为3.1%～20.0%,表型变异系数达59.8%;吸水性变异幅度在214.5%～338.1%间,表型变异系数为13.2%。木材干缩性与吸水性均具有明显的无性系方差分量,表明杉木木材干缩性与吸水性受遗传控制。进一步研究显示,杉木无性系木材干缩性遗传变异系数为38.6%,重复力为0.390,均属中低水平;吸水性遗传变异系数值虽较低,但重复力相对较高(0.664),属中上水平;在不同入选率(10%、20%、30%)下,木材干缩性与吸水性随入选率的降低其遗传增益值(绝对值)不断提高。研究还发现,杉木木材干缩性与木材基本密度、心材比间为极显著遗传负相关,与木材吸水性间则表现为极显著遗传正相关;木材吸水性在遗传水平上与胸径、材积、心材比间呈极显著正相关,而与木材基本密度间为极显著负相关。     

蒸汽热处理马尾松木材工艺初探

以浙江本地的马尾松为试材,采用自制的小型热处理木材实验装置进行高温热处理木材工艺实验.通过对热处理前后马尾松木材力学性能和尺寸稳定性的比较,探讨了热处理温度、热处理时间以及升温速度对其性能的影响.研究结果表明:热处理温度对热处理马尾松木材的抗弯强度有显著影响,经热处理后的马尾松木材与未处理材相比,其顺纹抗压强度下降了1.823%~11.084%,抗弯强度下降了0.259%~34.451%,体积干缩湿胀率也有所降低.经综合分析并考虑到热源损耗及尺寸稳定性,得出马尾松木材的热处理最佳工艺为:热处理温度190℃,热处理时间2h,升温速度15℃/h     

高温热处理对UF树脂改性杉木吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响

以脲醛(UF)树脂改性杉木为研究对象,采用高温过热蒸汽对其进行热处理,系统研究了热处理温度和时间对UF树脂改性杉木吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响规律。结果表明:与杉木对照材相比,UF树脂改性杉木吸湿性降低,耐湿尺寸稳定性提高;高温热处理能降低UF树脂改性杉木的吸湿性,提高其耐湿尺寸稳定性;与热处理时间相比,高温热处理温度对UF树脂改性杉木的吸湿性和耐湿尺寸稳定性的影响更大,随着热处理温度的升高,UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向湿胀率、径向湿胀率和体积湿胀率均呈先下降后升高的趋势;与杉木对照材相比,热处理UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向、径向湿胀率和体积湿胀率最大分别降低了39.00%、62.02%、69.89%、59.99%;与未经热处理的UF树脂改性杉木相比,热处理UF树脂改性杉木的平衡含水率、弦向、径向湿胀率和体积湿胀率最大分别降低了28.71%、53.42%、65.85%、54.32%。     

高温热处理对低龄桉树木材密度的影响

以低龄桉树(Eucalyptus spp.)为试验材料,通过蒸汽热处理,研究热处理条件变化对木材密度的影响。结果表明,经高温热处理后,桉树木材全干密度、气干密度均有不同程度降低,基本密度有增大趋势。升温速度对处理材3种木材密度有显著或极显著影响,处理温度对气干密度、基本密度有显著影响,恒温时间对3种木材密度影响不显著。3种因素对木材密度影响程度为升温速度处理温度恒温时间。对低龄桉树木材进行热处理,要准确把握升温速度和处理温度,才能有效控制热处理材密度降低。     

高温热处理对樟子松板材物理力学性能影响的研究

分别采用170、190、210℃三组处理温度对樟子松板材进行了高温热处理工艺试验,并对处理材和对照样进行了物理、力学性能测试:高温热处理工艺使樟子松木材的绝干密度下降、吸湿性降低,对其抗弯强度亦有较大影响,且此影响随温度升高而增大;对于抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度三项指标则基本无影响.在常规使用环境下,由于处理材与对照样之间存在含水率差异,除了210℃处理材的抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度比对照样略小外,170℃和190℃处理材的三项指标均不同程度高于对照样.     

木材防腐剂中防水剂的功能试验

选用进口和国产2种乳化石蜡防水添加剂,分别加入到CCA和ACQ防腐剂中,进行防腐处理木材的吸水性、干缩湿胀性、及其对木材浸注性能的对比试验。结果发现,防水剂可以降低木材的吸水性和吸水速度,但木材干缩性增加,湿胀性有增有减;处理液的浸注性能略有降低。     

炭化木物理力学性能的研究

以速生杉木为原料制备炭化木,主要研究了炭化工艺条件对炭化木(又称热处理木)物理力学性能的影响。研究表明:当热处理温度由常温增加至220℃时,炭化木材色逐渐变深,含水率逐渐降低,由13.40%降至4.89%,吸水性能较大幅度降低,由未处理素材的1.616%降至0.879%,同时密度由未处理素材的0.368g/cm~3减小至0.326 g/cm~3,静曲强度下降约25%左右,弹性模量先增加后减小,减小量约4%左右,冲击韧性也先增加后减小,减小量约42%左右,受热处理条件影响程度较大,而且木材干缩和湿胀系数明显下降,较大程度提高了木材的尺寸稳定性。     

高温热处理木材吸湿特性

【目的】研究高温热处理对人工林樟子松、杉木、美洲黑杨木材平衡含水率和吸湿特性的影响,为科学评价热处理木材吸湿特性提供理论基础,为人工林木材高附加值利用和实际高温热处理木材生产提供参考。【方法】以水蒸气为保护介质,设定180、200和220 ℃3个温度进行高温热处理,采用双室温、湿度控制法,在25 ℃环境中以8种不同类型饱和盐溶液精确控制水蒸气相对湿度进行等温吸附试验,运用Hailwood-Horrobin模型拟合等温吸附曲线,分析高温热处理对木材水蒸气等温吸附曲线线形、平衡含水率、单层分子吸附水和多层分子吸附水的影响。【结果】 180、200和220 ℃处理后,试样吸湿平衡含水率均值相当于素材含水率均值的80%、70%和50%左右;3个树种素材试样和高温热处理材试样均表现为第2类等温吸附曲线形态特征,Hailwood-Horrobin模型能够较好拟合不同树种素材和高温热处理材等温吸附曲线,不同热处理条件试样等温吸附曲线的拟合度均高于0.980 0,处理温度越高,等温吸附曲线越接近直线;高温热处理后代表含有单位摩尔数吸附位的绝干木材质量参数( W )显著增加,不同相对湿度下高温热处理材的单层分子吸附水和多层分子吸附水含量也随之降低;180、200和 220 ℃处理后,木材试样单层分子吸附水含量相较于素材下降20%、30%和50%左右,高温热处理对多层分子吸附水含量影响规律与之相近;高温热处理后单层分子吸附水、多层分子吸附水和吸附水总量的最大值相较于素材明显下降,且处理温度越高,下降幅度越大。【结论】高温热处理可明显降低3个树种试样的吸湿平衡含水率,且处理温度越高,平衡含水率下降幅度越大;高温热处理会一定程度影响木材等温吸附曲线线形,Hailwood-Horrobin模型可用于描述高温热处理材等温吸附曲线,且拟合度较高;高温热处理可明显降低3个树种试样等温吸附过程单层分子吸附水和多层分子吸附水含量,且处理温度越高影响越明显,单层分子吸附水和多层分子吸附水最大含量均明显降低,进而影响吸附水总量最大值。     

高温热处理对木材吸湿性和尺寸稳定性的影响

在4个不同温度和时间水平下,对人工林杉木木材进行高温热处理,研究了处理温度和时间对木材吸湿性和尺寸稳定性的影响规律。结果表明:高温热处理可以显著降低木材平衡含水率、吸水率和体积膨胀率,提高尺寸稳定性;随着处理温度的增加和处理时间的延长,杉木平衡含水率、吸水率和体积膨胀率降低;与处理时间相比,处理温度对平衡含水率、吸水率和体积膨胀率的影响程度更大。在本研究范围,与对照材相比,通过高温热处理可以使杉木平衡含水率降低17.73%~66.74%,吸水率降低33.99%~64.00%,体积膨胀率减少36.7%~69.30%。     

聚乙烯蜡浸渍处理对纤皮玉蕊木物理力学性能影响北大核心

浸渍改性是提高木材尺寸稳定性方法之一,选用聚乙烯蜡为浸渍液,家具常用材纤皮玉蕊木为原料,通过高温高压浸渍(温度150℃,压力1 MPa),研究聚乙烯蜡浸渍时间(8、18、24 h)对纤皮玉蕊木的全干密度、湿胀率、干缩率、色差、硬度、抗弯强度和抗弯弹性模量等性能指标的影响。结果表明:随着浸渍时间的增加,全干密度先提高后减小,在8 h时全干密度达到最大值,较未处理材提高了37.40%;径向、弦向、体积的湿胀率和干缩率随着浸渍时间增加而逐渐下降,尺寸稳定性明显提高;随着浸渍时间的增加,纤皮玉蕊木材色加深,但区别不大;弦向、径向、端面的硬度和浸渍时间成正比;抗弯强度和抗弯弹性模量随着浸渍时间先增大后减小,浸渍8 h效果好。与未处理材相比,浸渍处理可以改善木材的尺寸稳定性,使木材材色加深,硬度和抗弯强度明显提高。     

木材多尺度结构的干缩湿胀研究进展

木材干缩湿胀是影响木材加工利用的关键特性，与木制品尺寸和形状的稳定性密切相关。木材宏观到微观层次分明的多尺度分级结构导致木材干缩湿胀行为的复杂性。将木材干缩湿胀研究从宏观尺度引向介观和微观尺度，建立三者之间的有机联系，有助于阐明木材干缩湿胀行为的发生机制和演变机理，对深入认识木材性质，合理、高效利用木材具有重要理论价值和实践意义。本研究综述木材宏观尺度（无疵试样）、介观尺度（生长轮）和微观尺度（木材细胞）3种层级单元的干缩湿胀行为及其滞后现象，分析木材不同尺度结构的干缩湿胀行为发生和演变规律，介绍基于多尺度结构的木材干缩湿胀测试方法和技术手段。同时，对今后开展木材多尺度结构干缩湿胀行为研究提出建议：1）在介观和微观尺度上系统开展针叶材和阔叶材基于生长轮和木材细胞的干缩湿胀行为研究，建立木材多尺度结构与干缩湿胀行为之间的构效关系；2）揭示基于各向异性、非均质性和细胞类型多样性引发的干缩湿胀行为差异化响应规律及其互作机制；3）阐明木材干缩湿胀行为的时间滞后和湿胀滞后现象；4）引入相关理论模型，如有限元法的应用，构建木材多尺度结构的自由缩胀可视化有限元模型。     

高温热处理对欧洲云杉和花旗松吸湿特性的影响

研究了高温热处理对欧洲云杉和花旗松平衡含水率及吸湿特性的影响。采用水蒸气作为保护介质,设定160,180,200和220℃4个温度条件下进行高温热处理2 h,以双室温、湿度控制法获得等温吸附曲线,并采用GAB模型拟合,分析高温热处理对木材水蒸气等温吸附曲线线型、平衡含水率、有效比表面积的影响。结果表明:高温热处理可以显著降低2个树种试样的吸湿平衡含水率,处理温度越高,平衡含水率下降值越明显,220℃处理后试样的平衡含水率相较于未处理材的平衡含水率下降可达40%以上;利用GAB吸附模型能够较好地描述高温热处理欧洲云杉木材和花旗松木材的等温吸附过程,等温吸附线拟合度较高(拟合度决定系数均高于0.98)。高温热处理并未改变木材等温吸附线的线型,高温热处理试样和未处理试样均呈现第2类等温吸附曲线特征,但热处理会影响等温吸附曲线斜率;高温热处理后2个树种试样的有效比表面积显著降低,处理温度越高,有效比表面积下降值越明显,且试样高温热处理后比表面积相较于素材的下降比例与平衡含水率受高温热处理的影响相近。本研究可为热处理木材吸湿特性科学评价及实际高温热处理木材生产提供参考。     

循环解吸-吸湿处理对尾巨桉胀缩性的影响

采用人工模拟大气湿度变化环境,对尾巨桉木材进行循环解吸-吸湿处理,并测定木材的弦向胀缩性.结果表明:在解吸过程中,初含水率对尾巨桉木材弦向干缩率影响显著;在吸湿过程中,循环处理次数对尾巨桉木材弦向湿胀率影响显著.循环处理可以使尾巨桉木材弦向胀缩率达到稳定的时间缩短,有利于其尺寸稳定.     

马尾松木材热处理研究

采用单因素试验方法对马尾松木材进行热处理研究,选用温度和时间两个因素,比较了热处理和未处理马尾松木材的物理力学性质、色差和甲醛吸收率等性能。研究认为:热处理材的颜色随着热处理温度的升高和热处理时间的增加而变黑,并且热处理温度对热处理材的影响比热处理时间的影响要大。低温热处理时生产的热处理材的湿胀率比高温热处理生产的热处理材的湿胀率高,尺寸稳定性差。热处理材的静曲强度MOR和弹性模量MOE随着热处理温度和热处理时间的增加而降低。顺纹抗压强度变化较小。热处理材对甲醛有明显的吸收作用,是用于室内装饰的良好环保型材料。     

白蜡木、黑胡桃木、橄榄木的干缩湿胀特性研究

实木制品的干缩湿胀性直接影响其尺寸稳定性,对白蜡木、黑胡桃木和橄榄木的干缩湿胀特性研究结果表明：三种木材全干状态下的体积干缩率分别为13.88%、10.85%、9.89%,气干状态下的体积干缩率分别为4.89%、4.71%、4.14%,气干至饱水状态下的体积湿胀率分别为18.28%、12.82%、11.54%,全干至气干状态下的体积湿胀率分别为5.94%、4.20%、3.96%。三种木材中白蜡木的干缩湿胀性最强,黑胡桃木次之,橄榄木最小。研究结果对实木制品用材含水率的控制具有一定的指导意义。