粗皮枝木材热处理位置对吸热量及升温速度的影响

对粗皮桉Eucalyptus pellita木材采用辐射加热的方式进行真空热处理,研究处理温度及不同测试位置,包括板厚、长度及宽度位置因素,对木材板内单位质量吸热量（Qm）及平均升温速度（VTmean）的影响,用方差分析判定影响真空热处理过程的主要参数,以最小显著差法（LSD）多重比较分析其影响程度。结果表明：影响Qm及Ⅳ‰的主要因素为热处理温度及板材厚度,端距、侧距的影响不大;随热处理温度升高、板材厚度的增加,Qm及VTmean增大,当板材厚度差在20 mm以上时,Qm及VTmean在0．05水平上差异显著,采用真空热处理时需考虑由厚度造成的传热不均问题。若以吸热量衡量热处理效果,在120-240℃的温度段处理,可满足较广泛的热处理效果差异需求。图3表5参12     

热处理对毛白杨木材力学性能的影响机理

采用常压过热蒸汽对毛白杨木材进行热处理,处理温度为120、140、160、180、200℃,处理时间为3h,压力为0.1 MPa,分析了热处理对毛白杨木材的质量损失率、力学性能及结晶度的影响,采用X射线衍射仪测试毛白杨木材002晶面衍射峰的位置和结晶度。结果表明:热处理没有改变结晶区的位置,但热处理对毛白杨木材结晶度的影响较明显,当热处理温度从120℃升高至200℃时,其结晶度分别提高了5.4%、7.19%、5.5%、11.29%和5.57%,呈现出先增大再减小的趋势,180℃处理后的木材结晶度达到最大。研究了热处理后木材的质量损失率和002晶面衍射峰的结晶度与各力学强度间的相关关系,结果表明:在热处理过程中影响木材力学强度的主要因素是质量损失率,次要因素是结晶度。     

高温热处理对落叶松仿珍贵木材颜色变化的影响

采用氮气作为保护气对落叶松进行高温热处理仿珍贵木材,研究了不同处理温度、处理时间对落叶松颜色变化的影响,分析了不同处理条件下落叶松仿珍贵木材颜色变化的机理,并得出仿珍贵木材相应的工艺参数。回归分析表明:随着处理温度的升高和时间的延长,饱和度差ΔC*明显降低,色差ΔE*及色相差ΔH*显著增加,说明热处理能有效地使木材颜色均匀加深,并达到仿珍贵木材的目的;相对于热处理时间,热处理温度对落叶松仿珍贵木材的影响更显著;木质素和抽提物随着处理时间和温度的变化发生一系列化学变化,是落叶松颜色改变的重要原因。利用此特性,对部分浅色人工林木材进行高温热处理,可使其趋近于珍贵材颜色,从而提高产品附加值。     

氮气介质环境中热处理樟子松木材主要性能的变化

以氮气为介质,采用160℃、180℃、200℃ 3种不同温度,2、4、6 h 3种不同时间分别对樟子松木材进行热处理改性,分析热处理前后樟子松材色、尺寸稳定性及力学性能的变化规律,并采用FTIR及XRD手段分析了其变化机理。结果表明,樟子松木材色差随热处理温度和时间增大而增大,而明度随热处理温度和时间增大逐渐降低,处理材红绿色品指数a^*值和黄蓝色品指数b^*值均大于未处理材。樟子松木材平衡含水率随热处理温度和时间的增大逐渐减小,ASE和吸湿滞后现象随温度的增大逐渐增大。樟子松木材的顺纹抗压强度、抗弯弹性模量及抗弯强度随热处理强度的增加呈现先增大后降低的趋势,但在200℃下对这3个力学性能指标影响均不显著。热处理温度对樟子松材色及尺寸稳定性影响均极显著,热处理时间对樟子松木材明度、黄蓝色品指数b^*、色差、平衡含水率和体积湿胀率影响均极显著。研究结果为高品质樟子松热处理木材的生产提供科学依据。     

热处理温度与浸渍方式对竹丝质量增加率的影响

以毛竹竹丝为试材,在温度140、160、180、200℃条件下处理2 h,之后分别在常压和真空条件下用酚醛树脂浸渍15、30、60 min,探究不同热处理温度及两种浸渍方法、浸渍时间对竹丝质量增加率的影响。结果表明,不同热处理温度处理试材,真空浸渍得到的质量增加率都比常压浸渍的大,而且随着浸渍时间的增加,差异越来越明显。对于同一种浸渍方式,当热处理温度为160℃,浸渍时间为60 min时,质量增加效果最显著。     

高温热处理落叶松的涂饰性能及涂饰后抗弯强度

采用氮气作为保护气对落叶松进行高温热处理,研究了不同处理温度、处理时间的落叶松经油性漆、水性漆和木蜡油涂饰后的性能变化,分析了不同处理条件下的落叶松涂饰后表面颜色、耐干热、耐湿热、附着力、耐磨性、铅笔硬度以及抗弯强度的变化趋势。研究结果表明:经涂饰处理后的热处理落叶松,随着温度的升高和时间的延长,色饱和度差(ΔC*)明显下降,色差(ΔE*)及色相差(ΔH*)显著增加,说明涂饰可以有效改善木材表面的颜色;相对于热处理时间,热处理温度对落叶松涂饰过程的影响更明显;涂饰后的落叶松漆膜性能结果分为国家标准(GB/T 4893.2—2005、GB/T 4893.3—2005、GB/T 4893.4—2013和GB/T 4893.8—2013)的一级或二级,抗弯强度的改变相对较小。     

速生桉木材高温热处理的物理力学性能研究

[目的]研究经高温热处理后速生桉木材物理性能、力学性能的变化,为工业生产提供技术参考.[方法]在水蒸气保护下,经不同温度(160、180、200、220、240℃)、不同时间(1、2、3h)处理后,按照GB/T 1927~GB/T 1943国家标准检测其物理性能和力学性能.[结果]随着热处理温度提高,速生按木材含水率大幅下降,干缩率、吸水性、湿胀率逐步下降;木材密度随着温度提高和时间延长呈下降趋势;处理时间对顺纹抗压强度、冲击韧性和硬度影响较大;各温度条件下处理1h的效果最好,抗弯强度在同温度条件下,处理1h最高,3h次之,2h最低;随着热处理温度的升高,弹性模量先增大后减小.[结论]高温热处理对速生桉木材的物理性能影响较大,干缩性、吸水性和吸胀性明显下降,尺寸稳定性上升;速生桉木材的力学性能随着温度的升高和木材热处理时间的延长总体上呈下降趋势.     

热处理过程中杉木压缩木材的材色及红外光谱

为了探讨热处理过程中杉木压缩木材的材色变化规律 ,以及材色和木材化学主成分变化之间的关系 ,该研究测定了空气介质和真空中热处理杉木压缩木材 (热处理温度范围 140～ 2 2 0℃ ,时间范围 0～ 36h)的明度 (L )、色差 (ΔE )以及红外光谱 .同时测定了杉木压缩木材的回复率 ,无压缩对照试材的重量损失率和抗收缩率 .该研究的结论为 :①在相同条件下 ,随着热处理时间延长 ,木材明度减小 ,色差增大 ;空气介质中热处理和真空中热处理相比 ,在处理温度和时间相同的情况下 ,前一种方法处理后的木材明度更小 ,色差更大 .②就热处理过程中木材明度、色差与回复率之间的关系而言 ,两种热处理方式之间的差异不大 ;热处理中木材变定的固定程度与木材颜色的变化程度有关 .③就热处理过程中杉木压缩木材的明度、色差与对照试材的重量损失率、抗收缩率之间的关系而言 ,重量损失率或抗收缩率越大 ,对应的杉木压缩木材的明度越小 ,色差越大 .④红外吸收光谱表明 ,在热处理过程中波数在 1743,16 6 0和 16 0 5cm-1附近的羰基 (C =O)峰的变化趋势最为明显 ,说明在热处理固定杉木压缩木材的过程中 ,至少半纤维素 ,甚至木素发生了化学变化 .     

阻燃处理木材燃烧残余物的热分解特征

为了弄清楚阻燃处理木材燃烧残余物的热分解特征,将阻燃处理木材在模拟的典型火灾中燃烧后,取距燃烧表面不同位置的试样,采用热失重法研究了阻燃处理木材燃烧残余物的热分解过程,结果表明:①阻燃处理木材及其燃烧残余物的热分解开始温度没有明显的差别,未处理木材燃烧残余物的热分解开始温度比未燃烧木材高;②阻燃处理木材中阻燃剂的热分解峰值温度为200℃,随着燃烧过程的进行,归属于阻燃剂的峰消失;③阻燃处理木材燃烧残余物热分解温度曲线中,在230℃附近归属于半纤维素的峰消失,在210～240℃出现了一个缓慢的肩;④阻燃处理木材及其燃烧残余物的质量损失速度曲线主峰温度比未处理木材及其燃烧残余物降低100℃,质量损失速度大幅度减少;⑤阻燃处理木材在600℃时的热分解残存质量比未处理木材显著增大,随着燃烧时受热温度的增高,燃烧残余物热分解的残余质量显著增大;⑥阻燃处理木材及其燃烧残余物的热分解温度区间,与未处理木材及其燃烧残余物存在显著差异.      

热处理对表面密实材变形固定及性能影响

目的高温热处理是一种广泛使用的木材压缩变形固定方法,以往研究中大多对木材进行整体热处理,但整体热处理方式耗时长能耗大,且表面密实材仅仅是表面几毫米的密实层需要固定,因此有必要探究一种适合表面密实材的变形固定方法。方法本研究采用热压机对表面密实材进行表面热处理,并对不同条件处理后的试件进行回弹率、表面硬度、耐磨性、材色的测定和红外光谱分析,探讨热处理对表面密实材变形固定和性能的影响。结果热处理对固定木材表面的压缩变形效果显著,且吸湿、吸水和水煮回弹率均随着处理温度的升高或处理时间的延长而降低。当温度高于200 ℃,延长处理时间会造成木材表面硬度和耐磨性的降低。随着热处理温度的升高或处理时间的延长,表面密实材的明度差、红绿轴色品指数差和黄蓝轴色品指数差的绝对值增大,色差增大,材色变深。热处理后各吸收峰的吸光度均呈现降低的趋势,且随热处理温度的升高和处理时间的延长降低越明显,在高温作用下木材3大组成成分纤维素、半纤维素和木素由于热解反应导致其含量降低,另外影响木材尺寸稳定性的羟基和羰基的数量也相应减少。结论热处理可以对表面密实材进行有效地变形固定,但提高处理温度或延长处理时间会导致木材表面硬度和耐磨性的降低以及材色的变化。      

3种速生木材的深度染色技术

对较厚木材进行真空浸注染色研究,探究染色工艺因子对染色厚度的影响.结果表明:抽真空对木材染色有促进作用,随着真空度的增加,可以明显提高染色深度;不同材种木材,染色深度差异较大,杨木染色速度快,渗透深度大,杉木次之,泡桐木材渗透最差,染色深度浅.同种木材的径向染色液渗透速度快,弦向较慢.渗透剂PTCH有利于提高染色液润湿性能.含水率对染色深度影响明显,染色深度均随着含水率的增大而减少.浸染时间对染色深度有明显影响,染色深度随着浸染时间的延长而增加.     

真空热处理日本落叶松木材化学性质的变化

为了揭示真空热处理对日本落叶松Larix kaempferi木材的作用机制,以日本落叶松木材为研究对象,分别在160,180,200,220和240℃的条件下对木材进行真空-常压热处理4 h。采用X射线衍射法研究了热处理对木材结晶性能的影响;利用傅里叶红外光谱、固体核磁共振和电子自旋共振分析了木材在热处理过程中化学基团和表面自由基的变化。结果表明:经真空度为0.05~0.09 MPa联合常压热处理后,木材纤维素结晶度的变化趋势为先增大,后减小,再增大。未处理材结晶度为36.21%,热处理温度为160,180,200,220和240℃时,木材的结晶度分别为43.56%,46.26%,32.09%,32.66%和37.97%。随着热处理温度的升高,木材中羰基官能团减少,热处理过程中木材半纤维素发生降解脱除乙酰基,酚型木素结构单元增多,醚化木质素结构单元减少。热处理前后木材表面自由基类型未发生改变,随着热处理温度的升高,木材表面自由基的数量增加。真空热处理对半纤维素与木质素产生了不同程度的影响,对纤维素的影响相对较小,通过对不同热处理条件下日本落叶松木材化学性质的分析,进一步阐释了真空热处理对木材的作用机制。图3表2参23     

5种普通木地板染色处理及染透深度的研究

本文选择几种适宜的酸性染料通过合理的调色技术,可获得人们所希望的美丽色彩,并将此应用于５种普通木地板的染色处理上．结果表明：染色能较好地削弱基材的颜色差异,突出木材所特有的质感．与此同时,采用正交试验法,以染料的浓度、温度、真空度、真空时间、注入压力、保压时间、试材尺寸为试验因子组成染色工艺参数,对木荷、米槠、檫木进行染色处理,以探讨其对木材染透深度的影响     

辊压浸注处理大青杨木材的浸注深度

常温下,对饱水大青杨板材进行压缩率为10%～50%的辊压浸注处理,并对气干(含水率8%～12%)大青杨板材进行空细胞法和满细胞法的真空—加压浸注处理。在14种浸注处理方式和不同辊压次数(1次、3次和5次)条件下测试了试件的径向、弦向和纵向的浸注深度。研究表明,浸注深度随着压缩率的增大而增大,在同一压缩率下,纵向浸注深度最大,径向、弦向浸注深度的差异因压缩方向而异。压缩率为30%所对应的浸注深度与满细胞法(前真空10min,真空度0.095MPa,加压20min,压力0.2MPa)和空细胞法(加压20min,压力0.6MPa)的结果相当;50%的压缩率所对应的浸注深度与满细胞法(前真空10min,真空度0.095MPa,加压20min,压力0.6MPa)的处理结果相近。同一压缩率下,随着辊压次数的增加,试材径向、弦向和纵向的浸注深度增大,径、弦向的浸注深度随着辊压次数的增加而接近。     

热处理过程中桉木水溶性抽提物迁移对材色的影响1）

为探讨桉木水溶性抽提物组分在热处理过程中迁移对材色的影响,对桉木弦切板试件进行热水抽提去除水溶性抽提物;然后在不同的温度和时间条件下,对去除水溶性抽提物的桉木试件进行抽提物迁移实验,分析不同时间和温度下抽提物在木材径向的迁移距离及迁移量,以及水溶性抽提物迁移对木材颜色的影响。研究表明：温度越高,抽提物迁移的速度越快;抽提物的迁移距离随时间延长而增加,在100℃,加热4 h时达到最大值51 mm。抽提物分子极性不同,与木材其它组分的吸附性能各异,在80℃下抽提物在木材中随水分的迁移比较均匀。抽提物在木材内的吸附随时间的延长趋于稳定状态。随着水溶性抽提物的迁移,木材的颜色加深,促进了木材纹理间颜色趋于均匀。     

空气介质中热处理杉木压缩木材的蠕变

该研究采用空气介质中热处理,对径向压缩的杉木试材进行不同温度、不同时间的热处理,然后测定试材在绝干状态或吸湿解吸过程中的蠕变行为.结论为:①热处理杉木压缩木材在常温绝干状态下瞬时柔量和蠕变柔量(8h内)较小,在常温吸湿解吸过程中瞬时柔量和蠕变柔量(8h内吸湿结束时或20h内解吸结束时)较大,吸湿木材的瞬时柔量和8h内吸湿结束时的蠕变柔量分别可达绝干木材瞬时柔量和8h内蠕变柔量的1.5倍、3～5倍.②吸湿解吸过程中,热处理杉木压缩木材的蠕变行为不同于典型的木材机械吸湿蠕变,蠕变柔量没有表现出较大程度的增加.③热处理对杉木压缩木材的蠕变行为有很大的影响.热处理温度越高(乇鹪?00,220℃),时间越长,相应的试材在绝干状态或吸湿解吸过程中的瞬时柔量越大,某一时刻的蠕变柔量越大.杉木压缩木材在热处理过程中,木材细胞壁主成分发生降解反应是各柔量增大的主要原因.④就热处理杉木压缩木材在绝干状态或吸湿解吸过程中的瞬时柔量、蠕变柔量与相应热处理条件下回复率(RS)的关系而言,柔量越大,RS越小.热处理温度的高低,如200,220或140℃,对柔量与RS之间的关系有影响.烫     

干燥过程中树盘含水率的在线检测

为实现干燥过程中树盘含水率的在线精准检测,分析了环境温度对电阻应变式称质量装置测量精度的影响规律,获得了利用环境温度和电测质量计算精准质量的二元回归方程,并用其将树盘的电测质量校正为精准质量。用树盘绝干质量、干燥过程中在线测算的精准质量计算含水率实际值,对HYD-B型含水率仪进行了实验校正。探讨了纤维饱和点之下探针深度、间距、位置及材温补偿和介质温度补偿对含水率仪测量精度的影响规律,确定适宜的探针深度和间距,得到了适宜探针深度、间距下含水率测值的修正公式。结果显示:称质量装置测量精度的二元回归校正方程的相关系数达0.99;纤维饱和点以下,探针插入木材深度距离上表面为木材厚度的1/2~2/3、间距30 mm时,含水率仪检测精度高;材温补偿和介质温度补偿对检测精度影响不大,可用方便的介质温度补偿代替材温补偿。     

三聚氰胺–尿素–葡萄糖（MUG）生物质树脂/硅酸钠复合改性杨木的性能与机理研究

  目的  研究改性材的微观形貌、化学结构和元素成分等变化,探讨三聚氰胺–尿素–葡萄糖（MUG）生物质树脂复合改性剂对杨木的改性作用机理,旨在为MUG复合改性剂的应用提供依据,促进木材的绿色改性。  方法  通过将有机硅烷等疏水基团,引入MUG生物质树脂与硅酸钠的复配溶液中,制备硅烷杂化MUG树脂/硅酸钠复合改性剂（GS_T）,对杨木进行真空加压浸渍处理,测试改性杨木的物理力学性能,采用扫描电镜–X射线能谱仪（SEM-EDX）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）等,表征改性材的微观形貌、化学结构、元素成分和结晶度,利用微型量热仪（MCC）测试其燃烧性能和热解特性。  结果  SEM-EDX分析表明:GS_T改性剂渗透性好,能有效渗入木材细胞腔和细胞壁中;改性材的C、O、Si元素无规分布于木材细胞腔、细胞壁、细胞间隙等处,导管沉积最为明显;改性剂对木材孔隙的填充以及对纤维素非结晶区的充胀,有效提高了木材的尺寸稳定性和力学性能。FTIR分析表明:GS_T改性材中半纤维素等多糖与改性剂发生了交联反应,减少了C=O、—OH等吸水性基团。XPS分析表明:GS_T改性材的C1最多,C3最少,木材的多糖类物质、木质素醇羟基、酚羟基以及羰基等活性基团与改性剂发生反应,减少了羰基等活性基团,增加了C—H、C—C结构含量。XRD分析表明:GS_T改性材衍射峰无明显变化,相对结晶度增大,说明改性剂进入纤维素非结晶区使其分子排列更加有序。MCC分析表明:GS_T改性材的热释放能力、热释放速率峰值和总热释放量分别下降了65.7%、66.2%和6.2%,800 ℃残炭率提高了122.6%,热释放强度大大降低,火灾危险性减小。  结论  GS_T复合改性剂可有效渗入杨木内部,与木材中半纤维素等多糖发生交联反应,减少糖基等活性基团,使非结晶区排列更为有序,从而提升改性杨木的物理力学性能。