家具和地板用浸渍改性杉木研究进展

杉木是我国南方重要的速生林树种之一,但其木材存在诸多缺陷,极大地限制了其在家具、地板中的进一步开发利用。将杉木进行浸渍改性以提高综合利用率是解决全球木材的供需矛盾和家具、地板用材短缺的重要手段之一。浸渍改性目前主要应用的树脂有UF树脂、PF树脂、聚乙烯醇缩甲醛、MF树脂等,其中以PF应用较常见,其改性效果较为显著。浸渍改性过程中,主要有真空处理、真空加压、抽提后常压浸渍或真空浸渍等浸注方法,辊压浸注作为常温常压条件下高效快速浸注处理木材的方法也可用于杉木的浸渍改性,真空-叠压法既能保证改性药剂完全渗入杉木木材,也能防止杉木试材在压力下被压溃。不同的浸渍工艺参数和树脂固化条件对改性后杉木性能影响不同:浸渍时间对浸渍材的吸水率及吸水厚度膨胀率影响较大,热压温度、热压时间与压缩变形恢复率、静曲强度密切相关,各工艺因素间存在一定的相互关系和影响。最后讨论了浸渍改性杉木在家具、地板业中的发展方向与应用前景,为杉木浸渍改性的进一步研究和应用提供参考。     

天然有机物对速生杉木的改性研究

采用天然有机物对速生杉木进行改性处理,经过改性处理的杉木的力学性能有很大提高。随着增重率的增大,处理材的各项力学性能均有较大提高。当增重率超过50%,处理材的表面硬度、顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量提高将近1倍,表面耐磨耗性提高了3倍。这使杉木在力学性能上满足了木地板和家具面板制造的要求。     

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%。     

不同试剂处理对杉木疏水性能的影响

为改善木材的尺寸稳定性,采用二甲基二氯硅烷和聚硅氧烷分别对杉木进行改性处理,并测定处理材的疏水性能.结果表明,处理杉木的平衡含水率下降,杉木质量、与水的接触角和抗膨胀系数等均显著增加.     

木材酯化及接枝共聚处理对木材表面自由能影响的研究

采用接触角测定法，对经用乙酰化法酯化和苯乙烯单体接枝共聚处理改性前后的杉木和杨树表面接触角的变化和表面自由能变化值进行了研究，确定了木材的酯化和接枝共聚改性对木材表面自由能变化的影响因素，研究结果表明，在酯化和接枝改性处理后，液体在杉木和杨木表面上的接触角比在未经处理的木材表面的接触角有所增大，酯化处理产生的接触角增大作用要比接枝共聚所产生的作用大，杉木和“三北一号”杨的表面自由能分别为４２.8mN/m和５２.3mN/m与大部分木材垢表面自由能相近，木材的酯化的接枝共聚改性可以隆低木材的表面自由能，但酯化对表面自由能的降低各充受树种的影响，而接枝共聚改性对表面自由能的降低基本上不受处理树种的影响。     

糠醇树脂改性杉木的尺寸稳定性及力学性能北大核心

使用以水和乙醇为溶剂的糠醇溶液,分别对人工林杉木进行改性处理。结果显示:以乙醇做溶剂的糠醇溶液处理的杉木,增重率平均为34%,尺寸稳定性以及抗弯弹性模量、抗弯弹性强度,均优于以水为溶剂配方处理的杉木。     

糠醇树脂改性杉木的尺寸稳定性及力学性能

使用以水和乙醇为溶剂的糠醇溶液,分别对人工林杉木进行改性处理。结果显示:以乙醇做溶剂的糠醇溶液处理的杉木,增重率平均为34%,尺寸稳定性以及抗弯弹性模量、抗弯弹性强度,均优于以水为溶剂配方处理的杉木。     

弱酸改性对高温热处理杉木结构及性能的影响

为改善高温热处理木材的力学性能,采用亚硫酸钠/亚硫酸浸渍改性杉木,对木质素结构进行磺化修饰,以促进木质素在高温热处理过程中的迁移与重新分布。在高湿高压的环境下对改性杉木进行高温热处理,通过场发射扫描电子显微镜分析热处理前后杉木细胞壁表面微观构造,通过共聚焦激光扫描显微镜确定木质素在细胞壁中的半定量分布,测量了不同热处理条件下杉木的热稳定性、表面润湿性和抗弯性能。研究表明:热处理会破坏杉木细胞壁微观构造,细胞壁表面会出现球状或鳞片状熔融体,而经过亚硫酸氢根磺化改性后进行热处理的杉木细胞壁破坏程度减少,且细胞壁表面为分布更均匀的球状熔融体;亚硫酸氢根磺化处理以及高湿度使木质素玻璃化温度与熔点降低,亲水性增强,在热处理过程中木质素从浓度较高的细胞角和复合胞间层向细胞壁内侧迁移,并在细胞壁各壁层均匀分布,增加了微纤丝间的黏结强度;改性后的杉木经热处理后,静曲强度及弹性模量均高于未改性处理材。     

沙浴热处理杉木及其物理力学性能研究

以杉木为材料,通过沙浴和气相介质进行热处理,检测其炭化木材物理、力学性能和颜色等,借助XRD和FTIR分析不同热处理方法致木材性能差异的原因,以期探索沙浴炭化木材的可能性。结果表明:当热处理温度和时间相同时,沙浴热处理试件尺寸稳定性高于气相介质热处理;处理温度为220℃,时间4 h时,两种介质处理试件的尺寸稳定性均达到了最好状态,其中气相介质热处理杉木弦向线湿胀率最小为1.885%,比未处理材降低35.45%,沙浴热改性处理杉木弦向线湿胀率最小为1.923%,比未处理材降低36.16%。沙浴热改性处理杉木木材强度折损较气相介质热改性处理材更多。热处理温度和时间相同时,气相介质处理材颜色变化小于沙浴热改性处理材。热改性处理导致杉木材结晶特性和三素成分发生变化,其中沙浴热处理导致杉木材中半纤维素发生明显降解。     

高温热处理对UF树脂改性杉木力学强度的影响

本研究以脲醛(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树脂改性杉木力学强度的影响规律。结果表明:与杉木对照材相比,UF树脂改性杉木力学强度显著提高;高温热处理使杉木浸渍材的力学强度降低;随着温度升高和时间延长,杉木浸渍材的抗弯弹性模量和强度、顺纹抗压强度和横纹抗压比例极限应力均呈明显下降趋势;经热处理后,UF改性杉木抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度最大分别可降低11.4%、65.1%和17.3%,横纹全部弦向和径向抗压比例极限应力最大分别可降低60.9%和59.6%,横纹局部弦向和径向抗压比例极限应力最大分别可降低36.5%和56.5%。     

杉木间伐材及制材板皮加工研究现状与高效加工的新途径

简述了杉木间伐材及制材板皮加工研究的现状,特别是杉木间伐材改性与制造人造板的研究情况,着重介绍了杉木间伐材及制材板皮高效加工的新途径--采用梳解加工法制造杉木积成材的研究情况.     

改性三聚氰胺脲醛树脂增强人工林杉木的性能

采用改性三聚氰胺脲醛(MUF)树脂和递进式逐级渗透处理工艺,对人工林杉木进行浸渍处理,制备增强改性杉木木材,并与未改性素材进行物理化学性能的对比分析。结果表明:改性材的绝干密度、抗弯强度和抗弯弹性模量均有所提高,吸水率降低,热稳定性提高;FTIR和SEM分析显示,改性剂被成功引入、填充,并固化于木材管胞和纹孔等孔隙中。     

疏水改性对杉木微观力学性能的影响

为提高木材尺寸稳定性,利用烷基烯酮二聚体对杉木进行疏水改性处理,同时运用纳米压痕技术分析评价疏水处理对木材纳米力学性能的影响.结果表明,当处理剂的质量分数为5％、处理时间为30 min时,疏水效果最好,同时最节约成本;疏水处理会降低杉木S2层细胞壁的弹性模量,当处理剂质量分数为5％时影响较小;杉木S2层细胞壁蠕变值会随处理剂质量分数和处理时间的增加呈现上升的趋势.     

增强-阻燃改性人工林杉木的性能研究

为了提高人工林杉木的物理力学性能和阻燃性能,采用新型环保的改性剂配方和改良的真空加压浸渍法对杉木进行浸渍处理,并对杉木素材、增强材、阻燃材和增强-阻燃材的各项性能进行评价。结果表明:增强材和增强-阻燃材的密度分别达到0.577、0.604 g/cm~3,吸水率从128.8%下降到80%左右,尺寸稳定性提高,改性材的抗胀率由高到低排序:增强材增强-阻燃材阻燃材,增强材和增强-阻燃材的抗弯强度和抗弯弹性模量均比素材分别提高了35%和45%以上;3种改性材的氧指数比素材分别提高了110%、70%和130%,点燃时间延迟11~27 s,阻燃材和增强-阻燃材的热释放速率和总热释放量均降低明显,增强阻燃联合改性杉木的效果最优,杉木的各项性能全面改善。     

硅溶胶/丙烯酸酯复配乳液改性人工林杉木

用硅溶胶/丙烯酸酯复配乳液对杉木人工林木材进行改性处理,探讨浸渍时间和浸渍压力对处理木材性能的影响.结果表明,复配乳液在压力作用下,填充并固化于木材空隙中,与木材细胞壁物质发生了化学键合,从而提高了木材的力学性能.较优的改性工艺为浸渍压力1.0 MPa、浸渍时间90 min.     

脲醛浓缩体（UFC）改性杨木抗腐力和物理力学性能的研究

本研究采用脲醛浓缩体(UFC)处理杨木,以改善其性能。试验结果表明改性后的杨木有一定抗腐力及较好的尺寸稳定性,其它力学性能亦有明显的提高,处理后的木材色浅,可涂饰,能代替杉木作建筑用材。     

采伐剩余物不同清理方式对杉木幼林生长及生物量影响研究

为了解采伐剩余物不同清理方式对杉木幼林生长及生物量的影响,设置了炼山、清除和劈条带3种采伐剩余物清理方式对杉木生长及生物量指标进行了研究,结果表明:炼山处理对杉木幼林树高、胸径和材积均显著高于清除和劈条带处理;炼山处理杉木干、根、地上和总生物量均高于清除和劈条带处理,但叶和枝生物量各处理间并无显著差异;炼山处理地上地下生物量分配比例小于清除和劈条带处理。为此,提出了炼山处理在杉木幼林期有利于林木的生长,但其长期的效果仍有待于进一步研究。     

湖南速生材杉木浸渍改性工艺研究

选取湖南省各地速生材杉木为试样材料，根据速生材杉木早晚材的硬度、年轮宽度、密度等材性差异的特点，在保证水溶性改性药剂完全渗入木材的同时，也保证试材在较高压力下不被压溃。研究确定了真空-叠压法浸渍改性工艺，整个浸溃过程能在2．5～3．5h内完成。     

糠醇浸渍速生人工林木材的干燥特性研究

木材浸渍改性商业应用的主要技术难点之一是二次干燥速度慢、易开裂、易变形。本文以杨木和杉木为研究对象,使用浓度为30%和50%的糠醇水溶液对其进行浸渍改性,再以百度干燥法分析糠醇浸渍材的干燥特性,辅以干缩试验和剖面密度(VDP)试验探究干燥缺陷成因。结果表明：50%浓度浸渍材的干燥缺陷等级均大于30%浓度浸渍材,杨木浸渍材的等级均高于杉木浸渍材;杉木30%和50%浓度浸渍材百度干燥平均时间分别为24 h和29 h,而杨木30%和50%浓度浸渍材分别为20 h和30 h。浸渍材不同位置的干缩系数存在显著差异,浸渍后密度分布更加不均匀。杉木和杨木糠醇浸渍材二次干燥困难的主要原因为固化的糠醇堵塞了水分内部迁移通道,从而使干燥速度降低;糠醇分布不均匀导致干缩系数差异进一步加大,处理材易开裂、易变形。     

热处理和蒸汽处理对压缩杉木性能的影响北大核心

以压缩杉木为研究对象,采用热处理和蒸汽处理两种方法,在不同温度条件下(160、180℃和200℃)对其进行压缩变形固定处理,分析不同处理工艺条件对压缩杉木回复率、残余应力和力学性能的影响,并探究压缩杉木变形固定机理。结果表明:热处理和蒸汽处理都可以降低压缩杉木的回复率和残余应力。随着处理温度的升高、处理时间的延长,压缩杉木的水煮回复率和吸湿回复率均减小。与热处理相比,各温度条件下蒸汽处理的压缩杉木水煮回复率和吸湿回复率均较小。随着处理温度的升高和处理时间的延长,热处理和蒸汽处理均可减少残余应力。在相同处理温度和处理时间条件下,蒸汽处理对压缩杉木的残余应力有更好的消除效果。热处理和蒸汽处理对压缩杉木力学性能都有一定的削弱作用,特别当处理温度达到200℃时,力学性能下降幅度较大。热处理和蒸汽处理改变了压缩杉木中C元素和O元素含量,O/C值分别降低了5.88%和7.84%;不改变压缩杉木纤维素结晶区的晶胞构造,但相对结晶度分别减小了5%和3%。综合考量,对压缩杉木采用蒸汽处理(180℃)进行变形固定是较好的选择。