饱和蒸汽热处理对竹材颜色的影响

研究饱和蒸汽热处理过程中竹材颜色的变化规律,以期为竹材的开发利用提供理论和实验依据。采用国际照明委员会颜色系统CIE 1976 L~*a~*b~*标准色度系统,研究饱和蒸汽热处理毛竹竹片过程中竹片初始含水率和热处理时间对其颜色的影响。结果表明,在热处理过程中,竹材颜色从浅黄色变为深红褐色,整体颜色变化均匀。竹材初始含水率和热处理时间对a~*、b~*和L~*均具有较大的影响。随着热处理时间的增加,a~*先升高再降低,b~*和L~*主要呈现下降的趋势。同时,随着竹材亮度的降低,a~*以一种类似抛物线的趋势变化,而b~*主要呈现直线降低的趋势,但均大于0,表明竹处理材偏红、偏蓝。热处理时间对竹材总色差(ΔE~*)的影响主要集中在10～20 min,且ΔE~*受明度差(ΔL~*)的影响较大,而黄蓝色品差(Δb~*)对ΔE~*的影响大于红绿色品差(Δa~*)。此外,处理后竹材的颜色饱和度(C~*)和饱和度差值(ΔC~*ab)均随着热处理时间的增加而降低,而色度变化(ΔC~*)的变化趋势则相反。不同初始含水率的竹材之间,颜色亮度和黄蓝度主要分布范围差异不大,而红绿度差异较大。三大素检测结果显示,处理材颜色的差异主要是由不同初始含水率引起化学成分不同导致的。     

竹材无裂纹展平生产技术

无裂纹竹展平板的生产技术主要分为竹筒无裂纹展平技术和弧形竹片无裂纹展平技术。竹筒无裂纹展平时先将0.5~2 m长的竹筒去除内节、竹青,纵向开槽后,对其进行180℃左右高温饱和蒸汽软化处理3~15 min,然后趁热在展平机上利用带有线槽或者孔眼的展平辊逐级加宽,展平成无裂纹的宽幅平面竹板材;弧形竹片无裂纹展平时先将0.5~2 m长的竹筒剖分成2片以上的弧形竹片,对其进行180℃左右高温饱和蒸汽软化处理3~15 min,然后趁热在刨削展平一体机上先将弧形竹片整成圆弧形,去除竹片上竹黄、竹青层,再利用渐平弧辊和压平辊纵向逐级展平成无裂纹的窄幅平面竹板材。无裂纹竹展平板可广泛应用于竹集成材地板、刨切竹单板、竹集成材家具等加工制造,该竹材无裂纹展平生产技术可降低胶黏剂用量和能耗,降低产品成本,对竹材新产品开发具有现实意义。     

利用竹粉制备吸波磁性炭

电磁辐射污染已成为一种除水和空气污染外的新环境污染问题,为解决这一问题,对废弃的竹粉进行回收利用,制备吸波性能较好的磁性竹炭,不仅可以提高产品附加值,同时也可解决废弃竹粉污染环境的问题。采用原位共沉淀、Fe2+/Fe3+混合液和NaOH溶液两步常压浸渍法制备磁性竹粉,并在1000℃下原位碳化,合成了α?/β?Fe/Fe3O4/Fe3C四相Fe/C复合材料(CF3)的磁性竹炭。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计以及矢量网络分析仪等研究方法可以看出,随着热解温度的升高,生成的CF3表面出现许多微孔,有利于实现电磁波的吸收,磁性竹粉炭化前后的饱和磁化强度由2.18 emu/g显著提高到67.00 emu/g。CF3的电磁波吸收性能较好,其在5.72 GHz处具有最小反射损耗值,为-19.82 dB,匹配厚度为4.25 mm,有效响应带宽为13.76 GHz。研究表明,较好的吸波性能是由于α?/β?Fe/Fe3O4/Fe3C多相复合形成的连续网络结构可得到最佳的阻抗匹配特性,以及最大的介电损耗和磁损耗能力。3种材料中磁性竹炭表现出最高的电导率,说明磁性竹炭的导电性能最好,具有较强的电磁波衰减能力。此外,在C?Fe3C、C?Fe和C?Fe3O4界面处的界面极化对提高微波吸收性能有积极作用。     

饱和蒸汽热处理对竹束化学成分和结晶度的影响

为揭示竹材饱和蒸汽热处理的微观机理,并为竹材材性调控及热处理工艺参数的优化提供理论依据,采用傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)和X射线衍射法(XRD)研究饱和蒸汽热处理毛竹竹束过程中,竹束初始含水率和热处理时间对其化学成分和相对结晶度的影响规律。结果表明:绝干竹束与初始含水率为20%的竹束相比,其相对结晶度迅速由0.62降低到0.50;进一步提高竹束初始含水率,热处理产物相对结晶度变化不大,维持在0.48左右。同时,热处理使竹束结晶区晶层距离变大,粒径增加。这主要是由于饱和蒸汽热处理会使竹束中产生宏观残余应力,导致晶格畸变,进而使晶格各向异性收缩。此外,随着热处理时间的延长,竹束中木质素含量逐渐提高,而半纤维素含量逐渐降低,处理50 min后半纤维素含量降低幅度分别为71.8%,68.6%,84.4%,52.2%和87.1%。纤维素含量呈现先降低后提高再降低的趋势,热处理30～40 min后,竹束中的纤维素含量达到最大值。分析认为,这主要是由于半纤维素热降解会产生大量乙酸,催化纤维素在非结晶区的降解,但随着热处理时间的延长,竹束中半纤维素降解越来越剧烈,导致纤维素相对含量增加。     

饱和蒸汽热处理工艺对毛竹材理化性能及防霉性能的影响北大核心

采用热处理温度为140、160、180℃,热处理时间为20、25、30 min的饱和蒸汽热对毛竹材进行高温改性处理,分析了不同热处理工艺对毛竹材化学成分、结晶度和力学性能的影响,对比了不同热处理工艺条件下毛竹材的防霉效果。结果表明:1)热处理温度在140℃时,竹材中化学成分变化不大。当热处理温度在160℃以上时,竹材中半纤维素和纤维素的含量随热处理时间增加而减少,木质素相对含量呈上升趋势;2)热处理温度和时间都对竹材样品的结晶度有积极的影响;3)热处理温度在140℃时,竹材的弹性模量和静曲强度均比未处理时增加。随着热处理温度的升高和时间的延长,竹材的弹性模量和静曲强度下降,力学性能呈下降趋势。在180℃处理30 min后,处理材的弹性模量和静曲强度较未处理材降低23.15%和19.00%;4)饱和蒸汽热处理竹材的防霉能力与未处理材相比均有提高;热处理温度对竹材的防霉性能的影响大于热处理时间;经180℃处理30 min的竹材其霉变速度最慢,防霉效果最好。     

动模干式弯曲竹制品制造工艺

介绍了动模干式弯曲技术及其加工设备。该技术可实现一次性将竹条软化、胶合、干燥和360°圆弧弯曲无损定型,同时实现了竹质弯曲构件的免钉装配,提高了竹质弯曲制品生产的自动化和连续化水平。此外,采用内外侧同时分段加热的方式,使组合竹条受热更加均匀,减少了裂痕、开胶等现象的发生。通过调整动模干式弯曲设备加热模具的形状、尺寸、弧度,不仅实现了多层竹单板的胶接弯曲,增加了弯曲件的操作厚度,还可实现多种弧度、形状的竹材弯曲定型,操作灵活。相关加工设备包括动模干式弯曲装置和热压定型装置。通过以上设备和方法制造的竹质弯曲制品性能整体满足使用GB/T 3324—2017 《木家具通用技术条件》、GB/T 35607—2017 《绿色产品评价家具》和GB 18401—2020 《国家纺织产品基本安全技术规范》等标准相关要求。     

留青展平竹地板生产工艺

留青展平竹地板采用半竹留青展平技术,通过调整软化工艺,在展平过程中保留竹青部分,制备出留青竹展平板,再通过正交组坯的方式与竹集成材芯材胶合而成。首先将毛竹去除竹节后进行对半剖分,采用纵向展平技术将留青竹片进行无裂纹展平,展平后竹板宽度在13.5 cm左右。将展平后的竹板材冷压5～7 min,压力1～2 MPa。冷却后进行刨黄面定厚和定宽处理,再与竹集成材芯材组坯热压,热压温度95～100℃,热压压力3 MPa,热压时间20 min,得到1 220 mm×12 mm×19.5 mm的留青展平竹地板。该产品丰富了竹地板的品种,开辟了竹材精深加工的新途径。     

饱和蒸汽热处理竹束制造竹重组材的生产技术北大核心

目前竹材高温热处理技术的工业化生产大多采用常压高温热处理,与传统的常压热改性处理技术相比,饱和蒸汽热处理技术在处理效率、环保及能耗方面更具优势。在传统竹重组材制造工艺的基础上,提出了压力式饱和蒸汽热处理竹束技术。以竹材为原料,通过开片、碾压疏解等工序制得竹束,采用饱和蒸汽压力罐对竹束进行高温饱和蒸汽热改性处理,再经浸胶、干燥、养生、热压后,制得竹重组材及其系列产品,构建了一种新型高性能竹重组材制备工艺体系。这对于提升竹重组材制造技术,促进竹资源的高效综合利用具有重要现实意义。