家具用速生材浸渍改性与高温热处理研究进展

论述了近年来速生材改性,尤其是浸渍改性和高温热处理改性的研究进展。根据家具用材基本要求提出了家具用速生材改性原则和方向,提出家具用速生材改性必须建立一套评价体系,根据不同产品和不同零部件的用材要求提升相应的性能。探讨了目前常规浸渍热处理改性的发展现状和存在的问题,并提出了家具用速生材组合改性思路和改性优化方案。在满足基本性能要求的基础上将浸渍改性与高温热处理无缝衔接,通过工艺流程上的改进和工艺参数的调整,缩短浸渍处理与高温热处理之间的过渡时间,为实现其大规模应用提供技术支持。     

无机质复合速生材研究现状与展望

速生人工林种植面积大,生长周期短,在取代天然林资源方面具有得天独厚的产量优势,但存在结构疏松、密度小、强度低等缺陷,导致其使用范围大受限制。使用无机材料对人工速生材进行改性处理可有效提高速生材性能和用途。文中简要总结无机质复合木材制备方法——扩散法、溶胶—凝胶法和真空浸渍法,以及无机材料改性处理对速生木材在力学性能、尺寸稳定性、阻燃性、表面疏水性和表面耐候性方面的改善,以期为人工林速生材无机材料改性提供技术参考。     

改性辐射松木材物理力学性能研究

研究了辐射松树脂浸渍材与热空气热处理树脂浸渍材、热压热处理树脂浸渍材的物理力学性能,为后续辐射松改性处理和加工利用提供参考。结果表明:相对于未处理材,浸渍处理提高了木材的密度、尺寸稳定性、力学性能;相对于浸渍材,热处理可进一步提高尺寸稳定性,但一定程度降低了力学强度。     

高温热处理木材胶合性能的研究

笔者研究了桦木、落叶松和樟子松高温热处理材的胶合性能,并与常规干燥材进行了对比。测试结果表明木材的胶合剪切强度与所用的胶黏剂有关,聚氨酯胶合的三个树种木材的剪切强度普遍大于白乳胶胶合的木材。无论是室内用的白乳胶或室外木结构用的聚氨酯胶都能与三个树种的高温热处理材很好地胶合,胶合试件的浸渍剥离率或煮沸剥离率皆为零。木材经高温热处理后,其剪切强度均有不同程度的降低,阔叶材桦木下降幅度最大,针叶材落叶松下降幅度最小。     

蒙脱土/石蜡复合乳液改性高温热处理材的吸水吸湿性

使用南方松作为研究材料,使用有机蒙脱土/石蜡复合乳液对试材进行浸渍,结合高温热处理技术对改性材进行X射线衍射(XRD)研究。结果表明,将有机蒙脱土和石蜡等存在结晶结构的物质引入木材中会使木材的相对结晶度提高。将处理材和未处理材的平衡含水率和吸水性进行对比,结果表明有机蒙脱土/石蜡复合乳液浸渍处理可以有效地降低高温热处理材的平衡含水率、吸水率和体积膨胀率,先高温热处理后再使用有机蒙脱土/石蜡复合乳液进行的浸渍处理工艺效果最佳。     

木材热处理研究及产业化进展

热处理是在160℃以上低氧环境下进行的木材改性技术,可以改善木材的尺寸稳定性、生物耐久性和机械振动性能,同时能调节木材的材色,并且具有良好的环境友好性。但是高温处理也降低了木材的力学性能,对抗弯强度和冲击韧性的影响尤为显著。半纤维素在高温下的热解是热处理材改性的主要原因,它减少了木材中亲水基团和营养物质的数量,降低了木材的韧性,同时也影响了木材的明度指标。纤维素和木素在热处理过程中的变化相对较小,纤维素的结晶度有所上升,进一步降低了木材的亲水性,并提高了木材刚度;木素的结构在处理过程中发生了重组,形成了更加稳固的网状结构,对细胞壁的膨胀具有抑制作用,同时也是木材材色变化的主要原因。热处理过程中产生的抽提物主要是半纤维素的降解产物,它们对木材的吸湿性和声学特性都有影响。热处理对木材性能的调节受诸多工艺参数影响,温度是对木材改性深度影响最大的因子,处理环境的压力和在最高处理温度下的处理时间也对改性效果产生影响。木材热处理目前已获得较为广泛的产业化应用,这一方面是得益于系统性的基础研究,另一方面是因为它具有环保、低成本、操作简便等优点。木材热处理目前已逐渐形成了一个较为完整的技术和理论体系,但在平衡性能提升与强度损失、保持材色稳定性等方面的研究仍具有持续深入和拓展的空间。     

二氧化硅联合热处理改性对橡胶木性能的影响

为弥补热处理材的力学性能损失,利用二氧化硅联合热处理改性橡胶木。在热处理橡胶木前后分别真空浸渍二氧化硅前躯体溶液,热处理温度200℃,保温时间2 h。对未处理材、热处理材、浸渍-热处理材与热处理-浸渍材的力学性能、尺寸稳定性以及热稳定性进行对比分析。结果表明,与热处理材相比,浸渍-热处理材与热处理-浸渍材的抗弯强度分别提高28.97%和18.88%,抗压强度分别提高26.65%和38.91%。与未处理材相比,热处理材、浸渍-热处理材和热处理-浸渍材的吸水性与湿胀性均有所降低。热重分析表明,浸渍热处理材的热降解速率低于热处理材,说明二氧化硅与木材的结合阻碍了热分解以及木质基的完全裂解,木材的热稳定性有所提高。红外光谱分析显示,浸渍-热处理材上出现了Si—O—Si特征峰,说明木材内部有二氧化硅生成。X射线衍射分析结果表明,木材的纤维素衍射峰位置无变化,说明浸渍二氧化硅处理未破坏纤维素的结晶结构。     

国外木材热处理工艺进展及制品应用

就目前国外常用的几种热处理工艺,分别对其工艺路线、工艺参数和其产品的性能及应用进行阐述.对比化学方法处理的浸渍材而言,热处理后的木材产品更加符合环保要求.采用热处理工艺来处理我国人工林木材,不但可以有效提高其尺寸稳定性、耐候性和防虫性等,而且还能拓宽人工林木材的使用领域.木材热处理将是我国木材工业未来发展的重要方向.     

热处理复合硅石溶液改性杨木的性能及机理研究北大核心

将硅石溶液经有机硅烷杂化后浸渍人工林杨木,再对其进行热处理,测试分析改性材的物理力学性能、化学结构及形貌特征,探讨木材联合改性机理。结果表明:1)复合硅石溶液改性使杨木的密度、强度和阻燃性均显著提高,但尺寸稳定性欠佳,热处理可明显增强其尺寸稳定性和阻燃性;2)改性剂填充固化于木材细胞腔,甚至渗入细胞壁中,可起到有效的增强作用;3)热处理可促进改性剂与木材组分发生稳固的Si—O—Si化学结合;4)联合改性材中Si原子配位数增多,缩聚固化程度更高,稳定性增强。复合硅石溶液/热处理联合改性是一种应用前景广阔的绿色木材改性技术。     

蔗糖/DMDHEU改性对木材涂饰和老化性能的影响

以改性杨木和辐射松及其对照材为研究对象,采用3种水性涂料分别对其进行涂饰处理,系统地研究了蔗糖/DMDHEU改性处理对响叶杨和辐射松木材涂饰和老化性能的影响规律。结果显示,与未处理木材相比,改性木材表面的水接触角稍微降低,漆膜附着力显著提高,这有助于增强水性涂料在木材表面的润湿性和耐久性。由于改性剂中含有大量未反应的自由羟基,因而导致漆膜在改性木材表面的干燥速度有所降低。经过12个月室外老化测试,改性木材表面颜色变化ΔE*较未处理木材小,改性木材表面产生的开裂比未改性木材少且小。红外光谱分析显示,所有老化木材表面的木质素典型特征峰均消失,表明该改性处理并不能实质性防止木材表面木质素的光降解。     

思茅松3种密实化改性材物理性质比较

密实化是提升低密度人工林材品质、拓展其用途的重要途径之一。以思茅松为研究对象,在考察水抽提处理对其可浸渍性影响的基础上,分析比较了糠醇化、机械压缩以及两者联合等3种密实化改性方式对其剖面密度、吸湿性、24 h吸水性和吸水厚度膨胀率的影响。结果表明:1)水抽提处理有助于提高思茅松材的可浸渍性,质量增加率可以提高11.35%,而且剖面密度分布存在显著差异;2)浸渍可均匀提高木材厚度上的密度,机械压缩促使思茅松材形成了内高外低的密度分布,联合改性材剖面密度的分布特征类似于压缩密实化材,但内外层间的过渡更为平缓;3)糠醇浸渍可以显著降低木材的吸水性和吸湿性,机械压缩对木材吸湿性的影响不明显,但其吸水率稍高,因糠醇树脂的原因,联合改性材的吸湿吸水性均显著下降;4)糠醇浸渍可以显著降低木材的吸水厚度膨胀率,对压缩密实化材具有较好的定型作用,联合改性材的24 h吸水厚度膨胀率为3.3%,接近于对照材的4.1%,而压缩材为24.7%,糠醇浸渍材只有0.4%。同时,水溶液的酸碱性对木材的吸水行为也有影响。综上,糠醇化与压缩密实化的联合改性非常有潜力用于速生低密度松木材的增值加工,而热水抽提处理可以作为提高松木糠醇浸渍的预处理手段。     

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%。     

浸渍高温热处理改性桉木力学性能分析

以脲醛树脂作为浸渍剂,纳米SiO_2作为改性材料对速生桉木进行改性处理,以纳米SiO_2质量与脲醛树脂浸渍溶液固含量的质量比(W)、高温处理温度(H)和时间(T)作为影响因素,探究浸渍高温热处理改性对速生桉木力学性能的影响。研究结果表明:浸渍高温热处理能够提高桉木的握钉力、抗弯强度和抗弯弹性模量。当W为2%、H为180℃、T为4 h时,浸渍热处理桉木的径面和弦面握钉力达到了理想值;当W为1%、H为160℃、T为4 h时,浸渍热处理桉木的端面握钉力较为理想;当W为1%,H为160℃、T为2 h时,浸渍热处理桉木具有较好的抗弯强度和抗弯弹性模量。     

速生杨木改性研究进展

杨树是我国重要的速生林树种之一。为了充分利用杨树资源,提高速生杨木的品质,缓解我国目前木材的供需矛盾,迫切需要对杨木进行改性处理。论述速生杨木改性的研究进展,目前对速生杨木改性主要是从其材质松软、密度小、硬度低、易腐朽、尺寸稳定性差等天然缺陷出发,采取浸渍处理和非浸渍处理两大主要方式。浸渍改性包括采取有机物浸渍改性、无机物浸渍改性或二者联合浸渍改性。非浸渍改性包括与其它物质或材料复合改性,压密改性,热压改性,高温热处理改性、熏烟热处理改性、汽蒸改性,水热改性以及多种方法联合改性处理。研究表明,这些改性处理方式对杨木材性提高有显著作用,为杨木高附加值生产提供了重要依据。     

木材高温热处理技术研究进展

高温热处理技术是木材功能性技术中市场转化率最高和未来前景广阔的主要技术之一,生产过程中不添加化学试剂,在改善尺寸稳定性、生物耐久性、木材材色及声学特性等性能同时不损失产品的环保性能.但高温处理存在木材的力学性能和表面润湿性降低、生产能耗高及废气排放量大等问题,因此了解高温热处理技术对木材材性及性能的影响及作用机理,对进...     

二氧化硅改性处理桉树生材的材性分析

采用溶胶-凝胶法,对含水率142％～146％的速生桉树生材进行改性处理,采用电镜SEM、X-射线能谱仪DAX及红外光谱FTIR分析,观察木材微观结构和SiQ分布状态,并检测理化性能.结果表明:浸渍时间不同,改性材中的SiO2含量和分布不同;改性材的增重率最大达45％,气干密度可提高至0.6 g/cm3左右,抗弯强度、硬度及耐光老化性能等均相应提高.     

热处理木材材色变化机理研究现状北大核心

热处理是一种应用广泛的木材改性方法,不仅能改善木材材色,还能提高木材的尺寸稳定性和生物耐久性。总结了热处理工艺对木材性能的影响,详述了热处理过程中木材化学组分变化。从处理过程和老化过程讨论了环境对处理材性能的影响,并概括了热处理木材材色变化机理。未来应深入解析热处理化学反应路径及其内在机理,建立木材材色与其他材性的关系,并通过联合改性处理提升热处理木材的耐久性。     

木材压缩改性技术研究进展

为改善速生材自身固有的缺陷,提升其利用价值,需对速生材进行强化改性处理.木材压缩改性技术作为一种木材物理强化改性方法,具有生产效率高、无化学污染和易于产业化生产等优点,是扩展速生材应用范围最具潜在商业价值的木材改性技术之一,已成为木材改性研究领域的前沿和热点.笔者在广泛阅读文献的基础上,对木材压缩强化改性方面的代表性成...     

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。     

马尾松木材改性研究现状

马尾松（Pinus massoniana）种植面积广,生长周期短。马尾松木材存在尺寸稳定性差、含脂量高和易蓝变等缺陷,使其应用范围受到限制。需要对马尾松木材进行改性处理来提高其性能和用途。通过对近年来马尾松木材改性相关研究工作进行总结归纳,马尾松木材改性的方法可分为脱脂处理、有机物浸渍处理、无机物浸渍处理、热处理和其他处理;探讨马尾松木材改性的发展方向,以期为马尾松木材改性的进一步研究提供理论基础,扩大马尾松木材的利用范围。