木材流体渗透性的研究现状与展望

回顾了国外在木材流体渗透性方面进行的研究情况,介绍了木材流体渗透性研究领域中的主要理论和木材结构模型,简述了我国木材流体渗透性方面的研究进展和现状,以及我国在提高木材渗透性上取得的主要成果.     

木材渗透性及其物理改善方法研究进展

木材是绿色环保可再生材料，固碳、降碳优势明显；但部分木材渗透性差，极大制约了木材的干燥、改性、浸渍处理等后续加工。改善木材渗透性可以节省加工成本，降低加工难度，有效提高木材的性能和功能。木材渗透性的物理改性方法是指通过外力破坏木材的薄弱结构，因其属于环境友好型且效率较高，近些年的研究也相对较多。文中总结了木材渗透性的影响因素(木材结构、加工工艺、流体性质)及改性方法，重点阐述了近几年研究较多的微波处理、超临界CO₂处理、超声波处理等物理改性方法的机理及研究进展，分析比较了不同物理改性方法之间的差异和研究中存在的问题，最后指出未来关于木材渗透性物理改性方法研究的潜在领域及发展方向，以期为木材渗透性改善技术的后续研究和应用提供参考。     

木材保护剂分散体系及其液体渗透性研究概述

木材保护是节约木材资源、提高木材使用质量的重要手段。为了实现长期、高效的木材保护,通常需要对木材进行整体浸渍处理,即通过木材的多孔结构将包含有效成分的木材保护剂分散体系引入木材内部。随着技术的发展,出现了各种不同类型的木材保护剂分散体系,笔者介绍了其分类以及各类型的定义和基本特性,在此基础上分别对溶液、微乳液、乳浊液、溶胶、悬浊液型木材保护剂分散体系在木材中的液体渗透性方面研究进行了概述。对于水溶型木材保护剂而言,木材构造、木材抽提物及处理药剂的性质是影响其液体渗透性的主要因素;油溶型木材保护剂的液体渗透性在很大程度上取决于其溶剂的性质,轻油溶剂比重油溶剂的渗透性更优;乳浊液的液滴粒径与木材纹孔膜上孔隙尺寸相当,因此其渗透性与液滴粒径、树种密切相关;微乳液比乳浊液更易渗透,甚至可部分进入木材细胞壁;溶胶形成胶体粒子后在木材内的渗透与木材构造、胶体粒子粒径及p H等相关;悬浊液型木材保护剂由于粒径较大,在木材内的渗透性不佳,分布也不均匀。分析了该领域现有研究的不足,提出应系统、深入地开展研究,在此基础上改善分散体系在木材中的液体渗透性,并为木材保护分散体系的开发提供指导。     

木材流体渗透理论与研究方法

为较全面系统地了解木材流体渗透理论研究现状,从流体在多孔介质内的主要类型与流动理论、流体在木材内的主要流通通道及木材流体渗透性研究的主要理论与试验方法等几方面进行综合概述,提出木材流体渗透性理论研究的主要发展方向.试验观察应采取更先进的手段,动态观察流体尤其是液体渗透木材的整个连续过程,并构筑更合理的木材流体简化结构渗透模型,以较少的参数反映更完整的流体渗透途径;理论研究应借鉴木材干燥过程中应用较成熟的传质传热模型,建筑多孔材料如水泥、石、砖等的渗透性研究,土壤流体渗透性及地下石油流体渗透性研究方面应用较成熟的理论和方法,并拓宽木材渗透性的研究对象,建立符合木材非稳态渗透实际过程的二维或三维理论模型,以更逼真地模拟木材流体渗透过程;2种方法结合起来,定性和定量完整描述木材流体渗透机制.     

木材流体渗透性研究的发展与趋势

介绍了木材流体渗透性研究领域中的主要理论和常用的木材结构模型;简述了我国木材流体渗透性研究的发展和现状,以及自60年代以来所取得的主要成果。木材渗透性研究的理论主要包括线性粘滞液体流的Hagen-Poiseuile方程,非线性粘滞液态流的Erk或Bar方程,气体滑流效应的线性气体流Adzumi方程;常用于木材渗透性研究的木材结构模型有:均匀并联毛细管模型、Sebatian针叶材模型、Pety串联流导模型、Comstock针叶材模型,以及Bramhal提出由Bolton改进的渗透截面随长度衰减模型;此外还有关于短毛细管的Couete修正和Clausing修正。     

木材综合信息数据库查询系统的研究

木材综合信息数据库查询系统是在收集、整理我国木材科学领域多年来研究成果和实验数据的基础上，建立起来的大型木材科学综合信息数据查询应用软件包。系统收录有木材标本、木材译名、木材用途、及木材解剖识别、木材眼微构造、木材化学、木材物理力学、木材、木材热学、木材声学及木材渗透性等信息，建立了十二个专项子数据库。     

马尾松木材横向液体渗透性的研究

分析和讨论了影响马尾松木材横向液体渗透性及其各向异性的机理.对马尾松木材的径向液体渗透性和弦向液体渗透性进行了测量.结果表明,马尾松木材的径向液体渗透性大于弦向液体渗透性,并且,马尾松木材的径向液体渗透性和弦向液体渗透性都是从边材向心材逐渐减小,并随着含水率的下降而升高.其原因是径向液体流动的主要通道是木射线和水平树脂道,弦向主要是管胞壁和交叉场上的纹孔.     

几种木材干燥方法机理及其对木材浸注性的影响*

木材干燥是木材工业应用中必不可少的一环 ,木材的浸注性或渗透性又是关系到木材改性成功与否的重要前提。因此 ,开展不同干燥方法对木材浸注性或渗透性影响的研究 ,将对开展低质人工林木材功能性改良、提高其质量和利用价值的新技术与新方法的研究 ,具有重要理论指导作用。文中就高温干燥、高频 /真空干燥、微波干燥、冷冻干燥和大气干燥等干燥方法的机理及其对木材浸注性或渗透性影响的研究工作进行了全面综述     

微生物侵蚀处理对木材渗透性影响研究进展

微生物侵蚀处理可以改善木材的渗透性,一般有细菌处理、真菌处理和酶处理三种方法.本文介绍了微生物侵蚀处理的研究进展,分析了三种方法处理木材对被处理材渗透性的改善效果及对木材物理力学性能的影响,并就如何采用微生物侵蚀法处理木材,提高其渗透性的研究进行了分析和展望.     

木材可压缩流体渗透中滑流的研究

在气体平均压力倒数为1.4-48atm~(-1)范围内测定了长白鱼鳞云杉和红松木材可压缩流休渗透中滑流效应及影响滑流的因素,论述了木材中流体流动形态和机理。研究表明,两种木材可压缩流体渗透中均产生滑流,但长白鱼鳞云杉中滑流高于红松。前者滑流渗透性与真渗透性百分比、比名义渗透性与真渗透性比、滑流因素分别为69.39％、1.69、0.356atm;后者分别为37.64％、1.376、0.197atm。滑流的大小与木材有效毛细管半径、真渗透性和气体平均压力有高度紧密相关。木材有效毛细管半径愈小,真渗透性愈低,或气体平均压力愈低,则滑流效应愈大。     

WOOD PERMEABILITY

In this paper,the permeable measurement equipment was made by authors.Thepermeability of four species of common wood was measured.These species grow in northeasternarea of China.The results indicated that 1)The experiment proved this equipment was reasonble instructure,good measurement precision and convenient use,and the wood permeability measurementwas satisfied.2)Wood permeability was the physical property of anisotropy in different grain direc-tions.The permeability of four kinds of wood in axialis are greater than that in crosswise,thepermeability of Pinus koraiensis and Larix dahurica in radial is greater than in tangential,andthe permeability of Populus davidiana Dude and Betula playphylla Suk in tangential is greater thanthat in radial 3) According to the data of four kinds of wood permeability in different grains direc-tion,the effect mechanism on wood permeability and different properties was discussed and ana-lysed.     

木腐菌及其腐朽机理研究进展

木腐菌可以有效地改善针叶材心材的渗透性,可用于辅助阔叶材散孔材年轮的鉴定,木腐菌及其所分泌的酶还可作为生物技术应用于木材工业,如生物制浆预处理、生物漂白以及木材酶解为糖的预处理等领域。本文从褐腐、白腐、软腐、竹材及人造板等几个方面出发,对国内外腐朽机理的研究现状进行了较为系统、全面的介绍,旨在使学者了解真菌选择性地降解木竹材的化学成分和细胞各部分的知识,为木竹材的保护和合理利用提供参考。     

木材细胞壁与木材力学性能及水分特性之间关系研究进展

阐述了木材细胞壁微纤丝角、结晶度、纹孔和化学组分等对木材力学性能的影响规律,针对木材的水分特性重点归纳了纹孔和抽提物对木材渗透性的影响机制,并对未来细胞壁微观研究发展趋势进行了总结,旨在为木材细胞壁相关研究提供借鉴。     

Liquid water diffusivity of wood from the capillary pressure-moisture relation

This study focuses on liquid water transport in wood above the fiber saturation point in the nonhygroscopic region. The liquid water transport of hygroscopic porous materials including wood is usually described by Darcy’s law. It requires knowledge of capillarity and intrinsic and relative permeabilities. In this study, the capillary pressure-water relation and relative permeability were investigated using experimental data for wood available in the literature. The performance of three models (Brooks-Corey model, van Genuchten model, and Durner’s bimodal pore-size distribution model) was investigated for the capillary pressure-water relation. These models have advantages in that each shape parameter has qualitative physical meaning for the pore-size distribution. Most species had unimodal pore distributions except for aspen, which had a bimodal pore distribution. The van Genuchten model represented the capillary pressure-water relation better than the Brooks-Corey model. Durner’s bimodal model was found to be the most appropriate for the capillary pressure-moisture relation of aspen. The relative permeability was calculated by using Mualem’s model, which was compared with the value from the Couture model. From the results, the liquid water diffusivity divided by intrinsic permeability of wood was estimated. This approach may be promising for adopting the liquid water diffusivity for the numerical simulation of drying and sorption, although there might be considerable variation within and between trees.     

浅析木蜡油的应用、研究现状及发展趋势

木蜡油是无有毒物质挥发的绿色环保涂料,具有渗透性高、稳定性好、耐老化性能强等特点。本文系统地介绍了木蜡油的概念、成分和特点,并对木蜡油的应用和研究现状进行了初步分析,重点分析了木蜡油的组成成分及其对成膜性能的影响,尤其是催化剂成分对固化时间的影响,并指出了木蜡油的发展方向,以期为木蜡油的研发和应用提供参考。     

在酸催化下不同形态木材液化的研究

对粉状、纤维状和刨花状等形态木材,在不同酸催化下的液化效果进行的研究发现,木材液化率几乎不受木材颗粒粒度的影响,木液比和催化剂的种类是影响液化反应的重要因素,对液化率的影响较大.     

FLAME RETARDANT OF GUANIDINE CONDENSED PHOSPHATE (GCP) FOR WOOD

Fireplaysanimportantroleinmakingmancivilization,butfirealsobringaboutdisastertoman.Somedevelopedcountriesdatashowedthatl%ofthegrossnationalproductisdevotedbyconflagrationseveryyear.Inrecentyears,firesoccurredabout3-4hundredtimeseveryyearinChina,di-recteconomiclosswas2Oo-3OOmillionChineseyuanL13,andmostfireswerecausedbywoodburning.Therefore,flameretardanttreatmentforwoodtodiminishorpreventfiredisasterisamosteffectivemeasureofstrategy.Forthisreason,thisresearchfieldhasbeenreceivingagreatat-tC…     

三种木材的渗透性与阻燃处理关系

通过对马尾松、米槠、檫树的渗透性及它们的阻燃剂浸注量的研究发现 ,3种木材的阻燃剂浸注量与它们相应的渗透性呈线性相关 ,相关系数在 0 847～ 0 896之间 ,该结果说明了木材的阻燃处理与木材的渗透性有着密切的关系。     

木材可压缩流体的流动型态分析

本文针对可压缩流体在木材中渗透时出现的粘性流、滑流与非线性流,根据木材解剖构造特性运用统计物理和流体力学有关理论,分析讨论了粘性流、滑流与非线性流产生的原因和机理,及其与木材中可压缩流体渗透性的关系。粘性流存在于木材中流体通过的所有孔隙,而滑流存在于木材中满足滑流产生条件的那部分孔隙中。在通常的渗透压强条件下Ｒｅ≤１０,木材中流体渗透的流动型态不存在湍流。流体动能损失导致的非线性流的出现,使可压缩流体的流动特性偏离达西定律,当使用Ｋｌｉｎｋｅｎｂｅｒｇ方程和Ａｄｚｕｍｉ方程分析测量数据研究木材可压缩流体渗透性时,要注意非线性流的影响,降低渗透压强能减少或避免非线性流。木材可压缩流体渗透性与可压缩流体的流动型态间有一定关联。     

我国杨树人工林材性与加工利用研究现状及发展趋势

本文概述了杨树人工林发展概况,全面分析了杨树人工林木材性质与加工利用研究现状和存在问题,指出将杨树人工林材性与加工利用结合起来进行研究是合理、高效利用杨树人工林木材的必由之路。