马尾松木材微波脱脂工艺研究

系统研究了微波功率密度、辐射时间和木材初含水率(MC)对马尾松木材脱脂率的影响规律。结果表明,脱脂率随微波功率密度的增大和辐射时间的延长而增加,随初含水率的增加呈先增后减的趋势。优化脱脂工艺为:微波功率密度4 000 kW/m~3、微波辐射5 min、试件初含水率约80%,马尾松木材的脱脂率达56.24%,且试件内外层脱脂率无显著差别。     

微波预处理对杨木活性染料染色效果的影响

以杨木为研究对象,采用单一因素法研究了杨木初含水率,微波辐射时间及微波辐射功率对杨木活性染料染色效果的影响规律,获得较优的杨木微波预处理工艺。结果表明:(1)微波预处理可以破坏木材内部微观结构,改善木材渗透性;(2)随着杨木初含水率的升高,上染率逐渐下降。当初含水率为25%时,其上染率和固色率分别为39.44%和38.31%;(3)随着微波辐射时间的延长,上染率和固色率均呈上升趋势,当辐射时间为90 s时,与未处理木材相比上染率可提高21.15%,固色率可提高21.44%;(4)随着微波辐射功率的增大,染色效果也更佳;当辐射功率为18 k W时,与未处理木材相比上染率可提高21.38%,固色率可提高21.59%。     

高强度微波辐射对落叶松木材渗透性的影响

采用高强度微波辐射落叶松木材,将微波处理的木材试件与未处理试件在相同的条件下进行加压注水试验,测定吸水增重率(WAR),用于评价木材的渗透性.研究了试材初含水率、处理材心层温度、微波辐射功率、微波辐射时间等处理工艺条件与落叶松木材渗透性的关系.结果表明:适当控制上述处理条件,高强度微波辐射处理可以改善落叶松木材的渗透性.落叶松木材适宜的初含水率范围是25%～60%;适宜的微波辐射功率与落叶松木材的初含水率有关,本文条件下辐射功率可选择9～24 kW;适宜的辐射时间取决于木材的初含水率和选择的辐射功率,当落叶松木材的含水率为30%左右,9.23 kW 微波功率下辐射55 s或20～24 kW微波功率下辐射25 s时,经微波处理木材的吸水增重率是未处理材的200%以上,木材的渗透性得到显著改善. 对微波处理改善落叶松木材渗透性的机理进行讨论,认为微波能够迅速使木材内部的水汽化,在木材内部产生较大的蒸汽压,冲破木材细胞壁薄弱组织,形成细微裂隙,疏通水汽传导的途径.随着微波功率的升高有利于微细裂隙的形成,所需辐射时间缩短,但是过高的辐射功率或过长的辐射时间易造成木材开裂.     

微波干燥过程中尾巨桉木材含水率变化特性

本研究以5年生尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)无性系木材为研究对象,采用切片分析法,系统研究了微波干燥过程中木材含水率变化特性。结果表明:微波干燥过程中,含水率随时间的变化曲线在干燥初期0~4 h曲线下降速度较快,4 h以后含水率下降速度减慢曲线趋向平缓;干燥温度、干燥时间和微波辐射功率对木材含水率影响极显著;干燥温度和微波辐射功率对干燥速度影响极显著,木材初含水率对干燥速度影响不显著。     

微波等离子体处理木材表面接枝甲基丙烯酸甲酯的研究

本研究通过微波等离子体处理木材表面，实现了木材表面与甲基丙烯酸甲酯（MMA）发生接枝共聚反应，研究了不同的反应条件对微波等离子体引发木材表面接枝MMA效果的影响。结果表明：1）接枝率随等离子体处理时间的增加而呈线性增加，但是当处理时间超过30s，后呈下降的趋势；2）随着接技反应时间的增加接枝率也增加；3）单体浓度较低有利于接枝共聚反应，浓度较高则不利于接枝共聚反应；4）经微波等离子体处理过的木材不但在室温下，甚至在更低的温度（-17℃）下也能与MMA发生接枝共聚反应，而且，接枝率随着反应温度的升高而增大；5）与催化加热法的接枝效果相比，微波等离子体法得到的接枝率更高。     

香樟果色素上染木单板的染色性能

为实现天然色素在木制品染色上的综合利用,以NaOH预处理后的山核桃、白橡单板为研究对象,采用香樟果色素为染色剂,通过改变超声波功率、超声波时间、超声波温度及染液浓度,以上染率和色差为评价指标,研究处理条件与木材染色性能的关系。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析染料与木材化学结合方式,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察染料在木材内的分布特征。结果表明:白橡和山核桃单板随着超声波功率增大、染色温度升高以及染料浓度增加,上染率和色差均呈增大的变化趋势,而白橡单板上染率和色差随染色时间增长呈减小的趋势,山核桃单板色差随时间增长呈先增大后减小的趋势。FT-IR与SEM观察对比发现,染料与木材间通过物理吸附结合并以柱状体附着在木材管胞口、纹孔等微观结构内。     

活性蓝染料结构与杨木单板染色性能的关系

本研究以活性蓝X-BR、活性蓝K-3R、活性蓝KN-R、活性蓝M-BE、活性蓝M-2GE、活性蓝EF-3G染料为原料,通过紫外-可见分光光度法研究它们的结构跟颜色、在杨木单板染色中的特征参数S、E、R、F值、上染率和固色率曲线之间的关系。实验结果表明:活性染料发色体共轭体系的长度越长,供、吸电子基团协调作用越大,空间位阻越小,水溶液的最大吸收波长越大,产生深色位移。染料对木材纤维亲和力S值的大小排序为:活性蓝KN-R活性蓝X-BR活性蓝K-3R活性蓝M-BE活性蓝M-2GE活性蓝EF-3G;R、E和F值的大小比较:活性蓝M-BE活性蓝M-2GE活性蓝EF-3G活性蓝X-BR活性蓝KN-R活性蓝K-3R。含有单一含氯均三嗪活性基染料的上染率先随时间的延长而增大,在加碱后10 min内立即降低,随后又增大,含有β-羟乙基砜硫酸酯活性基染料的上染率都随时间的延长而增大;固色率都随时间的延长而增加,在固色30min后保持不变。     

微波处理对樟子松木材等温吸湿特性的影响

以樟子松木材为对象,使用动态水分吸附仪,借助GAB模型分析微波处理对樟子松试材的等温吸湿特性影响。结果表明,GAB模型能够很好地描述樟子松微波处理材的等温吸湿特性,微波处理没有改变木材等温吸湿曲线线型;微波处理后樟子松木材平衡含水率下降,单层分子饱和吸附量和有效比表面积降低,表明微波处理可以降低樟子松木材的吸湿性能。在低初含水率或高微波功率密度条件下,木材平衡含水率变化量较大,且早材的平衡含水率降幅大于晚材,说明微波处理对早材细胞壁的影响较大。     

基于响应曲面优化法的木材高强微波预处理工艺

以速生人工林 I－69杨为研究对象，利用自主研制的木材高强度微波改性预处理设备，采用响应曲面优化法研究木材初始含水率、微波辐射功率和辐射时间对木材渗透性的影响规律，获得优化的杨木微波预处理条件，并揭示高强微波预处理对杨木微观构造的影响。结果表明：1)高强微波预处理能显著提高杨木横向渗透性；2)随着木材初始含水率增加，杨木渗透性呈先增加后减小的趋势，随着微波辐射功率和辐射时间的增加，杨木渗透性整体呈现增加趋势；3)通过高强微波预处理，可使杨木的24 h常压吸水增重量增加约50%，较优的木材初始含水率、微波辐射功率和辐射时间控制区间分别为25%～65%，10～20 kW，60～90 s；4)优化的杨木高强微波预处理条件为：初含水率56%、辐射功率19 kW、辐射时间89 s；5)高强微波预处理可以破坏木材纹孔膜、木射线薄壁细胞等结构，形成新的流体通道，为后期功能体材料的导入和高附加值功能型木质复合材料的制备创造条件。     

染色阻燃同步处理工艺对杨木单板性能影响的研究

采用酸性大红GR染料和BL-阻燃剂同步处理杨木单板,通过改变浸渍温度、BL-阻燃剂浓度、酸性大红GR染液浓度等工艺参数,分析酸性染料和阻燃剂同步处理对杨木单板性能的影响。结果表明:BL-阻燃剂的添加明显提高了单板的上染率,且BL-阻燃剂浓度为10%时上染率最大为23.97%,氧指数和色差随BL-阻燃剂浓度的增加而增大,最大值分别达到46.3%和72.346;随着酸性大红GR染液浓度的增加,单板上染率在浓度为0.1%时达到峰值,而氧指数呈减小趋势,色差逐渐增大再减小;浸渍温度对单板性能影响显著,单板上染率、氧指数和色差随温度升高均增大,80℃最大值分别是34.18%、42.7%和73.257。