巨尾桉蒸汽-炉气联合干燥工艺的研究与应用

针对巨尾桉木材具有易弯曲、变形、开裂、皱缩等缺陷,开发适用于巨尾桉等速生桉木材干燥的蒸汽,炉气联合供热木材干燥系统,探讨巨尾桉木材干燥工艺,干燥质量得到了较大的提高,符合工业化生产的要求.     

速生人工林巨尾桉木材炭化改性研究

为了提高速生桉木材的尺寸稳定性、使用范围和产品附加值,以广西资源丰富的5年生巨尾桉为原料制备炭化木,主要研究了炭化温度对炭化木物理性能的影响。结果表明,随着炭化处理温度的升高,木材颜色变深、密度减小;经过炭化处理的试材,其长度、宽度和厚度随环境湿度变化的干缩和湿胀减小,其尺寸稳定性明显高于未处理材。对速生人工林巨尾桉进行炭化处理,能大大提高其尺寸稳定性。     

含水率与温度对巨尾桉汽蒸效果的影响及机理研究

为探究最佳的巨尾桉汽蒸预处理工艺,分别采用80℃、100℃、120℃对20 mm厚的含水率分别为130%、60%、50%、30%、20%的巨尾桉试件进行汽蒸处理。以汽蒸后可见缺陷为主要评价指标,结合扫描电镜进行微观结构分析,并对其汽蒸前后的含水率、抽提物含量、干燥后可见缺陷进行比较分析。结果表明:巨尾桉气干含水率和汽蒸温度分别为50%,100℃时汽蒸效果最佳,汽蒸后可见缺陷最少,能有效防止后续干燥过程中干燥缺陷的产生;汽蒸后桉木的部分纹孔膜破裂,导管内壁光滑,水分移动通道畅通;热水、1%Na OH和苯醇抽提物含量减少,有利于渗透性的提高。     

桉树无性系大径材干燥特性分析

[目的]分析桉树无性系大径材的干燥特性,并预测其干燥基准,为桉树大径材的实木利用提供科学依据.[方法]采用百度试验法研究10年生尾巨桉无性系大径材的干燥特性,根据木材干燥过程中初期开裂、内部开裂和截面变形3项干燥缺陷的发生程度,制定桉树大径材干燥基准.[结果]桉树无性系大径材初期开裂程度2级;内部开裂程度中等,为3级;截面变形严重,为4级.干燥速度为4级,干燥速度较慢,属难干木材.体积、径向和弦向干缩率较大,分别为19.656%、10.976%和9.451%;差异干缩值为0.861,属差异干缩小.根据3种缺陷的等级程度,确定桉树无性系大径材干燥基准的基本条件:初期温度50℃,初期干湿球温度差2~4℃,末期温度75℃;厚度为25~30 mm的桉树无性系木材窑干至水含率10.00%所需时间为20.75 d.[结论]截面变形是桉树无性系大径材的主要干燥缺陷,为防止其发生,在生产中应以初期温度50℃、初期干湿球温度差2~4℃、末期温度75℃为干燥基准,可根据实际情况进行适当调整.     

低温蒸汽热处理对板栗物理力学性能的影响

对板栗进行120℃低温蒸汽热处理,并比较了处理前后的物理力学性能.结果表明,低温蒸汽热处理后板栗材色无明显变化,含水率、密度及吸水性降低.干缩率和湿胀率明显下降,木材尺寸稳定性明显提高,抗胀(缩)率(ASE)达34％.木材主要力学性能略有升高.这说明低温蒸汽热处理在提高板栗尺寸稳定性的同时,不会降低木材的材色美观度及力学性能.     

溶剂抽提物对尾巨桉热变色的影响及光谱分析

为探讨溶剂抽提物对尾巨桉热变色的影响,在过热蒸气条件下对抽提物进行热处理,之后采用冷水、热水、乙醇、甲醇、丙酮、正己烷等6种溶剂对热处理前后的尾巨桉木粉进行抽提,对热处理前后经过抽提的木粉进行色度指数的测定和红外光谱分析,并对抽提物进行紫外光谱分析。结果表明:1极性溶剂抽提物对尾巨桉颜色及其热处理后颜色变化影响较大,其中热水抽提物对颜色的影响最显著;2抽提物热处理后共轭结构增加,共轭体系能量降低,吸收带延伸至可见光范围,是木材受热后颜色加深的重要原因;3热处理后,尾巨桉木粉ΔL*为负值,即颜色变深,木材颜色均匀美观,可提高利用价值。     

5种桉树木材物理力学性质的差异比较

分析5种桉树幼龄材的物理力学性质的差异,为研究不同桉树材性变异规律及提高桉树木材利用效率提供参考。以采自广东湛江南方国家级林木种苗示范基地大田区的2.5年生和4年生赤桉、2.5年生尾巨桉及6年生尾细桉无性系L-9、M-11等5种不同林龄的桉木为研究对象,按照国家标准测量木材物理性质指标木材密度（基本密度、气干密度、全干密度）、气干（径向、弦向、体积）干缩率、全干（径向、弦向、体积）干缩率,以及力学性质指标抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度、硬度（弦面硬度、径面硬度、端面硬度）,以SPSS、Excel等数据分析软件对其进行数理统计和分析,分析其差异和变异规律。5种桉树基本密度差异不显著,其余物理力学指标差异极显著。5种桉树的基本密度0.428～0.460 g/cm³,气干密度0.494～0.543 g/cm³,全干密度0.482～0.525 g/cm³,各品系间变异较小。气干干缩率在不同品系间存在着较大的变异,2.5年生赤桉＞4年生赤桉＞L-9＞M-11＞尾巨桉,径向干缩率变异最大。桉树随着林龄的增长干缩率值增大,说明林龄大的桉木更容易开裂。不同品种间力学性质差异显著。5种桉树木材密度与径面硬度和端面硬度呈正相关关系,说明桉树木材密度越大,其木材硬度越高。由木材密度指标看,桉树可作为纸浆材和纤维板材的原材料,随着林龄的增加,桉树木材物理力学性质指标值增加。按照木材物理力学指标分级标准可知,5种桉树木材密度属于小级;赤桉干缩率属于Ⅱ级,尾巨桉干缩率属于Ⅱ-Ⅲ级,L-9干缩率属Ⅳ级,M-11干缩率属于Ⅳ级;5种桉树木材抗弯强度和抗弯弹性模量均属于Ⅱ级,剪切强度属于Ⅴ级,端面硬度均属Ⅲ级。     

不同树龄尾巨桉无性系木材物理与力学性能评价

为了解不同树龄尾巨桉无性系木材物理力学性能,以5年和7年生尾巨桉无性系木材为对象,按照国家标准对其基本密度、气干密度、全干密度、干缩特性、硬度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和冲击韧性等物理力学指标进行系统测试和分析.结果表明:5年生尾巨桉木材基本密度、气干密度、全干密度分别为0.424、0.533和0.498 ...     

百度试验法研究6种大径级桉树木材干燥特性及工艺

采用百度试验法研究了6种人工林大径级桉树（27~29年生）木材的干燥特性。结果表明,细叶桉、尾叶桉和大花序桉木材初期开裂等级均为5级,赤桉为4级,巨桉和粗皮桉均为3级,主要为端裂、端表裂、表裂和贯通裂;干燥结束后大部分试件出现内裂,尾叶桉木材内裂等级为5级,细叶桉和巨桉木材内裂等级均为4级,赤桉、粗皮桉和大花序桉内裂等级均为2级;巨桉、尾叶桉、赤桉、粗皮桉、细叶桉和大花序桉木材截面变形等级分别为5级、4级、3级、3级、2级和1级;巨桉、粗皮桉和大花序桉木材扭曲等级均为3级,细叶桉、赤桉和尾叶桉木材扭曲等级均为1级;细叶桉、赤桉、巨桉、尾叶桉和大花序桉木材干燥速度均为5级,粗皮桉木干燥速度为4级。6种桉树木材均属于难干木材,多裂,易变形。本研究拟定的干燥基准,可用于木材加工企业干燥人工林大径级桉树木材参考,为人工林大径级桉树木材的实木化加工利用提供理论依据。     

人工林巨尾桉木材性能与树龄的关系

为了合理利用巨尾桉木材资源,提高其利用价值,对不同树龄巨尾桉木材的物理力学性质进行测定与分析。结果表明:在巨尾桉树龄为4-6 a时,其木材物理力学性质随树龄增加明显提高,在巨尾桉树龄为6-8 a时,其木材物理力学性质变化不大。气干密度、全干密度、全干体积干缩率、气干径向湿胀率、吸水湿胀率、弦面顺纹抗剪等性质在巨尾桉树龄为6 a时达到最大,说明巨尾桉木材各项物理力学性质在其树龄为6 a时已经基本稳定在较高水平。本研究为巨尾桉的栽培、采伐和木材高效利用提供理论依据。     

人工林巨尾桉木材压缩密化的研究

人工林巨尾桉具有生长快、产量高、适应性强等优点,但生长应力大,木材容易开裂变形及材性差异大,利用受到限制。对巨尾桉进行压缩密化处理,采用正交试验得出压缩密化的最佳工艺条件为压前含水率为60%,热压温度为190℃,压后厚度为13-20 mm,压缩率为50%,热压时间为25-30 m in。试验表明:经过压缩,巨尾桉试件的物理力学性质明显改善。从处理材微观结构观察,细胞被挤压,细胞腔变小,细胞壁未受到破坏。     

高温高压过热蒸汽处理木材的热稳定性

以日本柳杉(Cryptomeria japonica D. Don)为试材,采用差热分析仪(附带DSC测试配置)对经温度为80、120、160、180℃,相对湿度分别为0、40%、60%、100%(80℃时最大相对湿度为80%)过热蒸汽处理后的试件进行了测试,探讨不同温度、不同相对湿度条件对木材热稳定性的影响.结果表明:高温高压过热蒸汽处理后的木材与未处理材的热分解机理基本相同;处理木材的温度越高,木材热分解所需温度也随之增高;高温高压过热蒸汽处理材的热稳定性好于未处理材,并随处理温度的升高而提高;相同温度条件下,相对湿度较低时处理的木材,其热稳定性好于相对湿度较高时处理的木材;相同相对湿度条件下,高温处理的木材,其热稳定性好于低温处理的木材.     

微波预处理对巨尾桉木材渗透性的影响

采用微波辐照预处理巨尾桉木材,然后将试材相同条件下进行吸水试验和饱水干燥试验,测定试材的吸水增重率（WAR）和干燥失重率（WLR）,以增重率和失重率来评价试材的渗透性。并研究了试材的静曲强度和弹性模量。结果表明,微波预处理试材的吸水增重率和干燥失重率均大于未处理材,即预微波处理可以使巨尾桉木材的渗透性得到改善,相同条件下,经微波预处理的试材水分吸入和散失快于未处理材。但微波处理时间对增重率和失重率影响不明显,这可能与选择的微波功率较低和试材的变异性有关。微波处理对试材的静曲强度和弹性模量影响不大。     

尾叶桉、尾巨桉木材干燥皱缩条件的研究

本文以尾叶桉(E.urophylla)和尾巨桉(E.grandix×urophylla)为研究试材,用扫描电子显微镜观测了这两种木材的超微构造,分析了构造对自由水移动途径的影响,探讨了尾叶桉、尾巨桉木材容易发生皱缩在构造上的原因,根据皱缩发生的机理确定了尾叶桉、尾巨桉木材发生皱缩的基本条件。结果表明:两种桉树木材的部分组成单元中含有不同数量和程度的侵填体,或纹孔上有附物,这些物质将使水分移动的途径堵塞或变窄,助长了木材细胞皱缩的发生,相比而言,在相同的温度和干燥应力下,尾巨桉木材比尾叶桉木材易发生皱缩;随着干燥温度的增加,木材发生皱缩的最小毛细管半径也增加,发生皱缩细胞数量也增加。     

桉树人工林木材干燥皱缩特性的研究

本文研究了尾巨桉、尾圆桉和大花序桉等3种人工林桉树木材的干燥皱缩特性和干燥基准,分别测试了3种人工林桉树木材的表面开裂、端部开裂和内部开裂、干燥速度、干燥时间和皱缩等干燥皱缩特性指标,分析了木材细胞皱缩的形成机理和发生条件,木材构造对木材细胞皱缩的重要作用;比较了3种人工林桉树木材的干燥皱缩特性和干燥基准的差异,并对其进行了评价.结果显示,尾圆桉和大花序桉的干燥特性基本接近.     

赤桉幼龄材物理力学性质研究

【目的】研究20个不同赤桉家系及其不同部位物理力学性质的差异,为赤桉材性选育及木材的合理利用提供参考。【方法】以采自广东湛江南方国家级林木种苗示范基地大田区的20个45月生赤桉家系为研究对象,分别于树干梢部、中部、底部取木材试样,按照国家标准测量木材基本密度、气干(径向、弦向、体积)干缩率、全干(径向、弦向、体积)干缩率、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗剪强度、顺纹抗压强度等11个指标,并计算气干和全干差异干缩值(弦向干缩率/径向干缩率),运用SPSS、Excel、DPS等软件对数据进行统计和分析,并采用隶属函数法综合比较20个赤桉家系木材的材性优劣状况。【结果】20个赤桉家系木材的基本密度为0.344～0.558 g/cm~3,木材基本密度在家系间以及家系与部位交互间差异性极显著,不同家系立木部位间差异不显著。赤桉气干差异干缩值、全干差异干缩值分别为1.60和1.51;不同家系间气干干缩率(径向、弦向、体积)及全干干缩率(径向、弦向、体积)差异极显著;不同部位间气干体积干缩率和全干体积干缩率差异不显著,而全干(径向、弦向)和气干(径向、弦向)干缩率差异均极显著。赤桉不同家系间抗弯强度(26.79～103.11 MPa)、抗弯弹性模量(3 987～10 498 MPa)、顺纹抗剪强度(11.31～39.32 MPa)、顺纹抗压强度(32.46～59.33 MPa)差异极显著;不同部位间除抗弯弹性模量差异极显著外,其余性状差异均不显著;赤桉不同家系间4个力学性质的变异系数范围为12.05%～20.25%。幼龄期赤桉木材4个力学性质间两两相关性极显著。利用隶属函数法对20个赤桉家系进行综合材性评价,隶属值均值排名前5位的家系依次为2007、20016、20021、10014、10079,其木材材性较优,其中10079、20016、2007生长情况较好,可作为赤桉用材林定向培育。【结论】45月生的赤桉木材属轻材,容易开裂,树干底部的差异干缩值比中部、梢部大,即底部木材更容易开裂和变形。     

高温过热蒸汽干燥处理对木地板尺寸稳定性的影响

以日本柳杉（Cryptomeria japonicaD.Don）为试材,经温度为140,160,180℃,相对湿度均为100%的过热蒸汽处理及干燥后制成木地板,对其吸湿解吸特性及化学成分进行分析,考查在潮湿或干燥的自然环境使用中的尺寸稳定性.研究结果表明：经高温过热蒸汽干燥处理后的木地板尺寸稳定性得到了改善.     

紫菜过热蒸汽干燥特性研究

将过热蒸汽干燥技术用于紫菜干燥加工中.首先确定紫菜烫漂护色的时间和温度,然后用过热蒸汽干燥技术对紫菜干燥特性进行研究,探讨不同物料铺设厚度、蒸汽温度、蒸汽流速及初始干基含水率对干燥特性的影响,根据逐步回归法和紫菜干燥过程中的水分比和时间变化规律,建立紫菜过热蒸汽干燥动力学数学模型.实验结果显示,紫菜过热蒸汽干燥最佳烫漂温度为85℃,时间为30 s.物料铺设厚度、蒸汽温度、蒸汽流速及初始干基含水率对物料干燥都有较明显影响.过热蒸汽干燥满足Page模型,预测值与实际值拟合程度良好.     

木材过热蒸汽干燥的应用潜力及前景

为了提高木材干燥质量及生产效率,对过热蒸汽在干燥中的应用和理论研究进行了综合评述。将其他行业过热蒸汽干燥的研究成果进行归纳,结合木材干燥的特点,探讨木材过热蒸汽干燥的应用潜力。文中分析了过热蒸汽干燥工艺对被干燥材料的干燥速率、干燥质量、物理力学性能及微观构造的影响;对过热蒸汽干燥过程中的传热传质规律以及建立的过热蒸汽干燥数学模型进行了阐述和分析,为更好地建立和完善木材过热蒸汽干燥数学模型及干燥工艺奠定基础;最后对木材过热蒸汽干燥工艺的制定和研究提出了建议,并对完善过热蒸汽干燥机理研究以及传热传质理论进行了展望。      

高温高压过热蒸汽处理木材的力学特性及化学成分变化

以日长柳杉为试材，经温度80～180℃，相对湿度0～100％的不同条件过热蒸汽处理后的试件，用万能试验机进行横纹压缩试验，探讨不同温度、不同相对湿度条件对木材力学特性的影响；实验同时考察了经不同温度和相对温度处理后的木材化学组分的变化。结果表明：高温高压过热蒸汽处理后，木材的抗压强度没有发生明显变化，其化学成分发生了微小的变化。