热处理对毛白杨物理性能和力学性能的影响

本文以毛白杨作为研究对象,研究热处理对毛白杨物理性能与力学性能的影响。结果表明:热处理可对毛白杨的物理性能和力学性能产生积极影响,提升毛白杨木材品质;在升温条件下,毛白杨吸湿性显著下降,稳定性增强,颜色加深。综上所述,在毛白杨加工制作环节,可合理运用热处理改良毛白杨品质。     

热处理对毛白杨物理力学性能的影响分析

热处理可对毛白杨的物理力学性能产生积极影响,促使毛白杨木材品质得以提升。在此之上,本文简要分析了毛白杨的生长特征与价值,并以毛白杨作为研究对象展开实验,研究热处理对毛白杨物理性能与力学性能的影响程度,便于找到温度因素与毛白杨的实际关联。     

高温热处理对毛白杨木材化学成分含量的影响

以毛白杨人工林木材为研究对象,采用蒸汽介质热处理方法,在氧气含量低于2%的密闭干燥箱内进行木材热处理,研究了处理温度170～230℃、处理时间1～5h的热处理条件下,木材的化学成分含量及成分变化。结果表明:随着处理温度的提高和处理时间的延长,综纤维素和α-纤维素含量降低,而木质素含量表现出增加的趋势;处理温度比处理时间对毛白杨化学成分含量的影响更显著;综纤维素和α-纤维素含量发生显著变化的临界温度为200℃,处理时间为2h。另外,采用傅立叶红外变换光谱分析木材主要组分变化的原因,发现表征木材纤维素和半纤维素的官能团特征吸收峰强度减弱,而表征木质素的官能团特征吸收峰强度增强。采用多元回归分析方法,建立了毛白杨木材综纤维素、α-纤维素、木素含量损失率与处理温度、处理时间之间的数学回归模型,其决定系数均在0.9以上,在0.01水平上显著相关。可见,该模型可以预测出不同处理条件下热处理材化学成分含量的变化。     

高温热处理对木材力学性能的影响

以毛白杨(Populus tomentosa)、云杉(Picea asperata)和樟子松(Pinus sylvestris)为试验材料,通过蒸汽热处理,研究热处理条件变化对该3种木材的抗弯强度(MOR)、抗弯弹性模量(MOE)及顺纹抗压强度的影响.结果表明:随着热处理温度的升高和处理时间的延长,3种木材的MOR、MOE和顺纹抗压强度均降低;与对照样相比,毛白杨在180℃以下,云杉和樟子松在190℃以下,木材主要力学强度没有降低;毛白杨超过190℃,云杉和樟子松超过200℃,随着温度的升高,强度降低;毛白杨超过200℃,云杉和樟子松超过210℃强度降低的更快.总之,毛白杨热处理温度不超过200℃,云杉和樟子松热处理不超过210℃.     

毛白杨木材蒸汽热处理后的疏水性能分析

毛白杨木材的疏水性经热处理后发生改变,探索其规律可扩大应用范围。将毛白杨木材在180℃中处理1~4h后,进行接触角测定、FTIR分析、表面粗糙度测量和SEM观察。结果表明:接触角与处理时间相关性显著,热处理4h后接触角达125°;亲水官能团吸光度下降,羟基和羰基吸光度在未处理时为1.92和0.84,处理4h后分别降至0.75和0.62;表面形成炭化层,产生细微颗粒使木材表面疏水。可见,毛白杨经蒸汽热处理后疏水,可用于耐潮性要求较强的场所。     

热处理工艺对甘油/热处理木材性能的影响

以毛白杨（Populus tomentosa）、云杉（Picea asperata）为研究对象,测定并分析了40%甘油水溶液预处理木材经过温度分别为160、180、200℃,时间分别为2、3、4 h的不同热处理工艺处理后,热处理材的平衡含水率、吸湿抗胀率、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度。结果表明,160℃甘油/热处理木材的平衡含水率高于素材和相同热处理工艺处理的未预处理材,随着热处理温度的升高和时间的延长,甘油/热处理木材的平衡含水率逐渐降低;在相同的热处理工艺下,甘油/热处理木材的吸湿抗胀率均大于未预处理的热处理材,并随着热处理温度的升高和时间的延长而升高;甘油/热处理木材的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度低于未预处理的热处理材,甘油预处理对毛白杨热处理材力学性能降低的影响大于云杉热处理材。     

速生桉木材高温热处理的物理力学性能研究

[目的]研究经高温热处理后速生桉木材物理性能、力学性能的变化,为工业生产提供技术参考.[方法]在水蒸气保护下,经不同温度(160、180、200、220、240℃)、不同时间(1、2、3h)处理后,按照GB/T 1927~GB/T 1943国家标准检测其物理性能和力学性能.[结果]随着热处理温度提高,速生按木材含水率大幅下降,干缩率、吸水性、湿胀率逐步下降;木材密度随着温度提高和时间延长呈下降趋势;处理时间对顺纹抗压强度、冲击韧性和硬度影响较大;各温度条件下处理1h的效果最好,抗弯强度在同温度条件下,处理1h最高,3h次之,2h最低;随着热处理温度的升高,弹性模量先增大后减小.[结论]高温热处理对速生桉木材的物理性能影响较大,干缩性、吸水性和吸胀性明显下降,尺寸稳定性上升;速生桉木材的力学性能随着温度的升高和木材热处理时间的延长总体上呈下降趋势.     

速生桉木材高温热处理的物理力学性能研究

【目的】研究经高温热处理后速生桉木材物理性能、力学性能的变化,为工业生产提供技术参考。【方法】在水蒸气保护下,经不同温度（160、180、200、220、240℃）、不同时间（1、2、3 h）处理后,按照GB/T 1927~GB/T 1943国家标准检测其物理性能和力学性能。【结果】随着热处理温度提高,速生按木材含水率大幅下降,干缩率、吸水性、湿胀率逐步下降;木材密度随着温度提高和时间延长呈下降趋势;处理时间对顺纹抗压强度、冲击韧性和硬度影响较大;各温度条件下处理1 h的效果最好,抗弯强度在同温度条件下,处理1 h最高,3 h次之,2 h最低;随着热处理温度的升高,弹性模量先增大后减小。【结论】高温热处理对速生桉木材的物理性能影响较大,干缩性、吸水性和吸胀性明显下降,尺寸稳定性上升;速生桉木材的力学性能随着温度的升高和木材热处理时间的延长总体上呈下降趋势。     

热处理对水与木材接触角的影响

以多枝桉和扁柏作供试木材，采用扩大影象法，测定了热处理和空气层对水与木材的接触角的影响。结构表明，热处理温度、时间、木材含水率和空气中暴露的时间等，对两种试材与水的接触角均有显的影响，树种不同，其影响程度不一。可根据水与木材的接触角大小，判断各种木材的亲水性。     

不同温度热处理对木材耐久性的影响

以落叶松和大青杨的木材为试材,用生物质燃气对其进行热处理,处理温度为150-210℃,处理时间为4h。对热处理材进行室内抗白蚁和野外埋地试验,研究不同温度热处理对落叶松和大青杨2个树种热处理材的室内抗白蚁和天然耐久性影响。结果表明,在室内抗白蚁试验中,随着热处理温度的升高,落叶松和大青杨热处理材的失重率均呈现增加的趋势,热处理后试材的室内抗白蚁性能降低,且随着处理温度的提高抗白蚁性能降低明显;热处理温度对落叶松试材的天然耐久性有较大影响,随着处理温度的提高,其天然耐久性越好,呈现增加的趋势,且在190℃时出现性能显著变化点;大青杨试材的天然耐久性变化规律与落叶松相反,随着处理温度的升高,其天然耐久性呈现降低的趋势,且在180℃时出现性能显著变化点。     

中草药防腐剂对木材物理力学性能的影响

以杨木(Poplar)与樟子松(Pinus sylvestris)为试验材料,分别采用中草药防腐药剂和铜唑(CuAz)对其进行处理,比较处理前后对木材力学性能(MOE、MOR),尺寸稳定性影响。研究结果表明:(1)经中草药防腐处理后,杨木和樟子松两种木材的MOE值和MOR值,均有下降趋势,对樟子松的MOE值影响显著,对杨木的MOR值影响显著。(2)两种木材经中草药防腐处理后,在相同的温度和湿度下,防腐处理的木材尺寸变化率均比素材小,尺寸稳定性比素材略有提高。     

毛白杨无机复合木材研究

为改善三倍体毛白杨木材的性质 ,实验中先后用水玻璃和硫酸铝溶液处理毛白杨木材 .浸入木材的硅酸根离子与铝离子结合 ,在木材微纤丝间隙和管胞 (或纤维 )的胞腔中生成硫酸铝沉淀 ,从而使木材中填充大量的无机物 ,得到毛白杨无机复合木材 .无机复合木材的抗收缩系数可达 5 1.2 6 ,其阻燃性和硬度也有较大改善 .     

真空热处理对落叶松木材表面性能的影响

以落叶松木材为研究对象,分别在160、180、200、220、240℃的条件下对其进行真空热处理4 h。测试了不同极性的液体在木材表面的接触角,并计算了木材的表面自由能;利用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析了木材在热处理过程中官能团和表面化学成分的变化。结果表明:经真空热处理后,木材的润湿性下降;极性不同的液体在落叶松热处理材表面的接触角大于在未处理木材表面的接触角。随着热处理温度的升高,木材的表面自由能呈下降趋势。红外谱图显示,随着热处理温度的升高,木材中羟基吸收峰与羰基吸收峰的强度均呈下降趋势,部分木质素成分发生降解。XPS测试结果显示,热处理后落叶松表面C元素相对值增加,氧碳比下降,从C原子结合形式来看,C1相对值增加,C2呈减少的趋势,C3无明显变化规律。     

热处理温度对麻栎木材尺寸稳定性的影响

以麻栎(Quercus acutissima)木材为试材,在高温热处理窑(温度范围为室温～240℃)设置160、180、200℃进行高温热处理试验;采用电热鼓风干燥箱(DHG-9070A),将试样在103℃烘至绝干状态,测定试样质量和3个方向尺寸;采用恒温恒湿试验箱(LRHS-101-LH),设置“温度20℃-相对湿度65%”、“温度40℃-相对湿度90%”2种环境,对高温处理试样进行含水率平衡处理,测定试样质量和3个方向尺寸(轴向、弦向、径向);依据GB/T 1931—2009《木材含水率测定方法》、GB/T 1934.2—2009《木材湿胀性测定方法》,以木材平衡含水率、湿胀率(弦向、径向、体积)、阻湿率、抗胀率为评价指标,分析热处理温度对麻栎木材尺寸稳定性的影响。结果表明：在试验温度范围内,热处理温度可有效提高麻栎木材的尺寸稳定性,随热处理温度的升高,木材平衡含水率降低,木材的阻湿率、抗胀率明显增大。热处理材在“温度20℃-相对湿度65%”环境中的阻湿率,明显优于“温度40℃-相对湿度90%”环境中的阻湿率,说明热处理木材对高温高湿环境的阻湿效果不明显。热处理对径向湿胀率的影响较...     

预热温度对层状压缩木材力学性能的影响

不同预热温度下形成的层状压缩木材,因压缩层位置差异形成的不同结构及预热温度本身的变化均会引起力学性能变化。以毛白杨Populus tomentosa弦向板为材料,采用水热控制方法,通过改变预热温度获得了压缩层位于表层至中心层的不同结构的层状压缩木材。对其表面硬度、木材硬度、抗弯弹性模量与抗弯强度进行对比研究。结果表明:①随着预热温度的升高,木材表面硬度显著升高（P < 0.01）,较对照的增加率为3.9%~57.2%,而木材硬度则极显著降低（P < 0.001）,较对照的增加率为8.6%~38.5%。这个结果与压缩层随着预热温度升高,逐渐由表层向中心层移动形成的表层下0.32和2.82 mm厚度范围内木材的平均密度变化以及高温的作用密切相关。②随着预热温度的升高,弦向弯曲弹性模量逐渐增大,径向弯曲弹性模量逐渐减小;抗弯强度先增大,150℃后逐渐减小;但抗弯性能无显著差异（P>0.05）。不同预热温度下形成的层状压缩木材的力学性主要受其结构的影响,其次是温度的影响。控制压缩层的位置出现于木材表层,同时提高压缩层的密度,可获得力学性能更好的层状压缩木材。     

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.     

高温水热处理对马尾松木材化学成分的影响

采用NREL法对纤维素、半纤维素、酸不溶木质素含量进行测定,在高温水热处理的条件下对马尾松化学成分进行分析。结果表明：纤维素在160 ℃后开始分解,在200 ℃时其含量降幅最大;半纤维素由于其分支结构和无定型组织使其热稳定差,140 ℃即开始分解;酸不溶木质素含量随水解时间的延长略有增加;高温水热处理工艺中温度和时间均是影响三大素含量的显著因素,温度的影响更显著。     

高温热处理对马尾松木材机械加工性能的影响

以马尾松(Pinus massoniana Lamb.)素材(对照)及热处理材(处理温度分别为145、160、175℃)为研究对象,参照LY/T 2054—2012《锯材机械加工性能评价方法》对其机械加工性能进行评价,利用元素分析仪和傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对其化学组成成分进行了定性分析,探索高温热处理对马尾松人工林木材机械加工性能的影响.结果表明,175℃以下热处理,对马尾松木材综合机械加工性能的影响不大;但对单项机械加工性能的影响各有不同,主要表现为:热处理后,马尾松木材的刨削、铣削性能得到提高,而砂削、钻削、车削、开榫性能则随着处理温度的升高表现出先降低后升高的规律.通过对热处理材化学组成成分的定性分析,发现在145～175℃的热处理过程中,木材组分中的羟基数量减少,半纤维素部分降解,结晶度增加,且木材中C元素质量分数呈增加趋势,而H、O元素质量分数呈降低趋势.高温热处理会在一定程度上改变马尾松木材的机械加工性能,影响到其后续加工利用.     

浸注药剂热处理工艺对木材物理性能的影响

先用以氯化锌、磷酸二氢铵和复合铜盐为主要成分的3种药剂浸注马尾松Pinusmassoniana木材及桉树Eucalyptus木材,然后再进行热处理的工艺方法。通过对处理前后木材的力学性能和尺寸稳定性的比较,探讨了药剂在不同温度下对木材性能的影响情况。结果表明：热处理工艺能明显提高处理材的尺寸稳定性,但也会降低木材的抗弯强度（MOR）和抗弯弹性模量（MOE）值。在同一温度下,浸注药剂后的热处理材比对照热处理材的体积湿胀率变化值（ASE）值增大了10％-45％;同时,该工艺对浸注药剂后的处理材的抗弯强度值降低较明显,而抗弯弹性模量变化则相对较小。3种药剂中,氯化锌热处理改善尺寸稳定性的作用最明显,其对抗弯强度、抗弯弹性模量影响亦是最大     

木粉热处理对WPC耐腐性能及力学性能的影响

采用180、200和220℃分别热处理0、1、2和3 h后的马尾松木粉与高密度聚乙烯(HDPE)复合制备木塑复合材料(WPC),并研究热处理木粉对复合材料的耐白腐、褐腐能力及其弯曲性能的影响,通过环境扫描电镜(ESEM)观察分析WPC试样腐朽前后的表面微观形貌。结果表明,处理温度和时间对质量损失率的影响均显著,菌种的影响不显著;木粉热处理后WPC的质量损失率均有不同程度的降低,且随处理温度的升高、时间的延长,降低幅度明显增大,200℃、3 h处理后的木粉使WPC的质量损失率降低最多,经白腐菌和褐腐菌侵蚀后,分别较对照降低了53.52%和57.83%。腐朽前后WPC试样表面菌丝侵蚀情况的ESEM观察结果也进一步说明木粉热处理具有提高WPC耐腐性能的作用。而木粉热处理使WPC的弯曲强度均有所降低,与对照相比最多降低了4.57%,但弯曲模量总体呈先增后减的趋势,温度和时间对WPC弯曲强度和弯曲模量的影响均不显著。