氯化锌浸渍处理对樟子松热处理材尺寸稳定性和处理能耗的影响

【目的】本研究旨在探究弱酸性氯化锌溶液浸渍对热处理材的尺寸稳定性以及处理能耗的影响。【方法】采用质量分数5%的氯化锌溶液浸渍樟子松试样,并进行不同温度的热处理,通过试样吸湿后的尺寸和质量变化分析,评价浸渍–热处理樟子松试样的尺寸稳定性和吸湿性,并结合红外光谱分析、X射线衍射分析以及能耗计算,阐明浸渍–热处理对试样尺寸稳定性的影响机制和能量消耗情况。【结果】氯化锌浸渍–热处理组的性能提升效果比热处理组更明显;随着热处理温度的升高,木材的吸湿性降低,尺寸稳定性提高,热处理组和浸渍–热处理组的体积湿胀率分别从3.5%、3.4%下降到2.6%、2.1%;两种处理方式下的处理材红外吸收光谱图中均没有产生新的官能团特征峰,但羟基数量均随着温度升高而明显降低;处理材的相对结晶度呈上升趋势,热处理组和浸渍–热处理组分别由36.05%、38.77%提升到48.51%、53.04%;浸渍–热处理组试材在160℃达到的处理效果比仅进行180℃热处理达到的处理效果更好,同时因为前者的处理温度更低,所以能够减少处理过程中的能耗,在所研究的温度范围内最高可减少10%的能耗。【结论】相比樟子松热处理改性,氯化锌浸渍...     

高温热处理速生桉木材的疏水性能研究

【目的】揭示速生桉木材的疏水原因,提高速生桉木材的生物耐久性。【方法】速生桉木材分别经180％水蒸汽热处理1、2和4hA,测量接触角、粗糙度,进行FTIR分析、观察表面形貌特征,并对接触角、处理时间和粗糙度进行偏相关分析。【结果】未处理速生桉锯材表面接触角均值为86．57°,热处理锯材表面接触角均在1120以上。随着热处理时间的延长,接触角显著提高,接触角曲线变化趋于平稳有序。亲水官能团羟基在3415．37cm处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为2．22,热处理1h后吸光值显著下降至1．38,热处理2和4h分别降低至1．34和1．30,降幅明显。亲水官能团羰基在1618．09cm。处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为0．80,热处理1hA,吸光值轻微下降至0．72,热处理2和4h后均为0．66,下降不再明显。速生桉木材在高温状态下表面发生开裂、扭曲等,影响了表面的平整度,但粗糙度变化并无显著规律。粗糙度与接触角净相关系数为-0．050,完全不相关;接触角和处理时间偏相关系数为0．746,显著相关;处理时间和粗糙度低相关。【结论】经180％水蒸汽热处理后速生桉木材粗糙度与接触角变化无相关性,热处理时间对接触影响显著,热处理温度的提高会啬粗糙度,但不影响木材的疏水性能。     

热处理对人工林杉木尺寸稳定性的影响

以人工林杉木为试材,对分别用热油和热空气为介质,在温度为180℃、200℃和220℃分别热处理1 h、3h和5h后试件的抗吸水率、抗胀率和表面接触角进行了测定,并用化学法分析了处理材主要成分的变化.结果表明:热处理后试件的尺寸稳定性能均显著高于未处理对照材(P＜0.05).且随温度的升高、处理时间的延长,木材的尺寸稳定性明显增加;在隔氧的油介质中进行热处理,试件的尺寸稳定性明显高于热空气处理材.对处理材主要化学成分的分析表明热处理使木材尺寸稳定的机理是处理过程中木材细胞壁组分尤其是半纤维素和少量的纤维素发生了化学降解.     

氮气介质环境中热处理樟子松木材主要性能的变化

以氮气为介质,采用160℃、180℃、200℃ 3种不同温度,2、4、6 h 3种不同时间分别对樟子松木材进行热处理改性,分析热处理前后樟子松材色、尺寸稳定性及力学性能的变化规律,并采用FTIR及XRD手段分析了其变化机理。结果表明,樟子松木材色差随热处理温度和时间增大而增大,而明度随热处理温度和时间增大逐渐降低,处理材红绿色品指数a^*值和黄蓝色品指数b^*值均大于未处理材。樟子松木材平衡含水率随热处理温度和时间的增大逐渐减小,ASE和吸湿滞后现象随温度的增大逐渐增大。樟子松木材的顺纹抗压强度、抗弯弹性模量及抗弯强度随热处理强度的增加呈现先增大后降低的趋势,但在200℃下对这3个力学性能指标影响均不显著。热处理温度对樟子松材色及尺寸稳定性影响均极显著,热处理时间对樟子松木材明度、黄蓝色品指数b^*、色差、平衡含水率和体积湿胀率影响均极显著。研究结果为高品质樟子松热处理木材的生产提供科学依据。     

高温热处理对杨木PF浸渍材尺寸稳定性的影响

为研究高温热处理对杨木PF浸渍材尺寸稳定性的影响,对速生杨木素材和PF浸渍材进行高温热处理,系统研究杨木素材、PF浸渍材、热处理材和PF浸渍-热处理材的吸水性、线性(径向和弦向)和体积吸水膨胀率、吸湿含水率、表面润湿性。结果表明:高温热处理可显著降低材料的吸水性、吸水膨胀率、吸湿含水率、表面润湿性,提高尺寸稳定性。相比于素材,浸水8 d后,PF浸渍材吸水量降低了17.37%,热处理材最高降低了63.8%,PF浸渍-热处理材最高降低了74.7%;PF浸渍材径向、弦向及体积吸水膨胀率分别降低14.71%、36.93%、30.19%,热处理材最高分别降低了64.99%、74.94%、72.33%,PF浸渍-热处理材最高分别降低94.4%、90.61%、91.37%;PF浸渍材吸湿含水率降低了11.14%,热处理材最高降低了55.57%,PF浸渍-热处理材最高降低了60.62%。与素材相比,PF浸渍材的表面接触角相差不大,热处理材最高提高了143.7%,PF浸渍-热处理材最高提高了139.4%,后2种木材的表面润湿性明显降低。相同热处理条件下,PF浸渍-热处理材尺寸稳定性更优异。红外光谱图中,PF浸渍材羟基、羰基和羧基吸收峰减弱、苯环碳骨架振动加强,热处理后羟基和乙酰基吸收峰减弱,表明PF浸渍处理和热处理对木材亲水性基团的减少和尺寸稳定性提高均有贡献,作为一种联合改性技术对于速生材尺寸稳定性的提高和开发利用具有实际意义。      

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。     

聚乙二醇联合热改性对橡胶木性能的影响

利用聚乙二醇联合热处理改性橡胶木,选用分子质量800、1000、1500、2000、4000质量分数为20％的聚乙二醇溶液,在真空度为0.09 MPa,浸渍橡胶木2 h,热处理温度200℃,保温时间2 h.对未处理材、热处理材、不同分子质量的聚乙二醇-热处理材的力学性能、尺寸稳定性、涂饰性能、结晶度和官能团等进行对比分析.结果表明:木材经过200℃热处理后,木材的抗弯强度下降了43.71％,木材干缩率和湿胀率下降显著.与热处理材相比,不同分子质量的聚乙二醇-热处理材的抗弯强度提高了10.59％～23.16％,木材颜色随聚乙二醇分子质量的增大而变深,尺寸稳定性有了进一步提高.此外,经过聚乙二醇预处理后,在热处理材表面的丙烯酸树脂的水性、油性涂料干燥速率加快,与热处理材相比,漆膜附着率提高.     

马尾松N_2热处理材耐腐性能及化学性质的研究

采用均匀设计法探讨氮气(N2)热处理工艺对人工林马尾松木材耐腐性能及化学性质的影响。结果表明,随处理温度升高,保温时间增加,木材耐腐性能提高;N2热处理使其纤维素含量减少0.9%,半纤维素减少6.5%。红外光谱分析(FTIR)表明,N2热处理使木材内部O—H减少。马尾松N2热处理的较佳工艺条件:处理温度220℃,保温时间4 h,升温速率15℃.min-1,此时处理材腐朽后失重率16.4%,已达到Ⅱ级(耐腐)。     

热处理浸渍杨木性能研究

【目的】探究不同固化温度对浸渍杨木力学性能、物理性能和甲醛释放量的影响,为浸渍木的加工与应用提供实践指导和理论依据。【方法】以毛白杨锯材径切板为试材,以不进行任何处理锯材为素材,以常压过热蒸汽为介质,选择120,140,160,180℃的固化温度对脲醛树脂浸渍杨木(浸渍材)进行树脂固化处理。【结果】经过高温固化处理的浸渍杨木力学性能相对于素材有所升高,相对于未经高温固化浸渍材有所降低。与素材相比,浸渍材和120,140,160,180℃固化浸渍材的抗弯强度(MOR)分别升高了49.60%,45.21%,43.40%,37.70,24.95%;弹性模量(MOE)分别升高了107.39%,106.83%,92.40%,85.20%,57.35%;硬度值分别升高了65.71%,59.41%,56.06%,50.98%,44.46%;冲击韧性分别降低了7.03%,10.77%,14.73%,16.40%,21.54%。素材、浸渍材以及120,140,160,180℃固化材的阻湿率分别为0,20.0%,26.0%,29.4%,30.0%,33.3%。随着固化温度的升高,固化浸渍材阻湿率升高,尺寸稳定性提高。未经高温固化浸渍材的甲醛释放量为1.66mg/L,120,140,160,180℃固化浸渍材的甲醛释放量分别为1.09,0.91,0.25,0.16mg/L,经过高温固化处理后浸渍材的甲醛释放量明显降低。【结论】热处理对浸渍木物量力学性能及甲醛释放量有明显影响,建议生产中选用160℃作为脲醛树脂浸渍杨木的固化温度。     

高温热处理杉木力学性能与尺寸稳定性研究

以杉木为试材,采用9组热处理工艺对杉木进行了高温热处理试验。通过对热处理前后杉木力学性能和尺寸稳定性的比较,探讨了热处理温度和处理时间对其性能的影响。结果表明:随热处理温度的升高和时间的延长,试材的抗弯强度(MOR)和抗弯弹性模量(MOE)均呈下降趋势,但热处理温度影响更为显著;热处理对MOR的影响比MOE的要大;顺纹抗压强度随时间的变化规律并不明显,但随温度的升高逐渐降低。杉木热处理后,试材由绝干到气干和绝干到吸水尺寸稳定时2个阶段的径向线湿胀率、弦向线湿胀率、体积湿胀率均低于未处理材的,弦向线湿胀率大于径向线湿胀率;就整体而言,3个指标均随处理温度的升高和时间的延长而减小。抗胀率均为负值,其绝对值随处理温度的升高和时间的延长而增大,尺寸稳定性增强幅度逐渐增大,且受温度的影响较为显著,在210℃下降得最明显。     

高温热处理木材中纳米铜的原位制备及防霉变性能研究

【目的】提高热处理木材的防霉变性能,为扩大高温热处理木材的使用范围提供技术支撑。【方法】依据液相还原反应原理,以含铜浸渍液加压处理马尾松Pinus massoniana木材,运用木材热处理技术,获得热处理木材,依据改良的霉变箱法测试该材料的防霉变效力。【结果】对照组马尾松经高温220℃、3 h以上热处理之后,木材的防霉效力为20%以下;同等条件下,含铜马尾松热处理材防霉效力达90%以上。扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)表征含铜马尾松热处理木材内生成了纳米铜。【结论】含铜热处理木材受热原位生成的100 nm铜能够极大地提高木材的防霉变效力。     

N_2热处理马尾松木材的耐腐性能

以氮气(N2)为介质,采用均匀设计法对人工林马尾松木材进行热处理,探讨处理工艺对木材耐腐性能及物理力学性质的影响.结果表明:经过N2热处理的木材,尺寸稳定性能明显提高,密度、顺纹抗压强度略有下降.处理材腐朽后质量损失率为16.4%,耐腐性能达到Ⅱ级.SEM分析表明:处理材的结构基本完好,腐朽程度较素材轻得多,说明木材的耐腐性能明显提高.马尾松木材N2热处理的较佳工艺条件为:处理温度220℃,保温时间4 h,升温速率15℃·min-1.     

高温快速热压处理对毛竹材物理力学性能的影响

选取4~6年生的毛竹Phyllostachys edulis材为原料,采用热压机对毛竹材进行高温快速热压处理,研究不同热处理温度（225,250,275,300,325,350和375℃）下竹材物理力学性能的变化。结果表明:随着热处理温度的升高,竹材平衡含水率和气干密度明显下降（P < 0.05）,与未处理材相比分别降低了34.39%~53.95%和7.89%~13.04%。相同热处理温度下,弦向干缩率的变化率>体积干缩率的变化率>径向干缩率的变化率;当温度达到375℃时,弦向全干干缩率下降了86.81%,径向全干干缩率下降了83.60%,体积全干干缩率下降了83.95%,达各向的最大值。热处理温度升高,竹材顺纹抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量均先增加后减少,其中,顺纹抗压强度在375℃时达最小值（63.78 MPa）;抗弯强度在250℃时达最大值（151.00 MPa）,在375℃条件下达最小值（61.85 MPa）;抗弯弹性模量在300℃时达最大值（10 487.44 MPa）,在375℃时达最小值（7 071.14 MPa）。认为竹材接触式快速热处理工艺提升了竹材尺寸稳定性和力学性能。     

热处理版画材物理力学性能研究

为改善版画材尺寸稳定性和加工性能,以榆木为试验材料,采用12组热处理工艺对榆木进行了高温热处理试验,通过进行热处理前后榆木物理力学性能和尺寸稳定性与常用版画材的比较,探讨了榆木经热处理后能否达到常用版画材的范围。结果表明,随着对榆木进行热处理其温度的升高和时间的延长,试材的硬度、耐磨性、润湿性和湿涨率均呈逐渐下降趋势,在220℃2h时各项指标均达到常用版画材范围。其中热处理温度和时间对硬度、耐磨性、水和颜料对其接触角、弦向湿涨率、体积湿涨率和吸湿率均有显著影响,热处理温度对径向湿涨率有显著影响。热处理材能够明显改善榆木作为版画材的尺寸稳定性,减小了在刻板和印制过程中尺寸的变化,提高不同底版套印时的精度,有利于实现艺术家在细节上对版画的精度要求。     

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。     

不同起源马尾松与杉木林分树高曲线的拟合及对比

【目的】选择7种模型拟合同一立地条件下马尾松和杉木人工林与天然林的树高生长曲线,并从中选出最优模型,为福建省马尾松和杉木人工林与天然林的合理经营奠定基础。【方法】基于福建省第7次森林资源一类清查数据,以同一立地条件下639株(人工林326株、天然林313株)马尾松标准木及687株(人工林498株、天然林189株)杉木标准木为研究对象,利用二次项方程、幂函数方程、对数方程、S曲线方程4种经验方程及Richards模型、Logistic模型、单分子式模型3种理论方程,拟合马尾松人工林和天然林、杉木人工林和天然林4种林分类型的树高曲线,并以调整决定系数、均方根误差、总相对误差和预估精度为评价指标,选择4种林分类型的最优树高模型。【结果】马尾松人工林与天然林分别以幂函数方程、二次项方程拟合效果较好,预估精度分别达到96.812%和96.474%;杉木人工林和天然林用Richards模型拟合效果最好,预估精度分别达到96.742%和96.495%。【结论】通过比较分析,获得了最适合模拟马尾松和杉木人工林与天然林的树高生长曲线模型。     

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。     

广西沙塘林场马尾松和杉木人工林的碳储量研究

【目的】量化广西沙塘林场马尾松(Pinus massoniana)和杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林碳储量,为评价其碳汇功能和可持续经营提供依据。【方法】 在广西沙塘林场选择处于中龄和成熟期的马尾松和杉木人工林,设置样地测算乔木、林下植被和枯落物的生物量,按20 cm分层挖取样地0～60 cm土层土样,最后依据有关方程,计算马尾松和杉木中龄和成熟人工林生态系统的含碳率和碳储量。【结果】 马尾松、杉木人工林林下植被含碳率变化于40.06%～45.23%, 枯落物含碳率为40.79%～46.06%,0～60 cm土层含碳率变化于0.34%～1.26%。马尾松和杉木人工林生态系统平均碳储量分别为168.36和128.08 t/hm²,其乔木层的平均碳储量分别为106.33和54.8 t/hm²,分别占总碳储量的63.15%和42.79%;土壤平均碳储量分别为54.96和67.33 t/hm²,其分别占总碳储量的32.64%和52.57%;其林下植被和枯落物平均碳储量分别占总碳储量的1.28%,1.02%和2.93%,3.63%。【结论】 马尾松人工林总碳储量以成熟林显著高于中龄林,杉木则以中龄林略高于成熟林;土壤和乔木层碳储量是马尾松和杉木人工林生态系统碳储量的主体部分,而林下植被和枯落物对碳储量的贡献较小。     

热处理-注蜡联合处理对大果紫檀材性的影响

以红木大果紫檀(Pterocarpus macrocarpus Kurz.)为试材,对其进行热处理、热处理-注蜡联合处理,研究不同处理方式对大果紫檀颜色变化、力学性能、平衡含水率及尺寸稳定性的影响。结果表明:长时间注蜡处理加深了木材颜色,所有处理方式中热处理-注蜡联合处理材颜色变化最大,热处理-注蜡联合处理材抗弯强度降低最小,注蜡有助于提高木材的抗弯强度;热处理-注蜡与150℃、3 h热处理后木材的平衡含水率大体相当,与未处理材平衡含水率相比降低了约13%;4种处理条件都能提高木材的尺寸稳定性。与未处理材相比,低湿度(35%)条件下180℃、3 h处理后试件弦向膨胀率降低幅度最大,约为37.8%,130、6 h热处理-注蜡后试件的膨胀率降低幅度约为30.0%;高湿度(90%)条件下180℃、3 h热处理后试件降低了约21.7%,130、6 h热处理-注蜡处理材降低了约31.1%。经过热处理后再进行注蜡,蜡液更容易进入木材并和木材组分相互作用,相对直接注蜡效果更好。热处理-注蜡联合处理能够有效提高大果紫檀木材的尺寸稳定性,对力学性能影响较小,是一种有效的木材改性技术。     

后期热处理对压缩木尺寸稳定性的影响

以华山松和西南桤木为研究试材,以热空气和导热油为加热介质,在温度为170℃和210℃时分别对2种压缩木进行2 h的热处理,以厚度膨胀率为主要指标评价其尺寸稳定性。结果表明：后期热处理可以降低压缩木吸湿率和吸水率,改善压缩木的尺寸稳定性,油浴处理的效果优于热空气处理,210℃处理效果优于170℃;在所有工艺条件中,以210℃油浴处理效果最佳,可使吸湿厚度膨胀率下降50%左右,使24 h吸水厚度膨胀率减小85%左右;热处理对树种具有一定的选择性,对西南桤木的效果略优于华山松。