真空热处理日本落叶松木材化学性质的变化

为了揭示真空热处理对日本落叶松Larix kaempferi木材的作用机制,以日本落叶松木材为研究对象,分别在160,180,200,220和240℃的条件下对木材进行真空-常压热处理4 h。采用X射线衍射法研究了热处理对木材结晶性能的影响;利用傅里叶红外光谱、固体核磁共振和电子自旋共振分析了木材在热处理过程中化学基团和表面自由基的变化。结果表明:经真空度为0.05~0.09 MPa联合常压热处理后,木材纤维素结晶度的变化趋势为先增大,后减小,再增大。未处理材结晶度为36.21%,热处理温度为160,180,200,220和240℃时,木材的结晶度分别为43.56%,46.26%,32.09%,32.66%和37.97%。随着热处理温度的升高,木材中羰基官能团减少,热处理过程中木材半纤维素发生降解脱除乙酰基,酚型木素结构单元增多,醚化木质素结构单元减少。热处理前后木材表面自由基类型未发生改变,随着热处理温度的升高,木材表面自由基的数量增加。真空热处理对半纤维素与木质素产生了不同程度的影响,对纤维素的影响相对较小,通过对不同热处理条件下日本落叶松木材化学性质的分析,进一步阐释了真空热处理对木材的作用机制。图3表2参23     

粗皮枝木材热处理位置对吸热量及升温速度的影响

对粗皮桉Eucalyptus pellita木材采用辐射加热的方式进行真空热处理,研究处理温度及不同测试位置,包括板厚、长度及宽度位置因素,对木材板内单位质量吸热量（Qm）及平均升温速度（VTmean）的影响,用方差分析判定影响真空热处理过程的主要参数,以最小显著差法（LSD）多重比较分析其影响程度。结果表明：影响Qm及Ⅳ‰的主要因素为热处理温度及板材厚度,端距、侧距的影响不大;随热处理温度升高、板材厚度的增加,Qm及VTmean增大,当板材厚度差在20 mm以上时,Qm及VTmean在0．05水平上差异显著,采用真空热处理时需考虑由厚度造成的传热不均问题。若以吸热量衡量热处理效果,在120-240℃的温度段处理,可满足较广泛的热处理效果差异需求。图3表5参12     

大型运输容器减震用改性木材的研制

为了筛选大型运输容器减震器用木材,对泡桐、柳杉、杨木、落叶松、杉木等多种人工林木材进行了大变形抗压测试及减震性能分析。结果表明:仅密度达0.4 g/cm3的杉木,能满足大型运输容器减震材料要求,其资源极其有限;通过对低密度人工林杉木进行树脂浸渍增强改性,提高其减震性能,使其能满足大型运输容器减震材料要求,从而可充分利用人工林杉木资源。     

酚醛树脂密实化杨木的机械加工性能研究

以水溶性低分子量酚醛树脂处理人工林杨木板材,参考ASTM标准,并结合国内实木地板的生产工艺,对处理前后板材的横截、刨切、榫槽加工和砂光性能进行评价.结果表明:经过处理后,杨木板材的各项加工性能均得到明显改善,加工缺陷明显减少,表面光洁度和平整度明显好于未处理材,适合用于制造实木地板.     

真空热处理粗皮桉木材化学性质的变化

以粗皮桉木材为研究对象,在不同的处理温度下(160、200和240℃)对其真空热处理4 h。为探究热处理前后木材化学性质的变化,对热处理前后木材的高位热值进行了测定与分析;利用紫外-可见光谱、傅里叶变换拉曼光谱和电子自旋共振波谱分析了热处理前后木材化学结构和表面自由基的变化。结果表明:随着热处理温度的升高,木材的高位热值呈逐渐增大的趋势,木材热值的改变与化学组分含量的变化具有一定相关性。紫外-可见光谱显示,热处理材的紫外与可见吸收增强,说明热处理使得木材的共轭和芳香结构以及发色基团增多。拉曼光谱分析表明,热处理材多糖发生降解,木质素部分化学键断裂,木质素化学结构发生改变,热处理过程中木质素发生解聚再缩合反应。电子自旋共振波谱显示,热处理前后木材表面自由基的类型未发生改变,木材表面自由基的数量随热处理温度的升高而增多。     

粗皮桉木材热处理位置对吸热量及升温速度的影响

对粗皮桉Eucalyptus pellita木材采用辐射加热的方式进行真空热处理, 研究处理温度及不同测试位置, 包括板厚、长度及宽度位置因素, 对木材板内单位质量吸热量(Q_m)及平均升温速度(V_Tmean)的影响, 用方差分析判定影响真空热处理过程的主要参数, 以最小显著差法(LSD)多重比较分析其影响程度。结果表明:影响Q_m及V_Tmean的主要因素为热处理温度及板材厚度, 端距、侧距的影响不大; 随热处理温度升高、板材厚度的增加, Q_m及V_Tmean增大, 当板材厚度差在20 mm以上时, Q_m及V_Tmean在0.05水平上差异显著, 采用真空热处理时需考虑由厚度造成的传热不均问题。若以吸热量衡量热处理效果, 在120~240℃的温度段处理, 可满足较广泛的热处理效果差异需求。     

密实型杨木单板层积材制造技术

介绍了单板层积材、密实型单板层积材在国内外的研究和利用概况.探讨了采用低分子量酚醛树脂浸渍处理杨木单板的方法制备杨木单板层积材的生产技术.结果表明:施胶量相当时,浸渍方式与涂胶方式生产的单板层积材相比,密度相当,吸水厚度膨胀(24hTS)降低了24%,胶合强度提高了:16%,弹性模量(MOE)和静曲强度(MOR)分别提高了20.17%和44.76%.采用浸渍树脂方式生产的密实型强化杨木单板层积材随着吸药量的增多,密度增大;24hTS减小;胶合强度随着吸药量的增加先增大而后趋于平稳;MOE和MOR先增大后减小.当吸药量为168%时,MOE、MOR达到最大,分别为15.34GPa和135.31 MPa.密实型强化单板层积材能够满足建筑和木结构等结构材要求,具有良好的发展空间.     

三聚氰胺脲醛树脂复配硼化物改性杨木的性能

采用硼酸、硼砂混合液,三聚氰胺脲醛(MUF)树脂及MUF树脂与硼酸、硼砂的复配改性剂处理人工林杨木,并对处理材的各项性能进行评价.结果表明:MUF树脂和MUF树脂复配硼化物的处理,均可显著降低木材的吸湿率,提高抗胀率、弹性模量和抗弯强度;3种改性材的氧指数均提高,点燃时间延迟,热释放速率、总热释放量、总烟释放量及CO产率均降低.以MUF树脂复配硼化物处理杨木的效果最优,杨木各项性能可全面改善.     

增强-阻燃处理改善柳杉木材的性能研究

采用不同质量分数的低分子量三聚氰胺-脲醛树脂(MUF),及其与硼酸、硼砂复配的改性液,分别对柳杉木材进行浸渍处理。结果表明:树脂溶液和复配改性液均对木材具有良好的渗透性,且木材增重率随改性液质量分数的增大而增加,两种改性液均能有效提高柳杉的物理、力学和阻燃性能。     

利用红外成像和纳米压痕测试技术研究热处理落叶松管胞性能

以我国主要用材树种日本落叶松木材为研究对象,采用物理改性方法真空热处理技术对其材质进行改良。利用场发射扫描电子显微镜和傅里叶变换红外成像显微镜研究不同热处理条件(160～240℃温度范围,处理4 h)下落叶松木材晚材管胞细胞壁形态、化学组分结构和分布的变化规律,并结合纳米压痕测试系统研究热处理木材细胞壁力学性能变化趋势。结果表明：木材热处理过程中,随着热处理温度的升高,晚材管胞细胞壁出现裂纹并增加;半纤维素发生降解,细胞壁红外成像中半纤维素相对高浓度分布区域逐渐减少,木质素高浓度分布区域呈现先增加后降低的趋势,表明该过程中木质素发生了热解并进行了重新分布。木材细胞壁压痕弹性模量和硬度随着真空热处理温度的增加呈先增大后降低的趋势,其中当热处理温度为200℃时,压痕弹性模量和硬度相比素材分别增大54.57%和45.69%,达到最大值,该变化规律与木材细胞壁中木质素分布变化趋势相吻合。以上研究结果有助于深入理解真空热处理木材性能的变化,为真空热处理改性木材工艺优化提供理论依据。