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热处理是一种应用广泛的木材改性方法,不仅能改善木材材色,还能提高木材的尺寸稳定性和生物耐久性。总结了热处理工艺对木材性能的影响,详述了热处理过程中木材化学组分变化。从处理过程和老化过程讨论了环境对处理材性能的影响,并概括了热处理木材材色变化机理。未来应深入解析热处理化学反应路径及其内在机理,建立木材材色与其他材性的关系,并通过联合改性处理提升热处理木材的耐久性。 相似文献
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刘雪莹秦泽秀刘明利李春风 《林产工业》2022,(9):25-28
速生人工树种存在结构疏松、材质软、强度低等缺点,使用范围受限。为了提高速生材性能,可对木材进行改性处理以提高其强度、硬度、尺寸稳定性等性能。改性木材涂饰后,其表面材色较改性前加深,纹理更加清晰美观,表面更加富有光泽。综述了国内外改性材涂饰性能的研究进展,主要包括浸渍改性、高温热处理改性、浸渍改性联合高温热处理改性等。 相似文献
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高温热处理技术是木材功能性技术中市场转化率最高和未来前景广阔的主要技术之一,生产过程中不添加化学试剂,在改善尺寸稳定性、生物耐久性、木材材色及声学特性等性能同时不损失产品的环保性能.但高温处理存在木材的力学性能和表面润湿性降低、生产能耗高及废气排放量大等问题,因此了解高温热处理技术对木材材性及性能的影响及作用机理,对进... 相似文献
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《林业工程学报》2016,(5)
木材热处理可以显著降低木材的吸湿性,是提高其尺寸稳定性的有效改性方法。以南方松热处理材和对照材为试材进行动态水蒸气吸附试验,并借助拉曼光谱对两种试材的化学组分进行比较,探索热处理对木材吸湿性能的改性机理。结果表明:在本试验条件下,热处理不仅降低了木材的吸湿量,也改变了其吸湿特性,表现为热处理材平衡含水率变化率的降低和吸湿滞后性的增强。在实际应用中,这表明热处理材即使在环境湿度变化较大的情况下也能保持较好的尺寸稳定性。拉曼光谱分析表明,木素的结构变化是热处理材形成其吸湿特性的主要内在原因之一。热处理后木素在细胞壁中的相对含量有所上升,结构发生了重组,使木材细胞壁结构变得更加稳固而缺乏弹性,对木材的吸湿和平衡起到了阻滞作用。 相似文献
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基于FT-IR和XPS的热处理白蜡木材色变化机理 总被引：1，自引：0，他引：1
《林业工程学报》2017,(5)
以白蜡木(Fraxinus americana)为试材,在常压过热蒸汽条件下进行热处理,对热处理材和对照材的明度(L*)和色度(a*,b*)指标进行比较,借助傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱仪(XPS)对试材细胞壁化学组分的主要基团和元素变化进行分析,以探索热处理对木材材色的调节机理。结果表明:随着处理温度的增加,热处理材和对照材的总体色差不断增大,色差值与木材内部C和O元素的浓度比高度相关,表明热处理材的材色能较为准确地指示木材内部化学组分的变化。热处理材的明度指标随热处理温度的升高呈阶梯式下降,明度值的变化与木材中羧基的浓度线性相关,表明半纤维素是影响热处理材明度的主要因素。热处理材的色度指标变化规律没有明度指标显著,随着处理温度的升高,a*值先增加后降低,试材的b*值随着处理温度的升高总体上呈下降趋势。热处理使木素中的羰基等发色基团数量发生变化,是使热处理材的色度指标发生变化的一个主要原因。 相似文献
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圆盘豆木材力学强度对高温热处理条件变化的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
以过热蒸汽为传热介质和保护性气体,在热处理温度为160℃、180℃、200℃、220℃,热处理时间为2h、4h、6h、8h的条件下对圆盘豆木材进行高温热处理,研究圆盘豆木材在不同热处理条件下的力学性能变化规律。结果表明,随着热处理温度升高和热处理时间延长,圆盘豆热处理材抗弯强度降低;弹性模量在160℃时最高,然后降低;硬度的变化趋势不明显。红外光谱分析表明,热处理使木材中的半纤维素、纤维素、木素发生降解反应,导致木材力学强度降低。 相似文献
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升温速率对木材热处理的产品性能和反应机制都会产生显著影响,对生产实践操作也具有重要作用,但相关研究十分缺乏。以柞木为试样,在常压过热蒸汽条件下以5,10,15,20和25℃/h的升温速率分别升温至200℃进行热处理。分析处理材的主要化学组分和结构,并测试其主要物理力学性能,探索升温速率对处理材结构和性能的影响,为木材热处理技术的优化应用提供参考。结果表明：热处理升温速率对柞木化学组成和结构都具有显著影响。细胞壁半纤维素含量随升温速率的减小而下降,而木素的相对含量则随着升温速率的减小而提高,纤维素含量受热处理影响很小,但微纤丝结构发生明显变化。不同升温速率水平下热处理柞木的主要性能也呈规律性变化。热处理后柞木的静态与动态弹性模量均有所增加,且都随着升温速率的下降先增大后减小,与微纤丝结晶度的变化趋势高度一致。热处理后柞木的吸湿性随升温速率的减小而逐步下降,并与半纤维素浓度的变化密切相关。综上可见,升温速率是调节热处理柞木性能的有效工艺参数,但试材性能的变化与升温速率之间并非都是线性关系,应根据木材热处理的主要性能需求,结合生产效率和安全性等综合因素确定木材热处理的升温速率。 相似文献
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木材易产生吸湿变形和腐朽等问题，影响其应用效果。热改性处理可有效提升木材的尺寸稳定性和耐久性，并具有无毒、环保的特点，是一种极具潜力的木材改性方法。文中综述了木材组分（纤维素、半纤维素、木质素、抽提物）在热改性过程中发生的化学变化，以及木材树种和部位、处理介质、处理温度和时间对木材热降解的影响。经不同热改性工艺处理后，木材的化学成分变化存在较大差异。探明热改性工艺、热改性材化学成分变化和性能之间的响应机制，将有助于开发或优化热改性技术，从而得到性能优异的热改性材，拓宽其应用领域。 相似文献
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《林产工业》2021,(7)
以杉木为材料,通过沙浴和气相介质进行热处理,检测其炭化木材物理、力学性能和颜色等,借助XRD和FTIR分析不同热处理方法致木材性能差异的原因,以期探索沙浴炭化木材的可能性。结果表明:当热处理温度和时间相同时,沙浴热处理试件尺寸稳定性高于气相介质热处理;处理温度为220℃,时间4 h时,两种介质处理试件的尺寸稳定性均达到了最好状态,其中气相介质热处理杉木弦向线湿胀率最小为1.885%,比未处理材降低35.45%,沙浴热改性处理杉木弦向线湿胀率最小为1.923%,比未处理材降低36.16%。沙浴热改性处理杉木木材强度折损较气相介质热改性处理材更多。热处理温度和时间相同时,气相介质处理材颜色变化小于沙浴热改性处理材。热改性处理导致杉木材结晶特性和三素成分发生变化,其中沙浴热处理导致杉木材中半纤维素发生明显降解。 相似文献
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《林业机械与木工设备》2012,(4)
以过热蒸汽为传热介质和保护性气体,在热处理温度为160℃、180℃、200℃、220℃,热处理时间为2h、4h、6h、8h的条件下对圆盘豆木材进行高温热处理,研究圆盘豆木材在不同热处理条件下的力学性能变化规律。结果表明,随着热处理温度升高和热处理时间延长,圆盘豆热处理材抗弯强度降低;弹性模量在160℃时最高,然后降低;硬度的变化趋势不明显。红外光谱分析表明,热处理使木材中的半纤维素、纤维素、木素发生降解反应,导致木材力学强度降低。 相似文献
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二氧化硅联合热处理改性对橡胶木性能的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为弥补热处理材的力学性能损失,利用二氧化硅联合热处理改性橡胶木。在热处理橡胶木前后分别真空浸渍二氧化硅前躯体溶液,热处理温度200℃,保温时间2 h。对未处理材、热处理材、浸渍-热处理材与热处理-浸渍材的力学性能、尺寸稳定性以及热稳定性进行对比分析。结果表明,与热处理材相比,浸渍-热处理材与热处理-浸渍材的抗弯强度分别提高28.97%和18.88%,抗压强度分别提高26.65%和38.91%。与未处理材相比,热处理材、浸渍-热处理材和热处理-浸渍材的吸水性与湿胀性均有所降低。热重分析表明,浸渍热处理材的热降解速率低于热处理材,说明二氧化硅与木材的结合阻碍了热分解以及木质基的完全裂解,木材的热稳定性有所提高。红外光谱分析显示,浸渍-热处理材上出现了Si—O—Si特征峰,说明木材内部有二氧化硅生成。X射线衍射分析结果表明,木材的纤维素衍射峰位置无变化,说明浸渍二氧化硅处理未破坏纤维素的结晶结构。 相似文献
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蒸汽压力对热处理材力学性能影响的机理研究 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对樟子松和柞木分别在常压和一定蒸汽压力下进行热处理,比较了不同热处理木材与常规对照材的力学性能差异。结果表明:热处理使木材的抗弯强度和冲击韧性出现明显下降,然而,就抗弯弹性模量和顺纹抗压强度而言,除樟子松的MOE指标外,经过热处理的试材的性能指标都高于对照材。和常压热处理相比,压力蒸汽热处理进一步降低了试材的力学强度,但这一差异并不显著。木材化学组分分析表明,热处理材力学性能的变化主要归因于热处理过程中木材半纤维素的降解以及木素在热处理过程中的化学变化。 相似文献
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在4个不同温度和时间水平下,对人工林杉木木材进行高温热处理,研究了处理温度和时间对木材吸湿性和尺寸稳定性的影响规律。结果表明:高温热处理可以显著降低木材平衡含水率、吸水率和体积膨胀率,提高尺寸稳定性;随着处理温度的增加和处理时间的延长,杉木平衡含水率、吸水率和体积膨胀率降低;与处理时间相比,处理温度对平衡含水率、吸水率和体积膨胀率的影响程度更大。在本研究范围,与对照材相比,通过高温热处理可以使杉木平衡含水率降低17.73%~66.74%,吸水率降低33.99%~64.00%,体积膨胀率减少36.7%~69.30%。 相似文献
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热处理对竹基纤维复合材料性能的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
毛竹竹材的纤维化单板经高温处理后,热压制备成竹基纤维复合材料(BFC).分析热处理对纤维化竹单板化学性能的影响及热处理对BFC表面颜色、尺寸稳定性、力学性能的影响.结果表明:纤维化竹单板经热处理后,其综纤维素和d-纤维素的含量相对于未处理材显著降低,其中半纤维素含量降幅最大；热处理后竹材的pH值相对于未处理材显著降低,碱缓冲容量显著增大,而酸缓冲容量降低.由纤维化竹单板经热处理后制备的BFC,表面颜色变深,吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率相对于未处理材显著降低,尺寸稳定性得到改善；材料的静曲强度和水平剪切强度相对于未处理材显著降低,且随着蒸汽压力的增大和热处理时间的增长呈逐渐降低的趋势,而弹性模量变化不显著. 相似文献
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《林产化学与工业》2017,(4)
将经3种不同抽提处理的高温热处理欧洲赤松(Pinus sylvestris L.)和山毛榉(Fagus longipetiolata Seem.)木材及其对照材置于氙灯老化箱中加速老化1 008 h,测定老化过程中表面颜色的变化,并使用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析老化前后木材表面宏观和微观结构的变化,旨在探究不同抽提物对高温热处理材的光降解进程的影响。结果表明:1)高温热处理材中抽提物的存在有利于缓解其光老化进程,提高热处理材的颜色稳定性;2)碱抽提物对热处理山毛榉表面材色的影响最为显著,其存在有利于延缓老化过程中热处理材表面颜色的变化,苯醇及冷水抽提出的极性抽提物对热处理材的颜色稳定性具有积极作用,冷水抽提后的热处理山毛榉在老化过程中出现射线细胞剥离现象;3)在老化过程中,热处理欧洲赤松的表面颜色变化相对山毛榉大,这是因为热处理欧洲赤松的材色较山毛榉浅,碱抽提物对热处理欧洲赤松颜色稳定性的影响相对较小,而苯醇抽提物及冷水抽出物可提高其耐老化性。 相似文献