速生杨木材染色处理工艺的研究

针对当前采用杨木单板为基材进行材色改良,处理过程中单板破损率高,后续加工复杂的现状,选用3种具有代表性的染料:酸性大红GR,活性黄K-RN,直接深棕B-NM,对杨木厚木(30 mm)进行染色处理。选取染色温度、染色时间、促染剂Na2SO4添加量和改性剂胺溶铜季铵盐添加量4个因素3个水平进行正交试验。利用环境扫描电镜观察染料在木材内部的分布状态。用90℃的皂液处理染色后试件30 min后,测皂洗前后色差值,利用色差值变化评价其皂洗牢度。试验结果确定最优染色工艺条件:染色温度80℃,时间9 h,促染剂Na2SO440 g/L,改性剂5 g/L。其中改性剂添加量对试件染色效果的影响最大,其次是染色温度和染色时间。酸性染料分布木材的导管腔内,活性染料存在木纤维细胞壁中,直接染料很难渗透到木材内部。皂洗结果确定活性染料抗流失性最好。在最优工艺条件下染色深度30 mm,染透率100%,皂洗前后色差值9.98。

杉木木材酸性染料染色工艺优化

通过正交试验考察染液质量分数、染色时间、染色温度和促染剂用量对染透率、上染率和色差的影响,利用极差分析和方差分析确定各因素的影响程度及各指标的最优工艺参数;在此基础上利用模糊数学综合评判法对3个指标进行综合评价,对染色工艺进一步优化.结果表明:染液质量分数和染色温度对染透率和上染率的影响显著,但各指标单独优化得出的工艺参数不一致;通过模糊数学综合评价获得染透率、上染率和色差效果最优的染色工艺,即染液质量分数2.0%,染色时间4 h,温度90℃,促染剂用量3.0%.在此条件下染透率、上染率和色差分别可达53.64%、7.59%和53.20,总体高于正交试验中各指标最大测试值,说明该方法合理、可行.

处理工艺对杨木单板染色效果的影响

对1.0、1.5、2.0mm3种厚度杨木单板进行不同助剂及加量、不同染液及浓度、连续染色次数等染色试验,结果表明:酸性黄和酸性蓝染料对杨木单板染色较为容易,而酸性大红GR染料染色较为困难;固色剂和渗透剂对杨木单板染色效果影响不大,而且加入固色剂导致染色杨木单板可溶性铬含量超标;均染剂NaCl加量1%时杨木单板上染率最高;杨木单板厚度增加,染色时间延长,1.0mm厚单板染透需5h,1.5mm厚单板染透需9h,2.0mm厚单板染透需12h;杨木单板染色时,不同染液要选择相应合适的染液浓度,并且连续染色一定次数后,需及时补充染液,以确保染色效果。

酸性染料对杨木单板染色工艺的影响

用酸性大红、黑、咖啡、嫩黄、金黄、果绿6种染料做试剂，以染色时间、染色温度、染色浓度作为单板染色的3个因数，对杨木单板进行染色试验。结果表明：染色时间4h、浓度0．5％～0．9％、温度80℃较佳，得到的单板染透率好，内部染色均匀。

响应面法优化木材冻融循环预处理工艺

为提高染液在木材中的渗透性,采用冻融循环法对人工林杉木木材进行预处理,运用响应面法优化预处理工艺条件,通过场发射扫描电镜(FESEM)和压汞法(MIP)分析预处理后木材微观结构的变化。结果表明,冻融循环预处理能明显提高木材的染透率和上染率,且随浸水时间延长、冷冻时间延长、解冻时间增加和循环次数增加呈先增大后降低的趋势,该处理的最优条件是浸水时间24 h、冷冻时间16 h 20 min、解冻时间6 h 41 min、循环2次,此条件下处理材的染透率和上染率分别为54.10%和8.44%,与理论预测值相近;处理后木材细胞的部分纹孔膜破裂或脱落,射线薄壁细胞与轴向管胞的胞间层有裂纹,汞压入总体积和孔隙率增大,表明处理后木材的渗透通道增加,有利于染液在木材中的渗透。

响应面法优化木材NaOH-冻融循环预处理条件

对人工林杉木木材进行NaOH-冻融循环预处理,以处理后木材的上染率、纵向和横向染透率作为预处理效果的评价指标,利用模糊综合评判模型对各指标进行综合评判,并以综合评判值为响应值,运用响应面法探讨NaOH质量分数、抽提时间、冷冻时间和循环次数对响应值的影响,优化NaOH-冻融循环预处理条件,通过扫描电镜和压汞法分析预处理后木材微观结构和孔隙的变化。结果表明,随NaOH质量分数增大、抽提时间延长、冷冻时间和循环次数增加,综合评判值均先增大后减小,各因素对综合评判值的影响顺序为NaOH质量分数>冷冻时间>抽提时间>循环次数;优化的预处理条件是NaOH质量分数0.42%、抽提时间24.25 h、冷冻时间18.67 h、循环2次,此条件下处理材的综合评判值为0.956,与理论预测值的相对误差为2.60%,差异较小;NaOH抽提再冻融循环处理后,封闭的纹孔被打开,部分纹孔膜破裂以及射线薄壁细胞与轴向管胞层间有裂隙,使大孔孔径和总孔体积均进一步增大,比表面积增加,染液在木材内的渗透特别是横向渗透显著增大。