热处理材与常规窑干材的吸湿及流变特性差异

以北美赤杨木(Alnus japonica)板材为试验材料,长板材规格为20 mm(径向)×70 mm(弦向)×600 mm(轴向),分为常规干燥组(对照组,初含水率为约8%)、热处理组(180℃干燥6 h,初含水率为5%),每组在3根不同的长板材上各连续锯切出3块板材(每组各9块板材),分别将常规干燥组和热处理组的18块板材置于烘箱中重新干燥、烘至绝干;干燥结束后,常规干燥组和热处理组板材均按试验设计进行锯解,每组试件分为两类(自由湿胀试片、大试件),自由湿胀试片取自3块板材左端,每块板材取厚度为5 mm连续的试片5片(共15片试片),板材的剩余部分(尺寸为20 mm×70 mm×560 mm的部分)即为大试件;将常规干燥组和热处理组的自由湿胀试片沿木材径向分层(表层、次表层、芯层)并劈解为小试条,取各层小试条放入恒温恒湿箱进行吸湿处理;常规干燥组和热处理组的18块大试件放入相同条件的恒温恒湿箱进行吸湿,当各组大试件分别吸湿至5%、10%、15%时,各取3个试件,按试验设计锯解含水率试片、应力应变试片;参照有关国家标准,测定试件含水率、湿胀性、吸湿应力应变,分析热处理材与常规窑干材的吸湿及流变特性差异。结果表明:热处理材和常规干燥材的吸湿速率、含水率,在组内和组间都没有显著差异,而热处理材弦向、径向的湿胀率差异,小于常规干燥材,当吸湿含水率为15%时,两组木材的芯层含水率高于表层。两种方法处理的木材,表层应力随含水率的增加而降低,次表层和芯层变化不大。受限湿胀应变和弹性应变随含水率的增大而减小;黏弹性蠕变应变较为复杂;机械吸附蠕变应变随含水率的增大而增大,应变方向保持不变。

樟子松热处理材耐腐性的评价

热处理材由于高温处理改变了木材的成分,可抑制腐朽菌的生长和繁殖,从而提高木材的耐腐能力。根据国家标准,对樟子松热处理材和对照材进行室内耐腐性检测及野外埋地试验。检测结果表明,热处理材的耐腐等级达到Ⅰ级,耐腐性显著提高;在对照材野外埋地试验的耐腐朽等级为0级时,热处理材仍可保持9.5级。

蒸汽压力对热处理材力学性能影响的机理研究

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。

射流等离子体处理对热处理材漆膜附着力的影响

采用氮气射流对热处理材落叶松进行等离子体处理,研究了不同处理高度、不同处理时间对热处理材漆膜性能的影响,通过仪器测定,分析了不同等离子体处理条件下被处理材的漆膜性能变化机理,并得出本实验中改善热处理材落叶松漆膜性能的最佳等离子体处理工艺参数。结果表明:随着等离子体处理高度的降低和处理时间的延长,热处理材漆膜质量损失率降低,漆膜性能逐渐提升;等离子体处理改善热处理材漆膜性能的最佳工艺时间为20 s、高度为15 mm;等离子体处理过程中引入的大量氨基、羟基、羰基、羧基等亲水性基团是被处理材漆膜性能提升的根本原因。X射线光电子能谱分析显示,经过等离子处理后的落叶松,C元素含量降幅为12.63%,O元素和N元素增幅分别为14.32%,83.87%。FT-IR结果表明,处理后的木材表面—OH、C—H、C=O的峰的强度明显加强。因此,对热处理之后的木材进行等离子体处理,可大幅度提升其漆膜性能,从而改善产品缺陷、提高附加值。

压力蒸汽热处理木材生物耐久性的研究

通过对樟子松和柞木分别在常压和压力蒸汽下进行高温热处理,比较了两种热处理材与常规对照材生物耐久性的差异。结果表明,高温热处理特别是压力蒸汽处理,可以更显著地改善木材的耐腐性,耐腐等级可由对照材的Ⅳ级(不耐腐),提高为Ⅰ级(强耐腐,樟子松)和Ⅱ级(耐腐,柞木)。热处理可以有效减轻蓝变菌对木材的侵害,但不能防止或减轻木材表面的霉变。在热处理材表面涂刷油性防水涂料,是防止表面生霉的很有效的方法。

低温作用对马尾松热处理材力学性能的影响

以马尾松素材及热处理材为研究对象,测试其经液氮作用48h取出放置室温24h后的抗弯和抗压性能。结果表明：经低温作用后,素材抗弯弹性模量（MOE）和顺纹抗压强度（CSPG）分别增加了8.06%和6.74%,但低温作用对两种力学性质影响不显著（P=0.067～0.182）;热处理材MOE和CSPG基本保持不变;素材与热处理材的延性系数分别增加了26.92%和8.60%。木材分子链上的羟基与水分子的胶结作用可能是导致低温作用后木材力学强度增加的主要原因。

低温作用对马尾松热处理材力学性能的影响

以马尾松素材及热处理材为研究对象,测试其经液氮作用48h取出放置室温24h后的抗弯和抗压性能。结果表明：经低温作用后,素材抗弯弹性模量（MOE）和顺纹抗压强度（CSPG）分别增加了8.06%和6.74%,但低温作用对两种力学性质影响不显著（P=0.067~0.182）;热处理材MOE和CSPG基本保持不变;素材与热处理材的延性系数分别增加了26.92%和8.60%。木材分子链上的羟基与水分子的胶结作用可能是导致低温作用后木材力学强度增加的主要原因。

热处理改性木材的性能分析Ⅳ——热处理木材的防白蚁性能

对南方松、樟子松、水曲柳、柞木、斯文漆木五种木材的热处理材,进行室内防白蚁性能检测和评价。结果表明：5种热处理试材的防白蚁蛀蚀等级均在3~4级,热处理工艺未能改善试材的抗白蚁蛀蚀性。

热处理改性木材的性能分析Ⅴ——热处理木材的尺寸稳定性能

对南方松、桦木的热处理材,化学改性处理材和ACQ防腐处理材,进行木材尺寸稳定性测试。结果表明:热处理木材的吸湿率和体积膨胀(收缩)率均有较大程度的下降,尺寸稳定性得到明显的改善。

樟子松热处理材与防腐处理材表面性能比较研究

本文对樟子松的两种热处理材、氨溶性季铵铜（ACQ—B）防腐处理材及未处理材进行了表面颜色、表面光泽度、动态润湿性能的比较研究。结果表明，热处理使木材颜色变红变暗，光泽度下降，防腐处理使木材颜色变蓝变暗，光泽度变化不大。两种处理材的表面润湿性均增大。

杨木和辐射松树脂增强改性材机械加工性能研究

为考察杨木和辐射松树脂浸渍材的机械加工性能,参照LY/T 2054—2012《锯材机械加工性能评价方法》,分别对杨木和辐射松的素材与树脂浸渍材及其经过真空热处理的树脂浸渍材的刨削、铣削、钻削、开榫和车削5种机械加工性能进行测试评价。结果表明:1)本试验范围内,在综合评分满分40分情况下,杨木素材、树脂浸渍材和真空热处理树脂浸渍材的总评分分别为20分、30分和25分;辐射松素材、树脂浸渍材和真空热处理树脂浸渍材的总评分分别为24分、33分和29分;树脂浸渍材机械加工综合性能最佳,热处理树脂浸渍材次之;2)杨木和辐射松的树脂浸渍材及其真空热处理树脂浸渍材的刨削、铣削性能均为优秀,车削性能均为良好;杨木和辐射松的树脂浸渍材及辐射松真空热处理树脂材开榫性能良好;钻削性能仅辐射松树脂浸渍材达到优秀;3)辐射松素材与改性处理材的机械加工性能均优于杨木,综合比较,辐射松树脂浸渍材具有较佳的机械加工性能。