辊压预处理条件对蒙古栎干燥速率及纹孔结构的影响

【目的】针对木材干燥耗时长、效率低的问题,以改变司职水分疏导功能的木材分子关键部位的微观结构为手段,通过改善木材的渗透性和水分的流动性,建立易于水分移动的新路径,达到缩短木材干燥时间的目的。在描述蒙古栎导管分子细胞壁构造变异的形态、数量和程度以及表征处理材在常规蒸汽干燥全程和各阶段干燥速率变动的基础上,探索并建立辊压预处理工艺条件、构造特征变异与干燥速率三者的相关关系。【方法】依托木材的黏弹性和水分移动机制,以蒙古栎为试材,对其含水率47%~55%、900 mm（长）×100 mm（宽）×30 mm（厚）的径切板和弦切板施行2个压缩方向（径向和弦向）、3种压缩率（10%,20%和30%）和3种压缩次数（1,4和9次）的辊压预处理,使用环境扫描电子显微镜（Fei Quanta 200）观察研究辊压处理材的导管分子微观构造特征变异,并在常规蒸汽干燥全程和各阶段测试和分析处理木材的干燥速率变动规律。【结果】环境扫描电镜观察表明,辊压压缩预处理使蒙古栎导管分子纹孔膜破裂和细胞壁出现裂隙,可形成水分移动的微观新路径;随着压缩率增大、压缩次数增加,纹孔膜破裂的数量和程度、细胞壁破坏的规模和尺寸增加,木材的渗透性和水分的流动性得到改善,缩短木材干燥时间。在常规蒸汽干燥的6个阶段和干燥全程,辊压预处理材的干燥速率均大于未处理材;压缩率和压缩方向相同时,干燥速率随压缩次数的增加而增大;压缩方向和压缩次数相同时,干燥速率随压缩率的增加而加快;压缩率和压缩次数相同时,径向压缩的弦切板干燥速率快于弦向压缩的径切板。【结论】以试材初含水率50%、终含水率15%计算,辊压预处理材的全程干燥时间均少于未处理材,弦向压缩径切板干燥时间缩短6.67%~23.64%,径向压缩弦切板缩短4.55%~13.02%。辊压预处理可在蒙古栎试材内部形成微观的水分移动新路径,改善水分的渗透性和流动性,缩短木材干燥时间。

辊压预处理对木材干燥速率和材性的影响

对柞木试材进行2种压缩方向（径向和弦向）、3种压缩率（10%、20%和30%）和3种压缩次数（1、4和9次）的辊压预处理,测试和研究不同辊压工艺处理材高频真空干燥的干燥速率变异和主要物理力学性能变异。结果表明：随着压缩率和压缩次数的增加,辊压预处理试材的干燥速率增大,变化率为7.78%～29.88%,干燥时间可缩短7.22%～21.97%;辊压预处理试材的密度和干缩率亦有增大的趋势,变化率分别为0.88%～6.58%和1.04%～13.13%;5种力学强度值逐渐下降,变化率分别为：顺纹抗压强度-13.01%～6.56%、顺纹抗剪强度-14.17%～4.67%、抗劈力-15.54%～4.11%、抗弯强度-12.29%～6.42%、抗弯弹性模量-20.17%～4.59%。