基于速生木材家具的榫结构设计

实木家具因其能够部分保持木材的天然色泽、纹理特征等物理属性而受到消费者的青睐。然而,随着天然硬质阔叶材资源的减少,其采伐量受到限制。因此,利用速生木材来制造实木家具是解决资源短缺与消费需求矛盾的有效方法。然而,与硬质阔叶材相比,速生材存在诸如密度低、

速生木材制造木质百叶窗加工工艺的改进

随着人们环保观念的改变,木质百叶窗作为一个具有传统意义上的家饰用品近年来逐步走进了千家万户。百叶窗美观、实用、高雅,能够通过变换窗叶的角度来调节室内的光线和通风量,这是普通织物窗帘难以相比的。同时,木质百叶窗在环保性方面远远优于塑料制品和化纤织物。用传统方法制作的木质百叶窗往往需要使用质地优良的阔叶材,这不仅在原材料方面受到了一定的限制,同时也使生产成本居高不下。

速生木材在绿色室内环境设计中的应用

绿色室内环境设计理念反映了人类对"设计"背后的责任与内涵的深刻反思,映射了大众从设计层面对人与自然关系的重新思考。从材质出发探讨绿色室内环境设计内涵,符合绿色设计理念的基本原则核心。本文以创新材料为切入点、从速生木材的细分领域探索其在绿色室内环境设计中的应用,有助于进一步探讨速生木材对于绿色室内环境设计的应用策略,以期能够建立具有可借鉴意义的普适理论模型,为替他同质同类问题提供参考作用。

有机-无机复合改性速生木材研究现状与展望

木材作为一种天然可再生资源被广泛应用于各个领域。近年来,随着我国对木材需求的日益增长和天然林资源的匮乏,速生木材作为硬质木材的替代品越来越受到人们的关注。但速生木材存在密度低、材质疏松、力学性能欠佳等不足,难以用于制造高附加值产品,因此需要对其进行改性增强处理。速生木材具有大量的孔隙和活性官能团,通过浸渍改性不仅可提高其密度和力学强度,还能赋予速生木材新的功能,进而提升其使用价值。传统的浸渍改性按照浸渍液的不同主要分为有机和无机两种方式,但均存在一些不足。有机改性液浸渍中所使用的有机树脂虽能与木材的活性官能团发生交联而形成紧密的结构,但是大多有机树脂含有游离甲醛等易挥发的有毒物质,会对环境和人体健康造成危害。而无机改性剂虽无毒环保,但大多难以在木材中形成稳定的结构,易发生流失与吸湿等现象,影响使用功能。有机-无机复合改性是一种新型的材料复合技术,它能将有机材料与无机材料的优点结合起来,在减少有机树脂用量的同时充分利用其包覆作用(或键结合)来固定无机改性剂以减少流失,并且有机树脂能与木材形成稳定的键结合。因此,在有机-无机材料的协同作用下,改性木材的性能得以大幅度提升,实用价值和应用领域得到进一步扩展。本文以有机-无机复合改性速生木材的研究现状为主题,以硅系、硼系、铜、钙及蒙脱土等无机组分为主线,对其研究进展进行详细描述,并对改性机理进行归纳总结。同时,从基础理论、制备工艺、基本性能以及经济成本等方面提出了有机-无机复合改性木材的发展趋势,旨在推动有机-无机复合改性方法能在速生木材的改性中得到更广泛的应用。

环氧大豆油丙烯酸酯浸渍改性速生木材的性能及改性机理

为提高速生木材的综合使用性能,以杉木、樟子松和杨木为研究对象,采用经活性单体稀释的环氧大豆油丙烯酸酯(AESO)对其进行化学浸渍改性,比对不同工艺条件对改性木材综合性能的提升效果。通过傅里叶变换红外光谱对合成的AESO进行结构表征,利用X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)分析AESO浸渍改性木材的微观机理。结果表明,以苯乙烯(St)为稀释剂,按m(AESO):m(St)=3:1配制的混合体系浸渍速生材并在70℃固化6 h,3种木材的综合性能均获得明显提升。改性杉木的性能提升最为显著,浸渍率为166.1%,固化增重率为157.0%,7 d抗吸水率达到了86.1%,顺纹抗压强度增加了87.2%。XPS分析结果表明,AESO浸渍体系成功渗透到木材内部,渗透方式以横向渗透为主。SEM观察到的微观形貌变化说明,改性后木材的微观结构未遭到破坏,浸渍体系填充、黏附到木材结构组织的细胞壁上并交联固化,细胞壁上的纹孔口被闭塞,极大地提高了速生材的抗吸水性和力学强度。

无机试剂对速生木材阻燃效果的研究

选用ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２及（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、Ｈ３ＢＯ３作为浸渍液，分别对木材进行二次浸泡并恒温处理，实验发现：用ＣａＣｌ２：ＢａＣｌ２，（ＮＨ４）２ＨＰＯ４：Ｈ３ＰＯ４为１∶１（质量比），总浓度为２０％浸渍液处理的木材，其阻燃性，耐冲击性均明显提高．

江苏省速生木材与农作物秸秆材料工程技术研究中心

江苏省速生森材与农作物秸秆材料工程技术研究中心组建于2000年，隶属于江苏省科技厅，挂靠在南京林业大学，是一个以速生木材和农作物秸秆材料为研究对象，集科研、生产、经营和示范于一体的省级工程技术研究中心，应用现代科学技术，研究开发基于生物质资源的新材料、新技术、新设备和新工艺，发挥孵化作用，实现科研成果的工程化和产业化，取得经济、社会和生态效益。

实施速生木材改良 着力提升功能品质

我国作为全球第二大木材消耗国和第一大木材进口国，10年来，木材消费总量增长了173％。

人工速生林木材尺寸稳定性改良研究进展

高效、高质地利用人工速生材是缓解我国木材供需矛盾的重要途径之一。然而,由于人工速生林木材生长周期短,幼龄材比例较高,导致其通常存在尺寸稳定性差的缺陷,严重限制了人工林速生木材的实际应用。因此,提高人工速生林木材的尺寸稳定性是确保其在建筑、家具和其他工业应用中持久耐用的关键。本文综述了近年来主要的木材尺寸稳定性改良方法,包括高温热改性、表面涂层改性、化学改性和浸渍改性等;分析了现有木材尺寸稳定性改良方法的局限性,并提出了未来的研究方向,以期为我国人工林速生材资源的绿色高质量发展提供理论依据。

功能型木材改性剂对速生杨木物理力学性能的改性效果

以速生杨木为研究对象,通过木材改性剂对速生材浸渍强化处理,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、傅氏转换红外线光谱分析仪对改性前后的木材进行表征,并分析改性前后木材的物理性能。结果表明:经木材改性后,速生材物理性能显著提高。X射线衍射仪数据表明,木材改性剂使木材结晶度从39.65%降到36.89%,能谱分析仪结果显示:氮(N)氧(O)碳(C)元素在木材内部分布均匀,扫描电子显微镜谱图分析了木材改性剂在木材管孔中的分布,最后红外光谱图表明改性剂与木材内部集团发生交联反应,并且羟基数目大量减少。

速生桉木材高温热处理的物理力学性能研究

【目的】研究经高温热处理后速生桉木材物理性能、力学性能的变化，为工业生产提供技术参考。【方法】在水蒸气保护下，经不同温度（160、180、200、220、240℃）、不同时间（1、2、3 h）处理后，按照GB/T 1927~GB/T 1943国家标准检测其物理性能和力学性能。【结果】随着热处理温度提高，速生按木材含水率大幅下降，干缩率、吸水性、湿胀率逐步下降；木材密度随着温度提高和时间延长呈下降趋势；处理时间对顺纹抗压强度、冲击韧性和硬度影响较大；各温度条件下处理1 h的效果最好，抗弯强度在同温度条件下，处理1 h最高，3 h次之，2 h最低；随着热处理温度的升高，弹性模量先增大后减小。【结论】高温热处理对速生桉木材的物理性能影响较大，干缩性、吸水性和吸胀性明显下降，尺寸稳定性上升；速生桉木材的力学性能随着温度的升高和木材热处理时间的延长总体上呈下降趋势。

高温热处理速生桉木材的疏水性能研究

【目的】揭示速生桉木材的疏水原因,提高速生桉木材的生物耐久性。【方法】速生桉木材分别经180℃水蒸汽热处理1、2和4h后,测量接触角、粗糙度,进行FTIR分析、观察表面形貌特征,并对接触角、处理时间和粗糙度进行偏相关分析。【结果】未处理速生桉锯材表面接触角均值为86.57°,热处理锯材表面接触角均在112°以上。随着热处理时间的延长,接触角显著提高,接触角曲线变化趋于平稳有序。亲水官能团羟基在3415.37cm-1处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为2.22,热处理1h后吸光值显著下降至1.38,热处理2和4h分别降低至1.34和1.30,降幅明显。亲水官能团羰基在1618.09cm-1处出现吸收峰,未处理材的峰值吸光值为0.80,热处理1h后,吸光值轻微下降至0.72,热处理2和4h后均为0.66,下降不再明显。速生桉木材在高温状态下表面发生开裂、扭曲等,影响了表面的平整度,但粗糙度变化并无显著规律。粗糙度与接触角净相关系数为-0.050,完全不相关;接触角和处理时间偏相关系数为0.746,显著相关;处理时间和粗糙度低相关。【结论】经180℃水蒸汽热处理后速生桉木材粗糙度与接触角变化无相关性,热处理时间对接触影响显著,热处理温度的提高会啬粗糙度,但不影响木材的疏水性能。

速生轻质木材制备高性能重组木的适应性研究

以低密度泡桐、杨树和柳树三种速生轻质木材为原料,利用纤维可控分离技术,将6~7 mm厚单板制备成纤维化单板,经过浸胶、干燥、热压制备重组木,探讨三种木材制备重组木的工艺特点和产品性能。结果表明,三种木材均适合用于制备高性能重组木;在重组木与木材密度之比约2.5时,泡桐重组木的吸水厚度膨胀率最低,杨木重组木的抗弯性能最好,柳木重组木的水平剪切强度最高。

“速生林木材高效重组制造关键技术与示范”项目通过查定

2017年9月8-9日和9月13—14日，国家林业局科技司组织专家对林业公益性行业科研专项重大项目“速生林木材高效重组制造关键技术与示范”进行现场查定。专家组到山东博兴京博木基材料有限公司、中国林科院木材工业研究所等地查看了生产线、装备和产品现场，听取了汇报，经充分讨论及质询，专家组一致认为，该推广项目按规定圆满完成了各项经济技术指标。

速生松木家具几种节点接合方式的强度比较研究

以南方速生脱脂马尾松松木为基材,以"L"型和"T"型构件为基本构件形式,采用力学实验方法 ,对理想使用状态——即在外力垂直荷载匀速加载的作用下使构件节点发生破坏或变形,测试构件节点破坏强度值及其破坏或变形形式。实验针对8种不同框架节点接合方式(贯通直角单榫接合、不贯通直角暗榫接合、双圆榫接合、倒刺螺母连接件接合、双圆榫与倒刺螺母共同接合、三件式偏心连接件接合,以及45°双圆榫斜角接合和45°不贯通榫斜角接合)的接合强度进行测定。实验结果表明:(1)对于直角连接构件,采用贯通直角单榫接合时的节点接合强度最大;双圆榫与倒刺螺母共同连接的节点接合强度次之;然后强度值从高到低依次为双圆榫接合、倒刺螺母螺杆连接件接合、不贯通直角单榫接合,接合强度最小的是偏心连接件接合;(2)对于45°斜角连接构件,采用45°不贯通榫斜角接合的节点强度大于45°双圆榫斜角接合的节点强度;(3)在相同条件下,"T"型实木构件的节点接合强度总体上大于"L"型实木构件的节点接合强度。研究表明:节点处的基本构件形式("L"型或"T"型)、角部构件的连接形式(直角构件或斜角构件),以及节点的接合方式等都不同程度地影响着马尾松松木家具框架节点的接合强度。

速生杨密实材主要力学性能的检测

【目的】分析三倍体毛白杨木材压缩和树脂浸渍密实化处理的力学效果。【方法】三倍体毛白杨木材经不同压缩率（11％，20％，33％和50％）、压缩热处理时间（0.5，2，5和10h）、不同含量酚醛（PF）树脂（5％，10％，15％，20％和30％）浸渍和浸渍后不同压缩率（11％，20％和33％）等处理后，测定其静曲强度、抗弯弹性模量和表面硬度的变化。【结果】三倍体毛白杨素材压缩后，其静曲强度和抗弯弹性模量均随压缩率的增大而提高，但接近最大压缩率时均下降；素材压缩（压缩率为33％）后以180℃空气加热处理10h，静曲强度比同温度压缩保温0.5h时下降约40％，抗弯弹性模量下降近50％，表面硬度下降约12％；用PF树脂浸渍处理后不经压缩，随PF树脂含量增加木材静曲强度提高幅度不大；用30％PF树脂浸渍后，当压缩率为33％时，其静曲强度、抗弯弹性模量和表面硬度分别比未压缩素材增加82．9％，98％和152％。【结论】毛白杨木材用20％～30％PF树脂浸渍处理后，再进行小幅机械压缩（压缩率〈30％）的密实处理比较适宜。

速生杉木整形工艺研究

在实验压机上加装自行设计制造的木材侧向压缩成型设备进行了小径速生杉木材的直接整形试验。对整形后杉木材进行了静曲强度和弹性模量等测试分析 ,得出一种较理想的整形工艺 :整形温度为 1 6 0℃ ,整形速度为 1 0mm·min- 1 ,体积压缩率为 6 0 %。表 3参

速生杨木方材榫接合力学性能提升方法研究

对速生软质木材榫接合处的力学性能提升的研究势在必行,提升其节点强度能够扩大其在家具中的应用范围,从而节约生长缓慢的优质木材资源。提出小断面零件的榫节点的预埋式增强方法,以杨木和榉木为实验对象,分别在杨木小断面T型件的横向和竖向构件中镶嵌不同尺寸的榉木进行局部补强,再加工成榫头榫眼与适配的榉木构件进行装配,并抗拔测试进行考察。结果表明:其接合处的抗拔性能增强都很明显,与未增强组相比,分别可提高32.9%和19.1%。将抗拔效果提升最明显的两组相互装配后形成的T型件比纯杨木接合点的抗拔性能可提高55.5%。最终证明此方法对于提高软木质方材榫节点的强度切实可行,并能够为速生材家具制品榫接合处力学性能的增强研究提供理论依据。

高熔点石蜡处理木材的物理和力学性能

为了提高木材的防水性和力学性能,以两种高熔点费托蜡2120和3105H为改性剂,在熔融状态下通过真空加压的方式处理杨木和辐射松,系统分析了石蜡处理对木材的密度、吸湿吸水、表面接触角、抗弯强度、冲击强度等性能的影响。结果表明:与未处理木材相比,费托蜡处理木材的密度提高约2倍,吸水和吸湿速率下降,吸水和吸湿总量分别降低约70%和50%,动态水接触角增加到100°左右且保持稳定,处理材的疏水性明显增强。费托蜡浸渍处理可提高木材抗弯强度和表面强度分别达62%和30%,对冲击强度没有负面影响。由此得出:两种费托蜡可以有效提高木材的防水效果,增强木材强度,提升人工林杨木和辐射松木材材质。

木材表面立体自然纹理加工设备的初步设计

为了使速生人工林木材表面具有凹凸自然纹理,设计了一种应用刷削机构加工的设备。