基于微波膨化处理的速生材密实化研究开题报告

 2021-08-08 22:09:14

1. 研究目的与意义

随着经济发展和人口增加,人们对木材的需求量日益增多,然而伴随着我国林业政策的调整(国家实施天然林保护工程的限制),可利用的优质木材资源越来越少。为缓解这一矛盾,上个世纪中后期,我国大力推广种植了杉树、杨树和桉树等速生树种,为木材工业提供了可靠的资源支持。速生材通过改性处理在木材工业中有着更加广泛的应用前景,是解决现阶段优质木材生产面临严重的原料危机这一主要矛盾的方法之一。

速生林虽然很好地解决了人造板加工原料的问题,但是它的很多天然缺陷降低了它的使用范围。国内专家们注意到这一问题,并展开了很多关于速生材性能与改性处理的研究。

而密实化是速生材功能性改良应用的一种有效方式,它可以提高木材的强度与尺寸稳定性,增加附加值。

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2. 国内外研究现状分析

微波膨化处理作为一种现代高新技术,以其独特的加热特点和干燥机理,在木材工业应用领域的前景十分广阔。

目前对于国内微波研究也有很多方面。如:刘志军等[2004]通过测定木材微波干燥过程中内部的温度、压力和分层含水率,对其相互关系进行理论分析。得出在微波干燥过程中,木材内的温度分布比较均匀,但在干燥的后期,木材内温度分布的不均匀性有加大的趋势;随着干燥的进行,木材内部含水率梯度逐渐减小,含水率分布更加均匀;在木材干燥的初期,木材表面有水分积聚现象;表明木材微波干燥过程中在厚度和长度方向分别存在明显的蒸汽压力梯度。

张文辉[2007]通过杉木微波干操实脸,探索干燥工艺,测定了不同尺寸、不同初始含水率杉木干燥过程的湿度、干燥速率和含水率的变化规律,从实验上证实了体热源一旦转变成正热源,干燥速率显著提高,含水率梯度和温度梯度方向相反。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:采用不同的微波参数(微波强度:中火、中高火、高火;微波时间:0.5min、1.0min、1.5min)处理,分析不同压缩工艺(压缩比:20%、40%、60%;压缩时间:10min、20min、30min)条件下,材料的质量损失率、压缩率、压缩变形恢复率等各项指标,为木材的尺寸稳定性提供实验数据。

选取树种为杉木,要求试材取无腐朽、无裂纹等缺陷,各个平面平整干净.试件材料及尺寸分别为:300mmx70mmx25mm、300mmx70mmx30mm、300mmx70mmx40mm

将尺寸分别为:300mmx70mmx25mm、300mmx70mmx30mm、300mmx70mmx40mm的杉木试件放入气候箱调节处理到平衡含水率为20%待用。

将调节好的试材放入微波炉中(由薄玻璃做隔层,做成三层),打开微波按不同微波强度(低档、中档、高档)分组放在微波加热箱内加热,设定不同的微波加热时间(0.5min、1.0min、1.5min)加热。

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4. 研究创新点

速生材通过改性处理在木材工业中有着更加广泛的应用前景,是解决现阶段优质木材生产面临严重的原料危机这一主要矛盾的方法之一。而密实化是速生材功能性改良应用的一种有效方式,它可以提高木材的强度与尺寸稳定性,增加附加值。

微波工艺是现代一种高新科技,目前最多的研究成果是微波干燥,本次课题通过微波膨化处理方面对木材压缩机理及调控进行研究,寻求获取速生木材尺寸稳定性改良的新工艺和方法,为速生材的改良做进一步的研究,对速生材的充分利用具有很大的价值意义。

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