1. 研究目的与意义
随着天然林资源日渐减少,如何有效的利用人工林资源也越发的重要了。而由于人工林杨树木材中所含的幼龄材比例相当高,导致材质较差、密度及表面硬度低,限制了其应用范围。木材压缩使木材表面硬度和耐磨性能等表面物理性能有很大提高,压缩还能使木材密度增加,同时提高弯曲强度和弹性模量等力学性能。对杨木板材进行差异化压缩处理,不仅可以提高其性能,还能减少材积损耗,提高利用率。差异化密实可以提高木材单面的强度,减少木材材积的损失。差异化单面密实是采取双面不同的处理方法(如双面热压温度不同,采取不同的软化措施等),结果可以实现单面密实(差异化密实),木材差异化压缩后会导致含水率分布不均匀、表面温度不同、木材的吸湿性能不同,从而引起瓦弯变形,所以解决热压后瓦弯变形问题是差异化压缩应用的关键。
高温定形热处理提高压缩后木材的尺寸稳定性,所以木材压缩改性方法是改善人工林木材理化性能的有效途径,经过处理后的木材密度、表面硬度、耐磨性和尺寸稳定性都大幅度提高。
2. 国内外研究现状分析
压缩木技术研究的历史很久,早在20世纪30年代,美国、德国的军用飞机上为反雷达就使用了压缩木。前苏联在1932年已经制定出炉中加热压缩法(简称干法)和蒸煮压缩法(简称湿法)工艺;我国在上世纪50年代末和60年代初也曾研制出煤矿用压缩木锚杆和纺织用压缩木木梭;70年代,印度研究用其国产17种树种经压缩后代替进口的鹅耳枥制造织布机木梭。自上世纪90年代以来,随着世界木材工业的迅速发展,各国学者在前人研究的基础上将木材的压缩及其变形固定的研究推向一个新的高度,为使压缩木材成为一种实用的工业化加工技术奠定了良好的基础。
近10年的压缩木研究目的是提高人工林软质材的强度、加工性能以及扩大人工林木材的用途,研究内容主要分为木材横向压缩变形和木材压缩变形的固定两个方面。有关木材压缩方面的专利申请也从1973年的1件增加到1997年的52件。
我国对于杨木强化技术的研究起步较晚,且在研究中往往注重于炭化、浸渍处理对木材物理、力学性能的影响。近年来才开始对杨木压缩技术开展了较系统的研究。kamman研究了木材干燥的预蒸处理和后期调湿处理技术,涂登云等对表层压缩技术在杨木实木地板生产中的应用进行了研究,经过表层压缩处理后,杨木气干密度和moe均有提高。经表层压缩处理后杨木试材的ts改善了,好于强化木地板用中密度纤维板基材的要求ts;寇建良,孙照斌等对压缩密实化工艺初步研究,研究表明当热压温度为180c时、热压时间2.5h、压缩量为25mm时,试件内部的密度梯度减小,压缩变形回复率较低,抗弯强度较高;陈旻等采用横纹压缩方法对杨木板材进行密实化处理,结果表明:经过压缩处理后杨木板材的各项物理力学性能均得到提高;横纹压缩后杨木内部的导管受到挤压产生较大的形变,孔隙率变小,使其单位体积内的细胞实质增加,承受外力的有效作用面积变大,抵抗外力破坏的能力有较大提高,表现为各项物理力学强度得到显著增强。但是目前我国关于杨木改性技术研究还有很多不足,特别是在抗变形研究方面。对杨木压缩变形的研究,重点通常都放在了整体的热压处理工艺上。对于差异化压缩材易出现瓦弯的抗变形研究还未见报道。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
首先选取合适的差异化密实工艺,通过工艺试验获得差异化密实后的试材。测量和分析差异化密实试材的瓦弯变形情况和原因。
1、差异化密实材变形因素分析研究:
4. 研究创新点
1、杨木板材进行差异化压缩工艺研究:差异化密实可以提高木材单面的强度,不仅可以提高其性能,还能减少材积损耗,提高利用率。
2、瓦弯抗变形工艺研究:若解决了速生材瓦弯变形的问题,那么木材差异化压缩将能有效的利用到生产实践中去。
