杨木及杉木热处理材化学组分变化的研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着国家天然林保护工程的实施，人工速生林的高效、增值利用已逐渐成为国内科研机构及生产企业研究和关注的焦点。高温热处理木材在处理后，稳定性显著增加，防腐防霉等其他性质也得到改善。

但是在高温处理过程中，木材发生分解反应生成的气体对于环境是否有害，环保的问题没有得到解决，生产受到局限。因此本论文拟对几种木材炭化处理过程中所产生的气体进行收集分析，得出其具体化学成分，以便供后期的处理提供依据。

另外，热处理木材处理后的稳定性显著提高，主要是由于其化学成分的变化，分析处理后化学组分的组成，为其寻找理论基础。

2. 国内外研究现状分析

对热处理的研究始于20世纪初期，最近二三十年,各国木材科学家也没有间断木材热处理的研究, 研究表明:在200 ℃左右高温下, 木材成分, 特别是半纤维素会发生降解,木素和纤维素也会发生一些化学变化。1997年, 北京林业大学的曹金珍、赵广杰等人研究了热处理材的水吸附动力学过程, 认为热处理材的水吸附机理发生了变化, 随着处理温度的升高, 吸湿性能强的半纤维素在处理的过程中降解产生糠醛等物质, 使得木材的含水率下降。Petrissans Mathieu研究了热处理材的可湿性和化学成分, 认为高温处理之后木材的羟基基团减少, 热处理对木材的疏水性能有显著的影响。他采用核磁共振光谱和液质联用来分析用有机溶剂提取的热处理材的化合物, 探测到了有毒的多核芳香烃碳氢化合物和其它种类的聚芳香族化合物, 也探测到了无毒的木质素的分解产物。MInoue等人的研究证明: 热处理后木材尺寸稳定性提高, 其原因是高吸湿性的半纤维素转变成了低吸湿性的糠醛等物质。

Yoshid等检测了用柳杉内墙板、栎木地板装修的居室的VOC释放情况, 结果表明室内挥发性物质主要有萜烯、甲醛和乙醛; 塔村等利用20L的小型气候箱测定了11种木材的甲醛、乙醛以及VOC释放总量;孙启祥等采用动态顶空套袋采集法, 对自然状态下杉木挥发物进行了收集分析。Baumann等指出, 刨花板和MDF释放的VOC主要是萜烯类和醛类, 萜烯类释放量受木材种类的影响, 占VOC释放量的7%~ 21%;龙玲认为干燥温度对醛类和极性挥发物释放的影响很大, 随温度升高, 醛类物质释放量增大。高温干燥释放的醛类和极性化合物远高于常规干燥。 松田俊一指出, 人造板释放VOC的速率受板材种类、板材结构和热压条件的影响; 集成材和LVL释放醛类物质的速率比胶合板的速率快, 并释放较多的a-蒎烯、-蒎烯、柠檬烯和甲苯。

3. 研究的基本内容与计划

将杉木试片标号（1.2。。。15），2个为一组，一组一个温度，温度取180 ℃ ，200 ℃ ，220℃。每组加热时间均为1h和2h，热处理后，将试片磨成木粉，按gb分析综纤维素、α-纤维素木质素的含量。

收集杉木挥发性气体，经气相或液相色谱仪，与色谱标样进行对比，得出挥发性物质成分。

二月至二月底：前期收集资料，做准备工作。

4. 研究创新点

1.使用了控制变量的研究方法，并采用最新的气、液相色谱仪进行数据分析。

2.热处理木材以其优越的性能不仅已广泛应用于庭院家具、木栅兰、门窗等，而且可应用于房屋建筑中。木材热处理技术为我国人工林木材的劣材优用提供了更大的潜在市场机会。我国建筑业作为支柱产业之一，必然需要大量的建筑用装饰材料以及家具制作材料，所以开发热处理木材在我国拥有的市场潜力很大。因此，不论

是从对外贸易，还是从对人们身体健康及环境保护，都应大力发展无化学药剂处理的木材制品，相信在不久的将来，这一符合环境与发展资源理念的新型材料，在国家的经济建设中将发挥重要作用。