樟子松木材壓力高溫熱處理工藝及材性研究.pdf

1、我國森林資源不足、人口眾多。對木材進行功能性改良是緩解木材供需矛盾的有效手段，而對木材進行壓力高溫熱處理是充分利用資源、提高木材綜合利用率的重要途徑之一，也符合人們追求自然、舒適且視覺效果佳的生活環(huán)境的要求。 本論文系統(tǒng)的研究了壓力高溫熱處理樟子松木材的工藝及性能，研究了不同處理溫度(200℃、225℃、250℃)、不同處理壓力(0.20MPa、0.40MPa、0.60MPa)、不同處理時間(4h、6h)、不同試件厚度(15mm

2、、20mm)、弦切和徑切(弦切、徑切)這五個因素對樟子松木材材性的影響，從而設(shè)計出針對不同用途的壓力高溫熱處理工藝。 在相關(guān)文獻和前期大量預備試驗的基礎(chǔ)上，共進行了45種不同的工藝條件進行處理，研究了各主要工藝參數(shù)對樟子松木材各項性能的影響，測定了壓力高溫熱處理材及對應的對照材的相關(guān)性能，通過分析，研究結(jié)果如下： (1)從樟子松木材的顏色角度分析：溫度、壓力、弦切與徑切是影響顏色參數(shù)L*、a*、b*和總色差△E的主要因素

3、。溫度越高、壓力越大，顏色越深。最佳的處理工藝條件為：處理溫度250℃、處理壓力0.60MPa、處理時間4h、試件厚度15mm或20mm的弦切試件。 (2)從樟子松木材的物理性質(zhì)角度分析：溫度是影響樟子松木材的密度、吸水率、所有濕漲率和干縮率的顯著性因素。壓力是影響密度、弦向線濕漲率、體積濕漲率的顯著性因素。弦切與徑切是影響樟子松木材的吸水率、徑向線濕漲率、徑向干縮率的顯著性因素。時間、厚度都是非顯著性因素。在本試驗采用15mm

4、、20mm厚度的試件條件下，最佳的工藝條件是：處理溫度225℃、處理壓力0.40MPa，處理時間4h。 (3)從樟子松木材的力學性質(zhì)的角度分析：溫度對樟子松木材的處理材的最大彎曲力、W=12％時的彎曲強度、W=12％時的彎曲模量、沖擊韌性而言都是非顯著性因素，但是與對照材相比，溫度影響很大。從22℃-250℃時，最大彎曲力總計下降了39.17％，W=12％時彎曲強度總計下降了46.55％，W=12％時彎曲模量總計下降了25.79

5、％，沖擊韌性總計下降了41.10％。壓力是影響樟子松木材的彎曲強度和彎曲模量的顯著性因素，0.20MPa最優(yōu)。處理4h顯著優(yōu)于處理6h。厚度影響很小。最佳的工藝條件是處理溫度為200℃、處理壓力為0.20MPa，處理4h，15mm或20mm厚度的弦切試件。力學性能損失最大的工藝條件是處理溫度為250℃、處理壓力為0.60MPa，處理6h的弦切試件。 (4)從樟子松木材的接觸角方面分析：0秒～60秒，樟子松木材經(jīng)壓力高溫熱處理后，

6、與對照材相比，接觸角總體趨勢是減小的，即處理材的表面自由能增加，潤濕性變好。在250℃、0.20MPa條件下處理的樟子松木材的接觸角最小，即潤濕性最好。 (5)綜合起來分析，最佳的工藝條件是處理溫度為225℃、處理壓力為0.40MPa、15mm或20mm厚度的弦切試件。 樟子松木材經(jīng)過壓力高溫熱處理后，其尺寸穩(wěn)定性和潤濕性能都得到較大的提高，力學性能有不同程度的下降，另外，本文通過傅立葉變換紅外光譜圖定性分析了壓力高溫熱