【硕士论文】人工林木材密实化处理技术及性能评价.pdf

《【硕士论文】人工林木材密实化处理技术及性能评价.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、摘要自从国家实施天然林保护工程以后，大力营造人工林已成为解决我国木材供需矛盾的重要途径，然而人工速生林木材材质软、密度低、加工工艺性能较差的特点限制了它们的使用范围，所以为了提高人工林木材的材质等级，必须对它们进行改性处理。根据国内外学者们的研究以及笔者的试验结果，证明树脂密实化浸渍处理技术是改善木材性能的一种有效方法，这将为人工林木材的高附加值利用技术的研究提供新的途径，对开拓人工林木材的应用领域具有重要的现实意义。本研究从低分子量水溶性酚醛树脂合成工艺的研究入手，通过正交试验设计确定出酚醛树脂溶液真空加压浸渍处理人工林杨木的最佳工艺参数，并按照该工

2、艺处理杨木和桦木试材，同时对两种处理材进行百度干燥试验，制定出密实型木材的干燥基准。然后采用现代的分析测试仪器，分析了杨木和桦木经酚醛树脂密实化处理后树脂在木材内部的渗透和分布情况与该处理方法引起的木材结晶度、木材化学基团以及木材表面润湿性的变化，进而对密实化处理后木材的各项物理力学性能、机械加工性能和油漆涂饰性能进行了系统的检测和评价，最后开发出人工林密实化木材新产品。结果表明：1．采用低分子量水溶性酚醛树脂真空加压浸渍处理大规格杨木板材的最优工艺为：树脂浓度为3096，真空时间为60min，压力为1．0MPa，保压时间为3h。按照该工艺处理人工林杨

3、木和桦木，使其分别获得61．2％和28．3％的增重率。2．对树脂密实化处理材与相同初含水率的素材在百度干燥试验中的干燥特性进行对比分析并制定出密实化木材的干燥基准，这是本研究的一个创新点。研究结果表明，经过处理后，杨木和桦木的干燥缺陷没有素材严重，但是处理材的干燥速度低于素材。两种处理材的干燥特性很接近，桦木处理材的干燥基准比杨木处理材稍软一些。依据干燥基准对杨木和桦木密实化处理板材进行窑干试验后，发现处理材干燥缺陷很少，干燥质量优良。3．通过扫描电镜(SEM)对处理后树脂在木材内部的渗透和分布情况的观察，x．射线衍射法对处理材结晶度的测定，以及傅立叶

4、红外(FTIR)对处理后木材化学基团变化的分析，证明酚醛树脂处理液不但进入到木材的细胞腔和细胞间隙中，而且与组成木材的基本物质纤维素、半纤维素和木质素中的某些基团发生了化学反应，酚醛树脂对木材的改性是复杂的物理化学过程。4．通过对杨木和桦木试材处理前后表面接触角的测定，得知处理后两种木材的润湿性比处理前有所降低，但是经过砂磨可以提高处理材表面的润湿性；三种测试液体对木材表面浸润性的优劣顺序是：二碘甲烷(优)>甲酰胺(中)>蒸馏水(差)。5．对密实化处理前后木材的各项物理力学性能指标的检测结果表明，经过处理后，除了冲击韧性较处理前有所下降外，其他各项物理

5、力学性能都得到不同程度的提高，如杨木和桦木密度分别提高了78．8％和24．2％，抗弯强度分别提高了113％和61％，抗弯弹性模量分别提高了56．7％和30．3％，从中可以看出杨木的改善效果更加明显。尺寸稳定化机理主要是树脂填充于细胞腔的物理充胀作用和树脂与木材成分中某些物质发生化学反应而使吸水性基团羟基大量减少的化学作用。6．对密实化处理前后木材的机械加工性能指标的检测结果表明，密实化处理对杨木板材加工性能的影响很大，处理材比素材各项加工性能的质量都有显著性的提高，而密实化处理对桦木板材加工性能的影响不大，除横截性能以外，处理材的其他三项加工性能的质量

6、与素材相比并未有太大差别。总体来看，杨木处理材的加工性能最佳，杨木素材较差。7．采用三种不同的油漆对杨木和桦木素材及酚醛树脂密实化处理材分别进行涂饰，并对其涂饰后的漆膜附着力、漆膜磨耗值及漆膜硬度进行检测和对比评价，结果表明密实化处理对木材油漆涂饰性能几乎没有负面影响，甚至使木材某些涂饰性能得到小幅度的改善。8．通过对酚醛树脂密实化木材进行实木地板和实木窗的产品开发，可知处理材非常适合加工地板，而杨木处理材还可以用于实木门窗的生产。两种产品的质量优良，外观优美，而且价格也相对较低，应该有很好的市场应用前景。关键词：酚醛树脂，密实，浸渍，人工林杨木，桦木

7、II第一章绪论1．1绪言木材是一种可再生、可再循环利用和可自然降解的绿色材料和生物资源，它具有许多其他材料(钢铁、水泥、塑料)无可比拟的优点，如天然的色泽、美丽的纹理、平滑舒适的质感，而且质轻、富有弹性和韧性，可塑性好，易于加工。但木材也存在一些缺陷，如由于含水率的变化产生干缩、湿胀，从而引起构件尺寸及形状的变异和强度的降低，发生开裂、扭曲，易霉变腐朽，易受虫菌蛀蚀，易燃烧等。这些原因不仅使木材丧失了原有的天然色泽和纹理，而且使木材在使用功能和加工方面受到一定的限制，所以为改善和克服木材的缺点，使其更符合人类利用的需要，必须对木材进行功能性改良。近些年

8、来，国内外许多学者已经在树脂密实浸渍处理木材方面做了大量工作，结果表明，采用水溶性低分子量树脂