PDF《南京林业大学 本科毕业设计（论文）》

2 - 木材加工综合利用的方法,已经满足不了我们克服其缺点以提高使用价值的要求,给杨树 资源的有效利用带来了不利的影响. 因此, 扩大速生杨木等低密度木材的使用范围和用途, 是木材工业面临的一个需要解决的问题. 当前国际上流行的对木材进行强化处理方法有树脂浸注法和压缩密实法.树脂浸注法 是指将可聚合的高分子单体或/和某些预聚物改性剂(如低分子 PF、MF)引入到木材内部, 然后在加热和其它辐射的作用下使改性剂在木材原位发生反应而固化的过程, 但是这样不 仅破坏了木材本身天然的优良属性,而且化学处理成本高,操作工艺复杂,存在游离甲醛 等有害化学物质,严重污染环境.压缩密实法是通过横向压缩或表面密实化处理,以提高 速生材的密度来改善速生材的物理力学性能.常用工艺方法有三种:①常压软化压缩:试 材经水热处理法软化或用化学药物处理法软化后,在热压机中压缩成型,然后利用热处理 或汽蒸法处理将压缩量固定;

②浸渍压缩:在减压或常压装置的浸渍处理器中,用低分子 量交联剂浸渍试材,然后在压机上对其进行压缩.③高压密闭压缩:试材在装有压缩装置 及模具的高温高压处理罐中, 用高温高压进行蒸汽软化速生材, 随即在处理罐内将其压缩, 并在压缩状态下用高温高压进行汽蒸处理,冷却后出料.木材经密实化处理后,密度增加, 强度、冲击韧性、硬度和耐磨性得到显着提高[5] . 2.2 压缩木的分类及制造方法 压缩木是木材通过热压处理而制成的一种质地坚硬、密度大、强度高的强化处理材料. 压缩木技术研究历史很久,早在20世纪30年代,美国、德国的军用飞机上为防雷达发现就 使用了压缩木[6] .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;

40年代日本京都大学木质研究所也以为防雷达发现同样的目的,采用高温加 压方式生产出山毛榉、桦木强化木材.我国在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(Carpinus)制造织布机木梭[7] . 压缩木可以分为普通压缩木、表面压缩木和压缩整形木[6] . (1)普通压缩木 图1 普通压缩木工艺流程 Fig.1 Technology of normal compressed wood 普通压缩木是指木材不经过特殊处理直接压制而成.软化处理使水分子进入木材细胞 壁的非结晶区,加热则具有软化木素的作用,从而使木材的塑性加强,木材细胞被压缩变 形而不会发生破坏[8] .除水之外,尿素、硫酸、液氨也常作为木材的增塑剂,此法被称为 氨处理.氨处理增塑作用强,其机理是氨对纤维素的结晶区有暂时破坏其结构的作用,能 高温高压蒸汽压缩 出料冷却高温处理 横向压缩 板材软化处理-3-使纤维素分子获得充足的自由体积空间, 即分子间或纤丝间容易相对滑动, 而当氨蒸发后, 纤维素之间重新形成氢键,使形状固定 . (2)表面压密材 图2 表面压密材工艺流程一 Fig.2 First technology of exterior compressed wood 图3 表面压密材工艺流程二 Fig.3 Second technology of exterior compressed wood 20世纪90年代日本首先进行了表面压密材的研究.用水或者低分子量水溶性树脂浸入 干燥材表面一定深度,表层经微波加热软化后压缩、定型、制得表面压密材.用水浸泡的 表面压密材,虽然与未处理材相比在耐磨性、硬度上都有很大的增加,但是经水热恢复试 验,压缩变形几乎完全恢复.用树脂浸泡的表面压密材,其表面硬度与压缩残余变形量、 树脂浓度成正比,耐磨性与压缩残余变形量有关,而与树脂的浓度无关.随着树脂浓度的 增加,增重率(WPG)和抗胀率(ASE)增加,压缩恢复率减少.用树脂浓度为15%以上的PF 树脂浸渍的木材,径向压缩变形几乎完全被固定.用树脂浓度为25%的MF树脂浸渍木材, 经浸泡、水煮试验,压缩变形也可完全被固定[9-11] . (3)压缩整形木 图4 压缩整形木的工艺流程 Fig.4 Technology of compressive orthopaedy wood 压缩整形技术是日本小林好纪等90年代初开发的一种利用中小径级间伐材的新技术 [12] .该方法是利用微波加热10-20cm的小径原木,在温度达到100℃以上时,在压缩机内以 5mm/min的速度从四个方向热压压缩成方材. 压缩机热压板的温度在100℃以上. 由于原木 内部水分分布的差异,原木内部会产生最高可达20℃的温度差.之后采用二次加热以固定 整形形状. 高温高压蒸汽压缩 出料 冷却 高温处理 横向压缩 微波加热 表层浸水 板材干燥 板材干燥 出料 冷却 横向热压 干燥 浸渍树脂 减压 出料 冷却 二次加热 四个方向压缩 微波加热软化 剥皮 原木锯截 -