水熱控制下毛白楊木材的層狀壓縮及其固定.pdf

1、軟質(zhì)木材密度低、硬度小、材質(zhì)輕、力學(xué)性能較差，使其在家具、室內(nèi)裝飾材料以及建筑材料等領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。為了改善軟質(zhì)木材的性能，本論文以毛白楊作為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)控制壓縮過(guò)程的水熱條件和壓縮率，進(jìn)行壓縮層位置和壓縮層厚度的控制，研究了溫度，壓縮率，預(yù)熱時(shí)間，浸水時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)毛白楊層狀壓縮木材性能的影響，并著重分析了不同條件下壓縮前后的密度、硬度以及恢復(fù)率的變化。
　　本論文闡述了實(shí)現(xiàn)木材層狀壓縮的物理方法，在不添加任何化學(xué)藥劑的

2、情況下，僅僅依靠水與熱的控制對(duì)木材進(jìn)行層狀壓縮，并且給出了層狀壓縮的具體工藝。在壓縮前后，利用剖面密度分析儀、力學(xué)試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)了木材的密度、硬度、抗彎強(qiáng)度和彈性模量。分析了不同溫度和濕度下壓縮木材的變形恢復(fù)率，采用高溫、高壓蒸汽處理對(duì)壓縮變形進(jìn)行固定。
　　本論文的主要研究結(jié)論如下：
　?。?）隨著預(yù)熱時(shí)間的增加，壓縮的部位逐漸由表層向芯層移動(dòng)，呈現(xiàn)出一條帶狀的壓縮層，當(dāng)預(yù)熱時(shí)間小于10s時(shí)，壓縮部位在表層，當(dāng)預(yù)熱時(shí)間達(dá)到24

3、0s時(shí)，壓縮部位在芯層。當(dāng)浸水時(shí)間為2h，預(yù)熱時(shí)間為10s，毛白楊木材壓縮層密度達(dá)到0.96g/cm3，密度是對(duì)照材的2倍以上。
　　（2）在預(yù)熱時(shí)間10s的情況下，浸水時(shí)間為0、2、4、6h的表層壓縮厚度分別為1.13、1.49、1.61、1.98mm，呈逐漸上升的趨勢(shì)，表層壓縮的平均密度分別為0.80、0.91、0.93、0.81g/cm3，最大值可以達(dá)到0.98 g/cm3，總體呈先上升后下降的趨勢(shì)。
　?。?）在浸水

4、時(shí)間2h，預(yù)熱時(shí)間10s的條件下，通過(guò)逐漸提高壓縮率可以增加表面壓縮層厚度，且效果是很明顯的。當(dāng)壓縮率為11.8％時(shí)，表層壓縮厚度和密度分別為1.02mm和0.77g/cm3，當(dāng)壓縮率為40%時(shí)，表層壓縮厚度和密度分別為2.03mm和0.96g/cm3，與對(duì)照材相比表面密度分別增加了72.26%、114.76%。
　?。?）在壓縮率為20%，浸水時(shí)間2h，預(yù)熱時(shí)間10s的條件下，隨著熱壓溫度的提高，壓縮木材的表面硬度呈現(xiàn)出先增后減

5、的趨勢(shì)，硬度在熱壓溫度為120℃、150℃、180℃、210℃分別為13.23N/mm2、14.03N/mm2、17.20N/mm2、16.83 N/mm2，較對(duì)照材分別提高91.18%、102.75%、148.55%、143.21%。MOE的變化呈現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)，由對(duì)照材的11.413Gpa變化為13.50Gpa、14.67Gpa、14.40Gpa、13.67Gpa，MOR由對(duì)照材的80.25MPa，變化為102.63MPa、11

6、5.15 MPa、118.75 MPa、97.41MPa，分別較對(duì)照材增加27.89%，43.49%，47.98%，21.38%。
　?。?）經(jīng)過(guò)溫度180℃，壓力為0.4MPa的高溫水蒸氣處理能夠顯著降低壓縮木材的恢復(fù)率。處理時(shí)間分別為0.5h、1.5h時(shí)，可以使毛白楊木材的壓縮變形在30℃、相對(duì)濕度95%的條件下的恢復(fù)率從12.13%降低到4.96%，恢復(fù)率降低了59%以上。處理時(shí)間由0.5h到2.0h的吸水恢復(fù)率可以由21.