熱處理對香椿木材性能的影響研究.pdf

1、本論文系統(tǒng)的研究了熱處理對香椿木材理化性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及顏色的影響。并采用人工加速老化的方法評估了經(jīng)熱處理的香椿木材的耐老化性。主要研究結(jié)果如下:
　　1、隨著處理溫度的升高和處理時(shí)間的延長，半纖維素、綜纖維素的含量降低，酸不溶木質(zhì)素和1％NaOH抽出物的含量增加。半纖維素、綜纖維素和酸不溶木素發(fā)生顯著變化的臨界溫度均為200℃，1％NaOH抽出物含量發(fā)生顯著變化的臨界溫度為180℃，處理溫度對其的影響超過處理時(shí)間，處理時(shí)間的影響隨

2、著處理溫度的升高而增大。由方差分析可知，處理溫度、時(shí)間及其交互作用都對處理材化學(xué)成分的含量影響極顯著;運(yùn)用多元回歸分析方法，建立了木質(zhì)素、綜纖維素和半維素含量損失率與溫度、時(shí)間回歸方程，其R2均在0.76以上，在0.01水平上顯著相關(guān)。根據(jù)香椿木材未處理材和熱處理材的掃描電鏡圖顯示，未處理材的導(dǎo)管和纖維細(xì)胞比較平滑，薄壁細(xì)胞完整，但處理材的導(dǎo)管邊緣破碎、不規(guī)則，導(dǎo)管壁上的紋孔變大且相互貫通，處理材的木射線細(xì)胞和軸向薄壁細(xì)胞破裂、不完整。

3、
　　2、處理材的全干密度和氣干密度均隨著處理溫度的上升和時(shí)間的增加而下降。熱處理對全干密度和氣干密度影響的臨界溫度是200℃，處理溫度對其的影響大于處理時(shí)間。隨著溫度的上升和時(shí)間的增加，香椿木材的徑向、弦向、體積的全干干縮率和氣干干縮率都降低，表明熱處理提高了香椿木材的尺寸穩(wěn)定性。香椿木材的徑向、弦向、體積的飽水濕脹率和氣干濕脹率都呈下降的趨勢，這說明處理材的吸濕性大幅減弱，顯著提高了木材的尺寸穩(wěn)定性。因此如果只單獨(dú)考慮木材尺寸

4、穩(wěn)定性的提高，220℃/6h是最佳的工藝參數(shù)。
　　3、隨著熱處理溫度和時(shí)間的變化，香椿木材的抗彎強(qiáng)度(MOR)和抗彎彈性模量(MOE)與對照材相比分別降低了1.03％-38.92％、-1.74-20.87％。熱處理對MOR和MOE影響顯著的臨界溫度分別為200℃和180℃。伴隨熱處理溫度和時(shí)間的變化，香椿木材的順紋抗壓強(qiáng)度同對照材相比的降低范圍為0.15％-33.84％。隨著熱處理溫度的升高和時(shí)間的延長，徑面、弦面及端面硬度的降

5、低范圍分別為0.49％-28.92％、0.46％-24.42％、0.65％-21.50％。經(jīng)綜合考慮力學(xué)強(qiáng)度的損失率和成本方面的問題的話，最終確定最佳處理工藝為200℃/2h。熱處理對耐磨性的顯著影響的臨界溫度為200℃，通過單因素方差分析表明處理溫度對質(zhì)量損失率影響極顯著。
　　4、未處理的香椿木材顏色為淺紅色偏黃，經(jīng)熱處理后其顏色逐漸加深，從紅褐色變?yōu)榧t咖啡色，最后變?yōu)樯钭厣詭Ъt色。
　　隨著處理溫度的上升和時(shí)間的變化

6、L*值逐步下降，熱處理材的L*值的降低率同對，照材相比為0.39％-43.81％，處理材在向黑色方向發(fā)展。隨著溫度的上升和時(shí)間的延長b*值逐漸降低，a*的變化規(guī)律不明顯，大致規(guī)律是先升高后降低?！鱁值隨著溫度的上升和時(shí)間延長而遞增，從3.75上升到了29.33，這說明處理材和未處理材的材色差別越來越大，顏色變化不斷增大。通過可重復(fù)雙因素方差分析表明處理溫度、處理時(shí)間及其交互作用對L*、b*、a*的影響極顯著。
　　5、老化前后的對