水熱控制下毛白楊木材的層狀壓縮及其固定.pdf

1、軟質木材密度低、硬度小、材質輕、力學性能較差，使其在家具、室內裝飾材料以及建筑材料等領域的應用受到限制。為了改善軟質木材的性能，本論文以毛白楊作為實驗材料，通過控制壓縮過程的水熱條件和壓縮率，進行壓縮層位置和壓縮層厚度的控制，研究了溫度，壓縮率，預熱時間，浸水時間等工藝參數(shù)對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、硬度以及恢復率的變化。
　　本論文闡述了實現(xiàn)木材層狀壓縮的物理方法，在不添加任何化學藥劑的

2、情況下，僅僅依靠水與熱的控制對木材進行層狀壓縮，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、力學試驗機檢測了木材的密度、硬度、抗彎強度和彈性模量。分析了不同溫度和濕度下壓縮木材的變形恢復率，采用高溫、高壓蒸汽處理對壓縮變形進行固定。
　　本論文的主要研究結論如下：
　?。?）隨著預熱時間的增加，壓縮的部位逐漸由表層向芯層移動，呈現(xiàn)出一條帶狀的壓縮層，當預熱時間小于10s時，壓縮部位在表層，當預熱時間達到24

3、0s時，壓縮部位在芯層。當浸水時間為2h，預熱時間為10s，毛白楊木材壓縮層密度達到0.96g/cm3，密度是對照材的2倍以上。
　　（2）在預熱時間10s的情況下，浸水時間為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，表層壓縮的平均密度分別為0.80、0.91、0.93、0.81g/cm3，最大值可以達到0.98 g/cm3，總體呈先上升后下降的趨勢。
　?。?）在浸水

4、時間2h，預熱時間10s的條件下，通過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。當壓縮率為11.8％時，表層壓縮厚度和密度分別為1.02mm和0.77g/cm3，當壓縮率為40%時，表層壓縮厚度和密度分別為2.03mm和0.96g/cm3，與對照材相比表面密度分別增加了72.26%、114.76%。
　?。?）在壓縮率為20%，浸水時間2h，預熱時間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，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，由對照材的11.413Gpa變化為13.50Gpa、14.67Gpa、14.40Gpa、13.67Gpa，MOR由對照材的80.25MPa，變化為102.63MPa、11

6、5.15 MPa、118.75 MPa、97.41MPa，分別較對照材增加27.89%，43.49%，47.98%，21.38%。
　　（5）經(jīng)過溫度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率。處理時間分別為0.5h、1.5h時，可以使毛白楊木材的壓縮變形在30℃、相對濕度95%的條件下的恢復率從12.13%降低到4.96%，恢復率降低了59%以上。處理時間由0.5h到2.0h的吸水恢復率可以由21.