观光木人工林木材材性及涂饰性能研究

摘要

本文以27年生观光木(Tsoongiodendron odorum Chun)人工林木材为试验材料，研究了该人工林木材的干燥特性、解剖性质、主要物理力学性质及其涂饰性能，以全面了解观光木人工林木材的材性状况，为其木材利用提供科学论据。本研究的主要结论如下：
　　 (1)观光木木材的干燥特性良好，干燥速度2级，较快；体积干缩系数在0.36％～0.45％之间，属小；主要干燥缺陷为扭曲变形和初期开裂，两项缺陷等级均达到3级。其余的干燥缺陷程度都比较轻，没有内部开裂。
　　 (2)观光木木材微纤丝角在9.6～20.3°之间，平均为10.5°，变异系数为14.16％；木材纤维长度、纤维腔径、纤维直径、纤维双壁厚、纤维长径比、纤维壁腔比、纤维腔径比的平均值分别为1367.47μm、17.87μm、27.26μm、9.39μm、51.86、0.57、0.65。纵向变异上，纤维长度、纤维腔径、纤维直径、纤维腔径比等指标均表现为沿树干向上逐渐增大，到一定高度后再缓慢变小，木材微纤丝角、纤维双壁厚、纤维壁腔比则表现为先减小后增大，纤维长径比的规律不明显；径向变异上，除纤维腔径比、木材微纤丝角外，其余指标均表现为自髓心向外先逐渐增加，到一定年龄后趋于稳定的变化趋势，这种趋势在纤维长度和纤维双壁厚的变化表现最为明显。纤维腔径比径向变异表现为自髓心向外先逐渐减小而后趋于稳定的变化趋势；微纤丝角的径向变异表现为沿髓心向外先迅速增大后迅速减小，到一定年龄后减小的趋势变缓并逐渐趋于稳定。
　　 (3)观光木年轮的平均宽度为4.25mm，最大宽度12.70mm；基本密度在0.344～0.488g/cm3，平均为0.417g/cm3，变异系数为7.74％。气千密度及全干密度分别为0.46g/cm3和0.43g/cm3；从湿材到气干，观光木木材的径向、弦向和体积干缩率分别为0.82％、2.02％和3.02％：从湿材到全干，观光木木材的径向、弦向和体积干缩率分别为3.06％、5.92％和10.21％，差异干缩为1.93，属中等；从全干到气干，观光木木材的径向、弦向和体积湿胀率分别为1.07％、1.67％和2.96％；从全干到湿材，观光木木材的径向、弦向和体积湿胀率分别为3.10％、6.37％和10.42％。
　　 (4)观光木木材端面硬度、弦面硬度和径面硬度分别为4366.21N、3061.63N和2748.19N，弦面和径面硬度为软，端面硬度达到中等；抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、冲击韧性分别为79.79MPa、6517.88MPa、42.38MPa、26.01KJ/m2，其中冲击韧性属于甚低，其它指标均属低。
　　 (5)观光木木材聚氨酯漆的最佳涂饰工艺为：2.5μm的表面粗糙度，底漆涂布量为30g/m2，面漆涂布量为70g/m2，涂刷2遍底漆3遍面漆；观光木木材水性木器漆的最佳的涂饰工艺为：2.5μm的表面粗糙度，底漆涂布量100g/m2，面漆涂布量80g/m2，涂刷3遍底漆3遍面漆。
　　 (6)观光木木材的综合品质系数达到2908.81×105Pa，属于高等级材。通过聚类分析，判定观光木人工林木材成熟材与幼龄材之间的年龄界限为10a。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 观光木的研究概况

1.3 木材材性研究概况

1.4 百度试验法及其应用

1.5 研究目的和意义

1.6 研究内容

第二章 干燥特性

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 试验材料

2.2.2 试验仪器、设备

2.2.3 试验方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 干燥试验结果

2.3.2 干燥特性分析

2.3.3 观光木木材的干燥基准

2.4 本章小结

第三章 解剖性质

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 试验材料

3.2.2 仪器、设备

3.2.3 试验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 年轮宽度及其变异规律

3.3.2 微纤丝角及其变异规律

3.3.3 纤维形态及其变异

3.3.4 纤维形态变异的回归分析

3.3.5 基本密度

3.4 本章小结

第四章 物理力学性质

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 试验材料

4.2.2 仪器、设备

4.2.3 试验方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 观光木木材主要物理性质

4.3.2 观光木木材主要力学性质

4.4 本章小结

第五章 木材品质及成熟林龄的确定

5.1 木材品质系数

5.2 成熟材与幼龄材的界定

第六章 涂饰性能研究

6.1 引言

6.2 材料与方法

6.2.1 材料

6.2.2 试验仪器、设备

6.2.3 试验方法

6.3 结果与讨论

6.3.1 粗糙度对漆膜性质的影响

6.3.2 底漆涂布量对漆膜性质的影响

6.3.3 面漆涂布量对漆膜性质的影响

6.3.4 涂刷工艺对漆膜性质的影响

6.3.5 最佳涂饰工艺的确定

6.4 本章小结

第七章 结论

7.1 干燥特性

7.2 解剖性质

7.3 物理性质

7.4 力学性质

7.5 木材品质系数及成熟材的年龄界限

7.6 最佳涂饰工艺

7.7 生产建议

参考文献

致谢

攻读学位期间论文发表情况