木材改性

摘要： 【目的】针对木材在环境温湿度变化时易发生干缩或湿涨,导致木材尺寸不稳定的问题,提出以柠檬酸−山梨醇混合溶液作为改性剂,通过真空加压浸渍和高温固化改性木材。探究柠檬酸与山梨醇在木材内部原位聚合酯化对木材尺寸稳定性的影响,进而优化改性工艺。【方法】以欧洲赤松为原料,改性剂质量分数、固化温度、固化时间为考察因素,改性材的吸水抗胀率和改性剂的水溶流失率为响应值,采用响应面设计法,建立工艺与改性材性能之间的数学模型,通过方差分析各因素的显著性和交互作用,同时求解拟合方程获得柠檬酸−山梨醇原位聚合酯化改性欧洲赤松的优化工艺水平。并对改性材的尺寸稳定性、微观形貌和化学组分变化进行分析。【结果】固化温度对试样的吸水抗胀率影响极显著(P<0.01),溶液质量分数和固化温度的交互作用对试样的吸水抗胀率影响显著(P<0.05);固化温度对改性剂的水溶流失率影响极显著(P<0.01)。根据回归模型,结合可操作性和成本,提出最佳工艺条件−溶液质量分数30%、固化时间16 h、固化温度160°C。此条件下,改性材的吸水抗胀率为58.47%。电镜结果表明聚酯润胀了细胞壁,填充了部分细胞腔。红外光谱显示有酯键生成。【结论】利用柠檬酸−山梨醇原位聚合酯化改性木材,可大幅提升木材的防水性能和尺寸稳定性。这种改性方法对改善木材天然缺陷,实现木材高效利用具有一定的指导意义。

摘要： 基于响应曲面法探究了马来酸酐浓度、四硼酸钠浓度和溶液静置时间对糠醇处理材吸湿性的影响。结果表明:(1)各因素对糠醇处理材吸湿性的影响程度为:四硼酸钠浓度>马来酸酐浓度>溶液静置时间。其中,四硼酸钠浓度和马来酸酐浓度具有显著性影响,且两者交互作用对吸湿率影响较大;溶液静置时间的影响不显著。(2)糠醇处理材的吸湿率随马来酸酐浓度增大,呈现先降低后升高的趋势;而四硼酸钠浓度增加,糠醇溶液虽然储存稳定性提高,但导致处理材吸湿性增大。(3)优化工艺条件为:马来酸酐浓度3.02%,四硼酸钠浓度1.03%,溶液静置时间3.8h。吸湿率的预测值与实验值误差约1%,预测效果较好。

摘要： 马尾松(Pinus massoniana)种植面积广,生长周期短。马尾松木材存在尺寸稳定性差、含脂量高和易蓝变等缺陷,使其应用范围受到限制。需要对马尾松木材进行改性处理来提高其性能和用途。通过对近年来马尾松木材改性相关研究工作进行总结归纳,马尾松木材改性的方法可分为脱脂处理、有机物浸渍处理、无机物浸渍处理、热处理和其他处理;探讨马尾松木材改性的发展方向,以期为马尾松木材改性的进一步研究提供理论基础,扩大马尾松木材的利用范围。

摘要： 木材高强微波处理技术作为一种绿色、高效、快捷的木材预处理手段,能通过引发木材中弱相结构的破坏失效,改变木材材性,并为木材功能性改良提供良好的先决条件;因此,木材高强微波处理技术已逐渐成为优质木材资源紧缺背景下,实现速生材实木化利用,缓解我国木材供需矛盾的重要方式。由于微波作用下引发的木材弱相结构破坏是木材高强微波处理中的关键环节,直接影响处理效果,所以为了进一步完善木材高强微波处理基础理论体系,精准调控微波处理效果,并扩大其在木材加工领域中的应用范围,有必要结合木材多尺度结构特征,深入阐明高强微波处理过程中木材多尺度弱相结构的失效机制。笔者在介绍高强微波处理技术发展、应用现状及其对木材关键性能影响的基础上,结合木材弱相结构概念,对近年来有关微波作用下木材多尺度结构失效机制的研究进行综述,并通过总结现有研究的经验与不足,对今后相关研究的开展提出了建议与展望,以期为深入阐明木材高强微波处理技术机理及实现该技术的大范围、可控化应用提供新思路。

摘要： 木材细胞壁孔隙结构对热处理材导热性能和进一步改性有着重要的影响。氮气吸附法是表征木材细胞壁孔隙的重要手段,研究结果表明,在热处理温度≤170°C时,木材残余结合水和挥发分的失去,使得微纤丝间隙(微孔)变少和纹孔膜上孔隙(35 nm<中孔<40 nm)减少;随着热处理温度的升高,微孔变多,纹孔膜上部分原有较小中孔被扩展成较大中孔;但当温度达到230°C左右后,由于热解反应加剧,微纤丝微孔坍塌或被扩展为较小中孔,纹孔膜中孔继续被增大,中孔增多。因此,随着热处理温度的升高,木材微孔、中孔和总孔的孔容以及比表面积均基本呈现先降低后增加的变化趋势,这与热处理木材三个方向上导热系数的变化呈相反的趋势,证明细胞壁孔隙是决定热处理木材导热性能的重要因素,且细胞壁孔隙的增加不利于木材热的传导。

摘要： 糠醇来自玉米、小麦加工剩余物,稳定的呋喃环和羟甲基赋予糠醇较好的耐热耐水性能和较高的反应活性,使其广泛用于制备生物质材料.将糠醇用于制备木材胶黏剂及用于木材改性研究,能有效提高木材的高值化利用率.通过综述糠醇的资源现状、化学结构和糠醇自缩聚或与单宁、木质素、尿素共缩聚合成糠醇树脂的过程和性能,分析了糠醇自缩聚树脂对木竹材改性的原理及其在木竹材改性领域的研究现状,进一步对木材用糠醇树脂的有效利用提出了研究展望,为木材行业更好的研究糠醇提供了新的思路.

摘要： 为改善速生材自身固有的缺陷,提升其利用价值,需对速生材进行强化改性处理。木材压缩改性技术作为一种木材物理强化改性方法,具有生产效率高、无化学污染和易于产业化生产等优点,是扩展速生材应用范围最具潜在商业价值的木材改性技术之一,已成为木材改性研究领域的前沿和热点。笔者在广泛阅读文献的基础上,对木材压缩强化改性方面的代表性成果进行了梳理和总结,主要从木材压缩改性类别、木材软化、压缩木定型、木材压缩工艺、压缩木材性能及应用等方面进行了深入广泛的论述。最后,基于木材压缩改性的应用现状,对压缩改性技术研究中存在的问题以及未来发展趋势进行了分析展望。木材压缩改性技术有必要在高效型木材压缩改性技术开发、复合型木材压缩改性技术开发和森林⁃压缩木价值链评估方面取得突破,这些突破对推动木材压缩改性技术向商业化发展以及实现压缩木的高附加值利用具有重大意义。

摘要： 为改善速生材自身固有的缺陷,提升其利用价值,需对速生材进行强化改性处理.木材压缩改性技术作为一种木材物理强化改性方法,具有生产效率高、无化学污染和易于产业化生产等优点,是扩展速生材应用范围最具潜在商业价值的木材改性技术之一,已成为木材改性研究领域的前沿和热点.笔者在广泛阅读文献的基础上,对木材压缩强化改性方面的代表性成果进行了梳理和总结,主要从木材压缩改性类别、木材软化、压缩木定型、木材压缩工艺、压缩木材性能及应用等方面进行了深入广泛的论述.最后,基于木材压缩改性的应用现状,对压缩改性技术研究中存在的问题以及未来发展趋势进行了分析展望.木材压缩改性技术有必要在高效型木材压缩改性技术开发、复合型木材压缩改性技术开发和森林-压缩木价值链评估方面取得突破,这些突破对推动木材压缩改性技术向商业化发展以及实现压缩木的高附加值利用具有重大意义.

摘要： 随着人们生活水平的不断提高,对高档家具的需求越来越多.在现代名贵硬木家具的表面处理中,烫蜡是最常见的表面装饰方法之一.烫蜡作为一种中国古家具和古建筑表面保养和装饰方法,其技艺亟需进一步传承和发展.阐述了传统烫蜡技艺的做法,通过分析近20年研究者对传统烫蜡技艺的沿袭研究,总结了优化的烫蜡工艺,介绍了蜡的种类及烫蜡木材表面性能,概述了烫蜡技术在古建筑修复、仿古建筑表面装饰领域以及在仿珍贵木材、压缩木材等基材上的技术延伸应用,总结了烫蜡木材表面性能功能化的应用,展望了烫蜡功能化应用及工业蜡推广对提升现代家具等木质产品表面功能化装饰质量和效果的重要意义.

摘要： 为改善高温热处理木材的力学性能,采用亚硫酸钠/亚硫酸浸渍改性杉木,对木质素结构进行磺化修饰,以促进木质素在高温热处理过程中的迁移与重新分布.在高湿高压的环境下对改性杉木进行高温热处理,通过场发射扫描电子显微镜分析热处理前后杉木细胞壁表面微观构造,通过共聚焦激光扫描显微镜确定木质素在细胞壁中的半定量分布,测量了不同热处理条件下杉木的热稳定性、表面润湿性和抗弯性能.研究表明:热处理会破坏杉木细胞壁微观构造,细胞壁表面会出现球状或鳞片状熔融体,而经过亚硫酸氢根磺化改性后进行热处理的杉木细胞壁破坏程度减少,且细胞壁表面为分布更均匀的球状熔融体;亚硫酸氢根磺化处理以及高湿度使木质素玻璃化温度与熔点降低,亲水性增强,在热处理过程中木质素从浓度较高的细胞角和复合胞间层向细胞壁内侧迁移,并在细胞壁各壁层均匀分布,增加了微纤丝间的黏结强度;改性后的杉木经热处理后,静曲强度及弹性模量均高于未改性处理材.

摘要： 本研究利用硅溶胶阻燃剂对木材进行浸渍处理,采用扫描电子显微镜对木材微观结构进行观测,未处理木材内孔洞数量较多,无填充物,经硅溶胶处理后,大部分孔洞中有固体柱状物质填充.分析硅溶胶浓度及浸渍处理工艺对改性木材性能的影响.研究结果表明,浸渍的压力和时间对木材浸渍效果有改善,可显著增加木材的载药量,同时降低吸湿率,从而提升改性处理效果.当硅溶胶阻燃剂浓度为30％时,经改性处理的木材阻燃性能为最佳.

摘要： 本研究初步探索一种高温热处理工艺,对木材表面进行热改性,而木材内部结构基本保持不变,制备具有非均匀结构的新型热改性木材.结果表明,下述工艺切实可行:对南方松及花旗松进行高温热处理,热处理温度分别为180°C和200°C,考察木材表层和芯层的温度变化,控制试材表层发生化学改性而芯层温度不超过150°C.

摘要： 本研究初步探索一种高温热处理工艺,对木材表面进行热改性,而木材内部结构基本保持不变,制备具有非均匀结构的新型热改性木材.结果表明,下述工艺切实可行:对南方松及花旗松进行高温热处理,热处理温度分别为180°C和200°C,考察木材表层和芯层的温度变化,控制试材表层发生化学改性而芯层温度不超过150°C.

摘要： 本研究初步探索一种高温热处理工艺,对木材表面进行热改性,而木材内部结构基本保持不变,制备具有非均匀结构的新型热改性木材.结果表明,下述工艺切实可行:对南方松及花旗松进行高温热处理,热处理温度分别为180°C和200°C,考察木材表层和芯层的温度变化,控制试材表层发生化学改性而芯层温度不超过150°C.

摘要： 本研究初步探索一种高温热处理工艺,对木材表面进行热改性,而木材内部结构基本保持不变,制备具有非均匀结构的新型热改性木材.结果表明,下述工艺切实可行:对南方松及花旗松进行高温热处理,热处理温度分别为180°C和200°C,考察木材表层和芯层的温度变化,控制试材表层发生化学改性而芯层温度不超过150°C.

摘要： 本文基于质量、动量与能量控制方程描述木材干燥过程,将环境流体与木材实体一同考虑内,建立一个综合的热质迁移2维数学模型;并采用有限元分析软件(Comsol Multiphysics5.1)进行数值求解;最后,对模拟结果进行系统分析与讨论.以期为木材干燥理论提供可视化数据,及优化干燥工艺与设备提供参考.结果表明:1)干燥过程中,木材周围环境流体性质(速度、温度与水分浓度场)并不均匀,即迎风处一侧风速始终高于背风处;由于风速的影响导致背风处一侧相对湿度始终高于环境.2)基于结论1)可得,木材内部受到环境流体不均匀的影响,呈现出与其相对应的温度与水分分布,即迎风处一侧温度与水分变化速率明显高于背风处;3)本试验并未得到实际验证,但从合理的模拟结果来看,完全可认为此模型是可行,通过后期参数优化可获得高精度模拟值;4)本模型证明了,以往假设环境流体性质恒定或不考虑流体性质的模型是不合理的.

摘要： 本文基于质量、动量与能量控制方程描述木材干燥过程,将环境流体与木材实体一同考虑内,建立一个综合的热质迁移2维数学模型;并采用有限元分析软件(Comsol Multiphysics5.1)进行数值求解;最后,对模拟结果进行系统分析与讨论.以期为木材干燥理论提供可视化数据,及优化干燥工艺与设备提供参考.结果表明:1)干燥过程中,木材周围环境流体性质(速度、温度与水分浓度场)并不均匀,即迎风处一侧风速始终高于背风处;由于风速的影响导致背风处一侧相对湿度始终高于环境.2)基于结论1)可得,木材内部受到环境流体不均匀的影响,呈现出与其相对应的温度与水分分布,即迎风处一侧温度与水分变化速率明显高于背风处;3)本试验并未得到实际验证,但从合理的模拟结果来看,完全可认为此模型是可行,通过后期参数优化可获得高精度模拟值;4)本模型证明了,以往假设环境流体性质恒定或不考虑流体性质的模型是不合理的.

摘要： 本文基于质量、动量与能量控制方程描述木材干燥过程,将环境流体与木材实体一同考虑内,建立一个综合的热质迁移2维数学模型;并采用有限元分析软件(Comsol Multiphysics5.1)进行数值求解;最后,对模拟结果进行系统分析与讨论.以期为木材干燥理论提供可视化数据,及优化干燥工艺与设备提供参考.结果表明:1)干燥过程中,木材周围环境流体性质(速度、温度与水分浓度场)并不均匀,即迎风处一侧风速始终高于背风处;由于风速的影响导致背风处一侧相对湿度始终高于环境.2)基于结论1)可得,木材内部受到环境流体不均匀的影响,呈现出与其相对应的温度与水分分布,即迎风处一侧温度与水分变化速率明显高于背风处;3)本试验并未得到实际验证,但从合理的模拟结果来看,完全可认为此模型是可行,通过后期参数优化可获得高精度模拟值;4)本模型证明了,以往假设环境流体性质恒定或不考虑流体性质的模型是不合理的.

摘要： 本文基于质量、动量与能量控制方程描述木材干燥过程,将环境流体与木材实体一同考虑内,建立一个综合的热质迁移2维数学模型;并采用有限元分析软件(Comsol Multiphysics5.1)进行数值求解;最后,对模拟结果进行系统分析与讨论.以期为木材干燥理论提供可视化数据,及优化干燥工艺与设备提供参考.结果表明:1)干燥过程中,木材周围环境流体性质(速度、温度与水分浓度场)并不均匀,即迎风处一侧风速始终高于背风处;由于风速的影响导致背风处一侧相对湿度始终高于环境.2)基于结论1)可得,木材内部受到环境流体不均匀的影响,呈现出与其相对应的温度与水分分布,即迎风处一侧温度与水分变化速率明显高于背风处;3)本试验并未得到实际验证,但从合理的模拟结果来看,完全可认为此模型是可行,通过后期参数优化可获得高精度模拟值;4)本模型证明了,以往假设环境流体性质恒定或不考虑流体性质的模型是不合理的.

摘要： 基于木材传热机制,构建微波预处理过程中木材内部的温度分布模型,采用有限元分析软件(Comsol Multiphysics)模拟微波不同馈入方式对圆柱型谐振腔中木材内温度分布均匀性和微波能量利用效率的影响规律.结果表明:微波馈入方式对木材内温度分布的均匀性影响显著,但是对微波能量利用效率影响不大.木材微波干燥时,使用不同馈入方式预处理对木材内部均匀性的改善有很大的潜力.

摘要： 本发明涉及一种改性木材及改性木材的制备方法，所述改性木材包括木材本体以及位于木材本体的空隙中水化硅酸钙凝胶。本发明提供的改性木材密度大、尺寸稳定性，力学性能优良。所述改性木材的制备方法包括以下步骤：1)将组分A引入到木材本体的孔隙中，得到负载组分A的木材；2)将组分B引入到所述负载组分A的木材的孔隙中，使其与孔隙中的组分A发生反应，生成水化硅酸钙凝胶。本发明所提供的采用无机组分对木材进行强化的方法节能，环保。木材经强化后，所得木材性能优异，具有极高的推广及应用价值。

摘要： 本发明涉及一种改性木材及改性木材的制备方法，所述改性木材包括木材本体以及位于木材本体的空隙中水化硅酸钙凝胶。本发明提供的改性木材密度大、尺寸稳定性，力学性能优良。所述改性木材的制备方法包括以下步骤：1)将组分A引入到木材本体的孔隙中，得到负载组分A的木材；2)将组分B引入到所述负载组分A的木材的孔隙中，使其与孔隙中的组分A发生反应，生成水化硅酸钙凝胶。本发明所提供的采用无机组分对木材进行强化的方法节能，环保。木材经强化后，所得木材性能优异，具有极高的推广及应用价值。

摘要： 本发明涉及木材改性领域，具体涉及一种木材改性剂、木材改性液及其应用和木材改性处理方法。该木材改性剂含有甲基丙烯酸类单体、交联单体和引发剂；其中，所述交联单体选自甲基丙烯酸羟烷基酯、N‑取代型丙烯酰胺和环氧型丙烯酸酯中的一种或两种以上，所述N‑取代型丙烯酰胺中的取代基为烷氧基或羧基取代的烷氧基。所述木材改性液包含如上所述的木材改性剂和溶剂。将本发明的改性剂和改性液用于木材改性处理中，在此过程中不释放甲醛，且使得改性木材的力学性能更佳，尤其是显著提高了改性木材的硬度、弹性模量和抗弯强度。

摘要： 本发明公开一种木材改性处理设备、改性方法和改性木材，本发明的改性设备包括处理室、冷凝组件、冷凝监测组件、装材组件和改性蒸汽组件，其中，冷凝组件和冷凝监测组件设置处理室上部，且冷凝监测组件位于冷凝组件的下方；装材组件设置在处理室的中部或中上部；改性蒸汽组件设置在处理室的下部。改性蒸汽组件产生的蒸汽穿过木材，携带的从改性原料中抽提的利于身心健康的被木材吸收，制得改性木材。本发明设备结构简单，操作方法简单，绿色环保，以木材加工废料和中药材为改性物料对木材直接进行保健改性处理，对低质木材进行改性处理，提高低质木材的价值；而且提高了木材改性效率，木材改性效果好，改性木材利于使用者身心健康。

摘要： 本发明属木材加工技术领域，给出一种可提高木材耐腐性的木材改性剂，其制备方法及用该改性剂改性处理木材的方法。这种木材改性剂其组分包括可提高木材耐腐性的槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物，还包括催化剂和有机溶剂。其制备方法是将槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物、催化剂和有机溶剂混合，在30～80°C温度下调配均匀即可。木材经本发明所述木材改性剂改性处理后，木材的自由羟基与槲皮素发生化学反应，使得具有防腐抑菌作用的槲皮素牢固结合在木材内部，抗流失性能得到有效地提高，显著提升了木材的耐腐性能。

摘要： 室温固化型木材多功能改性剂的制备方法及木材改性方法，涉及一种木材改性剂的制备方法及木材改性方法。是要解决现有木材改性剂的施工温度高、毒性高、抗流失能力差、功能单一的问题。方法：一、称取疏水性高分子树脂、助剂、固化剂和溶剂，混合后室温下搅拌，得功能试剂A；二、称取纳米颗粒、表面改性剂和甲苯，混合后搅拌，然后用丙酮清洗，离心，干燥，得到功能试剂B；三、将功能试剂C加入到功能试剂A中，搅拌均匀，再加入功能试剂B，超声，即得木材多功能改性剂。利用该功能改性剂改性后的木材具有超疏水自清洁和疏油特性。利用该功能改性剂改性后的木材防腐杀菌性能提高90％以上，抗流失性显著提高。本发明用于木材改性剂领域。

摘要： 木材超疏水杀菌防霉功能改性剂的制备方法及木材改性方法，涉及一种木材改性剂的制备方法及木材改性方法。是要解决现有木材改性剂毒性高、室温下存储时间短、抗流失能力差的问题。方法：一、称取疏水性高分子树脂、功能助剂、表面活性剂和溶剂，混合后搅拌得功能试剂A；二、称取纳米颗粒、聚二甲基硅氧烷和甲苯，混合后搅拌，清洗，离心，干燥，得到功能试剂B；三、将功能试剂B加入到功能试剂A中，超声，即得木材改性剂。使用本发明制备的改性剂改性木材，木材的抗流失性提高了90％以上，室温储存期超过2年。具有超疏水特性。木材防腐杀菌性能提高92％以上。本发明用于木材改性剂领域。

摘要： 本发明涉及木材改性领域，具体涉及一种木材改性剂、木材改性液及其应用和木材改性处理方法。该木材改性剂含有甲基丙烯酸类单体、交联单体和引发剂；其中，所述交联单体选自甲基丙烯酸羟烷基酯、N‑取代型丙烯酰胺和环氧型丙烯酸酯中的一种或两种以上，所述N‑取代型丙烯酰胺中的取代基为烷氧基或羧基取代的烷氧基。所述木材改性液包含如上所述的木材改性剂和溶剂。将本发明的改性剂和改性液用于木材改性处理中，在此过程中不释放甲醛，且使得改性木材的力学性能更佳，尤其是显著提高了改性木材的硬度、弹性模量和抗弯强度。

摘要： 本发明属木材加工技术领域，给出一种可提高木材耐腐性的木材改性剂，其制备方法及用该改性剂改性处理木材的方法。这种木材改性剂其组分包括可提高木材耐腐性的槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物，还包括催化剂和有机溶剂。其制备方法是将槲皮素或含有槲皮素的天然黄酮类提取物、催化剂和有机溶剂混合，在30～80°C温度下调配均匀即可。木材经本发明所述木材改性剂改性处理后，木材的自由羟基与槲皮素发生化学反应，使得具有防腐抑菌作用的槲皮素牢固结合在木材内部，抗流失性能得到有效地提高，显著提升了木材的耐腐性能。

摘要： 本发明公开一种木材改性处理设备、改性方法和改性木材，本发明的改性设备包括处理室、冷凝组件、冷凝监测组件、装材组件和改性蒸汽组件，其中，冷凝组件和冷凝监测组件设置处理室上部，且冷凝监测组件位于冷凝组件的下方；装材组件设置在处理室的中部或中上部；改性蒸汽组件设置在处理室的下部。改性蒸汽组件产生的蒸汽穿过木材，携带的从改性原料中抽提的利于身心健康的被木材吸收，制得改性木材。本发明设备结构简单，操作方法简单，绿色环保，以木材加工废料和中药材为改性物料对木材直接进行保健改性处理，对低质木材进行改性处理，提高低质木材的价值；而且提高了木材改性效率，木材改性效果好，改性木材利于使用者身心健康。