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        速生巨尾桉木材熱壓處理的研究

        2018-04-26 01:09:12黃廣華
        關(guān)鍵詞:回復(fù)率速生壓縮率

        黃廣華

        (漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院 福建漳州 363000)

        木材的熱壓處理是對(duì)木材進(jìn)行軟化處理、然后在一定的溫度、壓力下對(duì)其進(jìn)行壓縮,在不破壞木材細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,使其密度、強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等物理力學(xué)性能得以提高,從而達(dá)到木材強(qiáng)化目的的方法[1-2]。隨著天然林資源日漸減少,木材供應(yīng)越來(lái)越緊張,提高人工林木材資源的有效利用已經(jīng)成為一種共識(shí)。通過(guò)密實(shí)化處理提高速生材的物理力學(xué)強(qiáng)度,改善其加工性能,拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域,已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的一個(gè)重要課題。眾多專家學(xué)者對(duì)木材的蠕變、壓縮木制造等熱壓處理技術(shù),以及變形的回彈與固定等相關(guān)課題進(jìn)行了廣泛深入的研究,并取得了顯著的進(jìn)展,以期改良速生材的性能,提高在實(shí)木生產(chǎn)中的利用[3-10]。

        桉樹(shù)是桃金娘科(Mgrtaceae)桉屬(Eucalyptus)植物的統(tǒng)稱,是世界著名的三類速生用材之一,生長(zhǎng)速度快如巨尾桉(Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla),樹(shù)種較佳采伐期為6 a左右[11]。由于天然林的減少,木材供需矛盾日益突出,對(duì)速生桉樹(shù)木材的需求越來(lái)越大。但由于桉樹(shù)木材生長(zhǎng)應(yīng)力大、干縮性變異大、容易變形,尺寸不穩(wěn)定以及物理力學(xué)性能差等缺點(diǎn),其實(shí)木利用受到限制。因此,桉樹(shù)木材壓縮技術(shù)的研究對(duì)于速生材實(shí)木加工和提高其經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義。該研究采用正交試驗(yàn),按不同工藝參數(shù)對(duì)巨尾桉木材進(jìn)行熱壓處理,對(duì)比分析素材與處理材的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)變化,通過(guò)選優(yōu),得出巨尾桉木材熱壓工藝的最佳參數(shù)。以期為速生木材的性能改良和加工利用提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        漳州市漳浦縣國(guó)有林場(chǎng)提供本試驗(yàn)試驗(yàn)材料,巨尾桉樹(shù)齡為4-7年之間;原木直徑為150mm左右,按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1927-1943-91[12]進(jìn)行樹(shù)種的采集和試樣的制作。木材上部為原木的梢部,下部和中部以胸高1.3 m處為界,將木材按樹(shù)高方向平均分為上中下3個(gè)部分,每部分12塊,每組實(shí)驗(yàn)條件的試樣數(shù)為24塊,共288塊。用于壓縮處理試驗(yàn)材料規(guī)格為:長(zhǎng)200 mm,寬100mm,厚度根據(jù)正交試驗(yàn)的要求,由壓縮率和壓后厚度換算而定。密度和回復(fù)率測(cè)定的試驗(yàn)材料為20mm3的小正方體;力學(xué)性能測(cè)定的試驗(yàn)材料尺寸為長(zhǎng)300mm,寬20mm,厚20mm。

        1.2 試驗(yàn)方法

        (1) 熱壓工藝試驗(yàn)。 壓縮木的制造要防止其壓縮后的回彈,所以壓縮變形的永久固定顯得尤為重要,回復(fù)率的控制是其中的關(guān)鍵指標(biāo),而影響回復(fù)率的主要工藝參數(shù)有:熱壓時(shí)間、熱壓溫度、壓縮率、壓后厚度、壓前含水率等相關(guān)參數(shù)[13-15]。該試驗(yàn)采取L16(45)正交試驗(yàn)方法,按要求對(duì)巨尾桉木材熱壓處理。對(duì)不同工藝條件下的試驗(yàn)材料進(jìn)行吸水、吸濕回復(fù)率(RS)試驗(yàn)測(cè)定,通過(guò)分析比較,得出巨尾桉木材熱壓處理的最佳工藝參數(shù)。正交試驗(yàn)安排見(jiàn)表1。

        表1 L16(45)正交試驗(yàn)

        熱壓過(guò)程先預(yù)熱、再逐步分段加壓至預(yù)定壓力,即當(dāng)上壓板接觸到模具時(shí),停止加壓,進(jìn)入到保壓狀態(tài)。壓縮率越大,單位面積的壓力也越大,一般為5-10 MP。冷卻后再進(jìn)行卸壓,取出試樣,進(jìn)行吸水、吸濕回復(fù)率(RS)測(cè)定:按要求每隔8 h、1 d、4 d、12 d各測(cè)量一次吸水回彈尺寸,共4次,用于計(jì)算吸水回復(fù)率,每隔1 d、2 d、4 d、8 d、12 d、20 d、30 d、40 d吸濕回彈尺寸,共8次,用于計(jì)算吸濕回復(fù)率。

        吸濕、吸水回復(fù)率按照徐永吉著[13]《木材改性》計(jì)算,其計(jì)算公式如下:

        (1)

        式中: RS(%)—回復(fù)率;Lr(mm)—吸濕或吸水處理后的厚度;L0(mm)— 熱壓前的厚度;Lc(mm)— 熱壓后的厚度。

        (2) 物理力學(xué)性能試驗(yàn)。 試驗(yàn)材料的氣干、絕干密度等物理性質(zhì)和抗壓、抗彎、抗剪、硬度、沖擊韌性等力學(xué)強(qiáng)度的測(cè)試按照《木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法》(GB1927-1943-91)[12]進(jìn)行。

        (3) 微觀結(jié)構(gòu)觀察。 利用數(shù)碼顯微鏡(DMB-223P-5)對(duì)試驗(yàn)材料放大400倍進(jìn)行觀察測(cè)定。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 熱壓工藝試驗(yàn)結(jié)果

        按照正交試驗(yàn)的要求,對(duì)不同工藝參數(shù)條件下的試驗(yàn)材料分組編碼,分別測(cè)定和計(jì)算其吸水、吸濕回復(fù)率。試驗(yàn)材料吸水、吸濕回復(fù)率正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2,試驗(yàn)材料的極差分析見(jiàn)表3,試驗(yàn)材料的方差分析見(jiàn)表4。

        表2 L16(45)正交試驗(yàn)結(jié)果

        表3 回復(fù)率極差分析表

        表4 回復(fù)率方差分析

        注:吸水 F0.01(3,48)= 4.25,F(xiàn)0.05(3,48)=2.70,F(xiàn)0.10(3,48)=2.23;吸濕 F0.01(3,112)=3.97,F(xiàn)0.05(3,112)=2.74,F(xiàn)0.10(3,112)=2.15;當(dāng) F>F0.01(3,112)時(shí),***表示p<0.001。

        由表2、表3、表4可知,熱壓過(guò)程各因素對(duì)試驗(yàn)材料的吸水、吸濕回復(fù)率影響均高度顯著。對(duì)吸水回復(fù)率的影響大小依次是:熱壓前含水率-壓縮率-熱壓溫度-熱壓后厚度-熱壓時(shí)間。各因素對(duì)吸濕回復(fù)率的影響大小依次是:熱壓前含水率-熱壓溫度-壓縮率-熱壓后厚度-熱壓時(shí)間。綜合分析各工藝條件對(duì)試驗(yàn)材料吸濕、吸水回復(fù)率的影響,得出速生巨尾桉木材熱壓處理(即RS最小時(shí))的最佳工藝參數(shù)為:熱壓前含水率為60%,壓縮率為50 %,熱壓后厚度為13-20mm,熱壓溫度為190℃,熱壓時(shí)間為25-30 min。

        2.2 物理力學(xué)性質(zhì)

        巨尾桉木材經(jīng)過(guò)熱壓處理,其氣干、絕干密度見(jiàn)表5,物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6和圖2。為了進(jìn)行比較研究,將它們的氣干、絕干密度,力學(xué)性質(zhì)均換算成含水率12%的值。

        表5 巨尾桉木材壓縮率與密度的關(guān)系

        從表5可知,隨著壓縮率的增加,氣干、絕干密度逐漸增加,素材氣干密度為0.51 g/cm3、絕干密度為0.44 g/cm3,當(dāng)壓縮率為50 %時(shí),處理材的氣干密度為0.81 g/cm3,絕干密度為0.78 g/cm3;與素材比較,壓縮率為50 %處理材氣干密度、絕干密度分別提高58.82 %和77.27 %。

        表6 巨尾桉木材壓縮率與強(qiáng)度的關(guān)系

        圖1 巨尾桉木材壓縮率與強(qiáng)度的關(guān)系

        由表6和圖1可知,速生巨尾桉木材經(jīng)過(guò)熱壓處理后,結(jié)構(gòu)更加密實(shí),隨著壓縮率的增加,其各種強(qiáng)度也逐漸增加,具有相同的趨勢(shì)。具體如下:

        (1)對(duì)于木材順紋抗壓強(qiáng)度、橫紋(弦面)抗壓強(qiáng)度、順紋抗剪(弦面)強(qiáng)度,素材分別為72.70 MPa、13.00 MPa、16.40 Mpa;當(dāng)壓縮率為50%時(shí),處理材分別為87.15 MPa、20.37 MPa、31.50 Mpa;分別提高了19.88 %、56.69 %和92.07 %。

        (2)對(duì)于木材抗彎強(qiáng)度和抗彎彈性模量,素材分別為238.33 MPa、24.26 GPa;當(dāng)壓縮率為50%時(shí),處理材分別為408.61 MPa、28.39 GPa;分別提高了71.45 %、和17.02 %。

        (3)對(duì)于木材硬度,素材的端面硬度和弦面硬度分別為95.40 Mpa、77.00 Mpa;當(dāng)壓縮率為50 %時(shí),試驗(yàn)材料的端面硬度和弦面硬度分別為178.86 Mpa、135.56 Mpa;分別提高了87.48 %和76.05 %。

        (4)對(duì)于木材沖擊韌性,素材為78.00 kJ/m2,當(dāng)壓縮率為50 %時(shí),試驗(yàn)材料的沖擊韌性為123.25 kJ/m2,提高了58.01 %。

        通過(guò)熱壓處理,木材的力學(xué)性能得到大幅提高,其中幅度最大的是木材剪切強(qiáng)度,提高了92.07 %,其次是端面硬度,提高了87.48 %。

        2.3 巨尾桉木材的微觀結(jié)構(gòu)

        通過(guò)數(shù)碼顯微鏡(DMB-223P-5)對(duì)巨尾桉木材素材和處理材放大400倍進(jìn)行觀察,得到掃描圖片如圖2。

        圖2 巨尾桉木材微觀結(jié)構(gòu)圖(400X)

        從圖2 中的碼顯微鏡顯微鏡圖片可知,木材熱壓處理后,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)完好,細(xì)胞實(shí)質(zhì)沒(méi)有受到壓潰,導(dǎo)管等細(xì)胞腔被擠壓,木材孔隙率變小,從而產(chǎn)生了較大的變形,整體結(jié)構(gòu)仍然保持原有的完整性[14],熱壓后處理材的物理力學(xué)性質(zhì)明顯提高。這是由于在一定的水分下給予木材較高的溫度,在濕熱狀態(tài)下木材的可塑性增加,玻璃化轉(zhuǎn)變過(guò)程的時(shí)間縮短,使處理材在軟化、可塑狀態(tài)下得以壓縮。木材細(xì)胞壁內(nèi)部受到破壞的可能性大大減少,保持了木材結(jié)構(gòu)的完整性。熱壓過(guò)程,隨著吸附水的不斷逸出,木材細(xì)胞壁中羥基(-OH)和羧基(-COOH)被重新釋放出來(lái),當(dāng)細(xì)胞壁的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的羥基和羧基之間靠近至極小距離時(shí),就形成了纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素分子之間的氫鍵結(jié)合,組成更為復(fù)雜的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),提高了結(jié)晶度,使得木材內(nèi)部的結(jié)構(gòu)更加致密[15]。同時(shí),伴隨著熱壓過(guò)程中細(xì)胞壁羥基數(shù)量的減少,碳水化合物結(jié)晶化、交聯(lián)反應(yīng)以及熱降解等多種反應(yīng)的綜合作用,使處理材的物理力學(xué)性能大幅提高、變定得到固定[4,15]。

        3 結(jié)論

        通過(guò)熱壓處理后的回復(fù)率試驗(yàn),巨尾桉木材熱壓處理的最佳工藝為:熱壓前含水率為60%,壓縮率為50 %,熱壓后厚度為13-20mm,熱壓溫度為190 ℃,熱壓時(shí)間為25-30 min。

        經(jīng)過(guò)熱壓處理,巨尾桉木材的物理力學(xué)性能有很大變化,各性能指標(biāo)均大幅提高:當(dāng)壓縮率為50%時(shí),其氣干密度以及絕干密度分別提高了58.82 %和77.27 %。通過(guò)熱壓處理,木材的力學(xué)性能得到大幅提高,木材順紋抗壓強(qiáng)度、橫紋(弦向)抗壓強(qiáng)度、順紋抗剪(弦面)強(qiáng)度,分別提高了19.88 %、56.69 %和92.07 %??箯潖?qiáng)度和抗彎彈性模量分別提高了71.45 %和17.02 %。 端面硬度和弦面硬度87.48 %和76.05 %。沖擊韌性提高了58.01 %。

        對(duì)素材和處理材微觀結(jié)構(gòu)的進(jìn)行觀察比較,可知:經(jīng)過(guò)熱壓處理,雖然木材細(xì)胞腔受到擠壓,但是細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)仍然保持完整。對(duì)人工林巨尾桉木材進(jìn)行熱壓處理,伴隨著處理材內(nèi)部組織構(gòu)造的變化,其物理力學(xué)性能隨之改變,氣干、絕干密度提高,各項(xiàng)力學(xué)性質(zhì)均增強(qiáng),耐久性變好[10],促進(jìn)了速生材的高效利用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]井上雅文.壓縮木研究現(xiàn)狀與今后展望[J].人造板通訊,2002,9(9):3.

        [2]劉亞蘭,李慶峰.壓縮木制造技術(shù)的研究概述[J].林業(yè)科技,2005,30(1):35.

        [3]趙鐘聲,劉一星.橫紋壓縮強(qiáng)化楊木薄板性能分析[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2010,38(5):22.

        [4]陳瑞英,胡國(guó)楠.速生楊木密實(shí)化研究[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,34(3):324.

        [5]邊明明,殷亞方,宋坤霖,等.不同壓縮加載速度對(duì)杉木微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能影響[J].建筑材料學(xué)報(bào),2012,15(4):575.

        [6]賀宏奎,常建民.軟質(zhì)木材的表面密實(shí)化[J].木材工業(yè),2007,21(2):16.

        [7]王艷偉,黃榮鳳.水熱控制下楊木的表面壓縮及其固定[C].第四屆全國(guó)生物質(zhì)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì),2011.231.

        [8]尹江蘋(píng),郭 娟,趙廣杰,等.濕熱一壓縮處理木材的纖維素晶體結(jié)構(gòu)變化[J].林產(chǎn)工業(yè),2017,44(7):10.

        [9]Dusan Dlhy.Types of doors and its impact on airbome sound inslation[J].Advanced Materials Research,2013,85(5):225.

        [10]高志強(qiáng),張耀明,吳忠其,等.加壓熱處理對(duì)表層壓縮楊木變形回彈的影響[J].木材工業(yè),2017,31(2):24.

        [11]黃廣華,陳瑞英.人工林巨尾桉木材性能與樹(shù)齡的關(guān)系[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào) 2009,29(2):183.

        [12]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB 1927—1943—91木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1991.

        [13]徐永吉.木材改性[M].南京:南京林業(yè)大學(xué)木材學(xué)教研室,1994.64.

        [14]黃廣華,陳瑞英.人工林巨尾桉木材密實(shí)化結(jié)構(gòu)[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,41 (5) :497.

        [15]魏萍. 杉木速生材壓縮密化過(guò)程水分的研究[D].福州:福建農(nóng)林大學(xué),2003.

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