江涛[1]2006年在《微波细胞爆破法改性落叶松木材的脱脂技术》文中研究说明微波细胞爆破法改性落叶松木材的脱脂技术以探索建立落叶松木材脱脂新技术为目标,其基本原理是:高含水率(30-60%)的落叶松生材,在高强度微波场中,木材中水分子被极化并迅速旋转、相互摩擦、生热汽化,细胞内的蒸汽压力迅速增高,破坏木材细胞壁上的纹孔膜等细胞薄弱组织,形成新的流体通道,从而使落叶松木材的渗透性得到较大地改善。将经高强度微波辐照后的湿热试材,立即置于常压饱和汽蒸装置中进行脱油脱脂处理,减少试材预热工序,饱和蒸汽能快速渗透贯穿试材。在高温高湿条件下,木材中的松节油与水在紧接水的沸点温度下共沸,并随蒸汽排出试材。失去了松节油溶解作用的固态松香,在木材中不再渗出。 试材的渗透性检测试验表明,采用适当微波功率处理的试材,其渗透性得到了明显的改善。适当延长微波处理时间,更有利于渗透性的改善。试材的渗透性随汽蒸时间的延长而增加。抽提试验结果表明,微波处理对试材的石油醚抽出物和冷热水抽出物的影响不大,汽蒸处理试材的石油醚抽出物和冷热水抽出物的含量明显降低,经微波汽蒸处理的试材低于单纯汽蒸处理试材,并随汽蒸时间的延长而降低。短时间的微波处理和汽蒸处理对试材的材色影响不大。微波处理时间与试材材色变化关系不大;汽蒸处理8H内对试材材色变化的影响不大,但若再延长汽蒸处理时间,试材材色变化的趋势增强。适当的微波处理和汽蒸处理使试材的抗弯强度、抗弯弹性模量和冲击韧性并不明显降低。微波和汽蒸能降低试材的吸湿性,但试材的尺寸稳定性改善效果不显着。通过电子显微镜观察发现,适当的微波处理可以造成细胞薄弱组织的破坏,汽蒸处理可使细胞纹孔膜上覆盖的非定形物质排除或减少。DMA技术分析结果标明,微波处使试材的储能模量较未处理材有明显降低。FTIR分析表明,半纤维素和部分木质素的特征吸收峰减弱。落叶松木材的阻燃剂溶液真空加压处理和CONE试验结果表明,微波改性落叶松木材易于进行FRW阻燃处理,阻燃效果明显。 综上所述,控制适当的微波功率和辐照时间,以高强度微波处理适当含水率的落叶松木材,能够显着改善其流体渗透性,然后再以常压饱和蒸汽处理,可以实现有效的脱脂。采用这种方法对落叶松木材进行脱脂处理,对木材的颜色、力学性能影响不大,并且易于进行液体的浸注,从而实现木材的阻燃等保护性处理。
江涛, 周志芳, 王清文[2]2006年在《高强度微波辐射对落叶松木材渗透性的影响》文中提出采用高强度微波辐射落叶松木材,将微波处理的木材试件与未处理试件在相同的条件下进行加压注水试验,测定吸水增重率(WAR),用于评价木材的渗透性。研究了试材初含水率、处理材心层温度、微波辐射功率、微波辐射时间等处理工艺条件与落叶松木材渗透性的关系。结果表明:适当控制上述处理条件,高强度微波辐射处理可以改善落叶松木材的渗透性。落叶松木材适宜的初含水率范围是25%～60%;适宜的微波辐射功率与落叶松木材的初含水率有关,本文条件下辐射功率可选择9～24kW;适宜的辐射时间取决于木材的初含水率和选择的辐射功率,当落叶松木材的含水率为30%左右,9.23kW微波功率下辐射55s或20～24kW微波功率下辐射25s时,经微波处理木材的吸水增重率是未处理材的200%以上,木材的渗透性得到显着改善。对微波处理改善落叶松木材渗透性的机理进行讨论,认为微波能够迅速使木材内部的水汽化,在木材内部产生较大的蒸汽压,冲破木材细胞壁薄弱组织,形成细微裂隙,疏通水汽传导的途径。随着微波功率的升高有利于微细裂隙的形成,所需辐射时间缩短,但是过高的辐射功率或过长的辐射时间易造成木材开裂。
杨琳[3]2004年在《利用微波改善落叶松木材的渗透性》文中研究指明落叶松资源极为丰富，其木材具有令人赏心悦目的视觉特性和较高的强度与硬度，在家具和装饰材料领域的发展潜力很大。但是由于其渗透性差、内应力大，导致难于干燥、容易开裂和变形，此外还有树脂含量高的缺点，给其干燥、保护处理等加工带来了很大的困难，因此目前落叶松木材主要以原木的形式用于建筑、矿业等行业以及用于造纸，利用价值很低。落叶松木材渗透性差的主要原因是落叶松心材具缘纹孔的纹孔膜、纹孔缘及细胞表面覆盖有一层非纤维素膜状层，以及当边材向心材转变时，纹孔塞发生偏移，堵塞了纹孔口，切断水汽传输的途径。另外，落叶松木材细胞腔内的树脂较多，堵塞了汽液体的渗透通道，因此大大降低了落叶松的渗透性。 为提高落叶松木材的渗透性，本文采用高强度微波辐照对其进行物理改性。微波辐照可使木材细胞内的蒸汽压增高，破坏木材细胞壁上的纹孔膜及一些径向薄壁细胞而形成液体和蒸汽易于通过的通道，其数量、尺寸及分布情况可通过微波功率的大小来控制。木材构造的上述变化可使其径向和轴向的渗透性提高。研究结果表明，落叶松木材试件经一定功率的微波辐照后，渗透性有所提高，提高的幅度主要由试件的初含水率及微波处理的功率和时间决定；显微结构有不同程度的变化，在电子显微镜下可以看到纹孔膜发生破裂，木材的径切面上产生横向的裂纹；在处理条件适当的情况下，微波改性落叶松木材的抗弯强度及弹性模量不发生显着的改变，适宜的微波处理可以改善落叶松木材的冲击韧性；微波处理后，对于落叶松材的吸湿性和尺寸稳定性的影响不显着；傅里叶变换红外光谱分析表明，落叶松木材的化学成分及性质未因为微波辐照而发生明显变化。
周志芳[4]2007年在《高强度微波处理与干燥对落叶松木材解剖构造和性能的影响》文中研究指明高强度微波改性落叶松木材是提高落叶松木材渗透性的一项新技术。其基本原理是：在高强度微波场中，木材中水分快速汽化，细胞内的蒸汽压力迅速增高，破坏组成木材的某些薄弱解剖结构，形成新的流体通道，从而使落叶松木材的渗透性得到较大地改善。本试验采用高强度微波处理作为落叶松木材微波干燥的预处理手段。在提高落叶松木材渗透性的基础上，进行落叶松木材微波干燥，对干燥速率、干燥时木材内部温度及干燥质量、物理力学性质进行了研究；最后通过SEM确定了哪些解剖构造发生了变化，形成了怎样的人工流体通道。结果表明：高强度微波处理确实能提高落叶松木材渗透性；同时对后续的干燥过程有一定的影响，高强度微波处理的试材平均干燥速率较快，干燥时间相对缩短，且高强度微波处理使试材内部温度迅速升高，使后续干燥过程木材内部温度维持在相对较高的水平上，提高了微波能利用率；此外试材初含水率高则介电常数高，即能更多地吸收微波，干燥速率随之提高，即初含水率高的试材总体平均干燥速率较高，这种现象在未经微波处理的试材中表现得更明显；干燥过程中初含水率对未经微波处理的试材内部温度有一定影响，对于经过微波处理的试材，在干燥过程内部温度基本一致，即初含水率的影响不明显；对微波干燥质量的检测表明微波干燥完全可以达到普通锯材干燥等级的要求，试材的弯曲强度和冲击韧性均有小幅度的下降；抽提试验显示高强度微波改性处理和微波干燥的交互作用能更好地脱除试材内的树脂；最后通过扫描电子显微镜的观察，确定了高强度微波处理对木材微观解剖结构造的影响：首先纹孔塞发生破裂，以及塞缘上的微纤丝发生断裂，其次管胞间胞间层也产生了裂隙，最后管胞壁发生沿S_2层微纤丝排列方向开裂，形成叁种新的流体通道。综上所述，适当控制微波功率和辐照时间，用高强度微波处理初含水率适当的落叶松木材，能够改善其流体渗透性，木材内纹孔膜、管胞、胞间层、树脂道等解剖构造均发生了变化，且微波处理后的木材在微波干燥中也表现为较高的干燥速率和干燥质量，同时高强度微波处理与微波干燥的联合使用使落叶松木材的树脂含量进一步降低了。
周志芳, 江涛, 王清文[5]2007年在《高强度微波处理对落叶松木材力学性质的影响》文中进行了进一步梳理着重考查了经过高强度微波辐照后,落叶松木材冲击韧性和弯曲性能的变化。结果表明,适当的高强度微波辐照对落叶松木材的力学性能影响不大,弯曲弹性模量和冲击韧性下降不足10%;但是不当的处理条件能够显着降低木材的力学性能。有时高强度微波处理能够使落叶松木材的冲击韧性有所提高,这与木材内部的生长应力一定程度的释放有关。扫描电子显微镜观察显示,经高强度微波处理后落叶松木材的微观结构发生了一些变化,包括微细裂纹的形成、纹孔膜破裂等,这些微观结构变化有助于释放木材内部的生长应力,从而改善力学性能。
杨霞[6]2009年在《马尾松木材微波脱脂技术研究》文中认为本文以马尾松木材为研究对象,较全面地阐述了微波脱脂机理,系统分析了树脂道和泌脂细胞内流体的受力状况,建立了微波脱脂理论预测模型,对微波脱脂实施的临界压力和温度条件进行了数学模拟,研究了微波脱脂的基本规律,揭示了微波脱脂处理对木材干燥特性和渗透性的影响规律,获得了较优的微波脱脂处理工艺。本文主要成果如下：(1)阐述了松木微波脱脂机理,首次明确提出了微波高效脱脂的实施条件：木材温度不能低于树脂熔点；木材内外压强差能够把树脂道内的树脂排除到木材表面；木材内产生的内压强足以破坏泌脂薄壁细胞,使其所含的大量树脂能快速进入树脂道。(2)首次建立了微波脱脂理论预测模型,并对其临界压强与温度条件进行了数学模拟,结果表明：马尾松木材微波脱脂的理论最小临界压强为1.17×105Pa,其对应的最小临界温度为104℃；若要在泌脂细胞层次上破坏木材微观构造,取得非常理想的脱脂效果,则木材内外临界压强差和木材温度应分别控制在0.23～0.3MPa、135～140℃范围内。(3)探明了微波脱脂的基本规律：在微波脱脂过程中,木材温度变化分为快速升温和恒温脱脂两个阶段,温升速率随辐射强度的增加和试件初含水率的减小而增加；随着辐射功率的增加,木材失水量、含水率变化、失水速率和脱脂率显着增加；随着辐射时间的增加,木材失水量、含水率变化和脱脂率显着增加,但其失水速率呈减小趋势；随着木材初含水率的增加,木材失水量、含水率变化、失水速率和脱脂率呈先增加后减小趋势。(4)探明了微波脱脂处理对木材渗透性的影响规律：微波脱脂处理能有效改善马尾松木材渗透性,其渗透性的改善规律与脱脂率的变化规律基本相近,脱脂材的吸液量随微波辐射强度、辐射时间和木材初含水率的增加而增大；与对照材相比,脱脂材常压浸注吸液量的提高率最高可达73.62%。(5)揭示了微波脱脂处理对木材干燥速率的影响规律：随着微波辐射强度和辐射时间的增加,脱脂材在后续常规干燥中的干燥速率略有提高,提高率不超过6%。(6)制定了较优的微波脱脂工艺：微波辐射强度4Kw,试件初含水率80%左右,微波辐射时间7min,此工艺的脱脂率最高可达58.96%。微波脱脂具有处理时间短,脱脂效率高,脱脂材能保持木材本色的特点,是一种具有应用前景的松木脱脂新技术。
余梦洁[7]2012年在《微爆破预处理对落叶松木材干燥及脱脂效果的影响》文中提出我国落叶松资源储量丰富,但是由于落叶松木材本身干燥性能差、含有丰富树脂等缺陷使得其利用价值不高,资源浪费。对落叶松木材进行微爆破预处理,有利于改善木材干燥和脱脂效果,这对于实现落叶松资源的合理开发和高效利用,改变当前木材供不应求的现状意义重大。本论文以落叶松为研究对象,结合常温高压木材微爆破和常规干燥脱脂方法,初步探究了微爆破预处理对落叶松木材干燥及脱脂效果的影响。首先进行正交试验探索了影响干燥速率、松节油含量的显着因素；然后分别以显着因素为单因素,分析了不同条件处理后试件的平均干燥速率、松节油含量和脱脂率；最后对不同条件处理后试样进行了扫描电镜观察。研究结果表明：(1)微爆破压力和次数影响是落叶松试材平均干燥速率的显着因素,也是影响松节油含量的显着因素。(2)微爆破压力和次数对干燥效果的影响是：随着微爆破压力和次数的增加,平均干燥速率随之增大；与未处理材相比,微爆破预处理材的平均干燥速率提高1%～41%。。(3)微爆破压力和次数对脱脂效果的影响是：随着微爆破压力和次数的增加,松节油含量随之减少,脱脂率随之增加；与未处理材相比,微爆破预处理材的松节油含量降低了5.4%～55.4%,脱脂率增加2.3%～35.7%,脱脂效果得到明显改善。(4)扫描电镜观察实验发现微爆破处理后木材内纹孔、胞间层等一些薄弱组织遭到破坏,木材内部流体通道形成；而且微爆破处理的条件不同,木材微观结构破坏程度不同。
夏金尉[8]2012年在《蒸汽爆破处理开启落叶松细胞通道及应用的研究》文中研究说明本文利用蒸汽爆破处理开启落叶松木材的液体流动通道，为改善落叶松木材的渗透性提供了一种有效的方法，研究了蒸汽爆破处理对落叶松木材的纹孔结构，渗透性，化学成分，物理力学性质与阻燃浸渍效果的影响，研究表明：（1）利用扫描电镜观察蒸汽爆破处理后落叶松木材细胞壁具缘纹孔及交叉场纹孔的结构的变化，并总结了蒸汽爆破处理开启木材细胞的叁种模式。第一种为纹孔膜塞缘微纤丝部分或全部断裂，扩大了细胞之间液体的流动通道，同时部分闭塞纹孔变成非闭塞纹孔；第二种为闭塞纹孔塞出现裂隙，闭塞纹孔变成非闭塞纹孔；第叁种为纹孔塞被蒸汽压差冲破，部分与纹孔口脱落。其中当蒸汽爆破参数为0.3MPa/10次时，纹孔膜上的部分塞缘微纤丝发生断裂，且微纤丝之间的孔隙变大增多；当蒸汽爆破参数为0.3MPa/15次，0.4MPa/10次时，细胞壁均出现了褶皱，纹孔塞及塞缘微纤丝出现了不同程度的开裂、断裂；当蒸汽爆破参数为0.4MPa/10次时，交叉场纹孔开裂、纹孔塞及塞缘微纤丝破损程度最严重。（2）蒸汽爆破处理可有效改善落叶松木材的渗透性。不同参数的蒸汽爆破处理后，落叶松木材的渗透性提高了0.96倍-1.85倍。统计分析表明，蒸汽爆破处理前后落叶松木材的渗透性差异十分显着（α=0.01），而且当爆破次数为10次时，不同爆破压力处理后落叶松木材渗透性之间的差异也十分显着（α=0.01）。（3）通过对蒸汽爆破处理后落叶松木材的组成成分研究可知，蒸汽爆破处理对落叶松木材的部分化学成分有影响。随着蒸汽爆破压力与爆破次数的增加，落叶松木材的综纤维素含量变化为63.73％-54.15％，木素含量变化为25.15％-28.47％，多戊糖含量变化为14.86％-3.83％，苯-醇抽提物含量变化为2.83％-0.78％。统计分析表明，蒸汽爆破处理前后落叶松木材多戊糖与苯-醇抽提物含量之间的差异十分显着（α=0.01）。（4）蒸汽爆破处理会降低落叶松木材的物理力学性能。蒸汽爆破处理后，MOE降低了3.82％-25.27％；MOR降低了15.73％-39.4％；顺纹抗压强度降低了1.35％-22.03％。虽然处理后各项物理力学性能均小于未爆破处理试材，但统计分析表明部分爆破参数处理后的落叶松木材与未爆破处理木材物理力学性能之间的差异并不显着（α=0.05）。（5）阻燃浸渍处理后，经过蒸汽爆破处理的落叶松木材其载药率，纵向、径向、弦向的阻燃浸渍深度均高于未爆破处理试材，且径向浸渍深度大于弦向浸渍深度，实际应用检验蒸汽爆破处理对落叶松木材阻燃剂浸渍效果的影响。（6）综合全文分析，最优爆破参数为0.3MPa/10次。
吴怡萱, 江涛, 孙建平, 李秀荣, 朱玲静[9]2014年在《高强度微波辐照和汽蒸处理对落叶松木材材色的影响》文中研究指明为了揭示高强度微波辐照处理、汽蒸处理和微波-汽蒸处理对落叶松(Larix spp.)木材色度学参数的影响及其与微波功率和汽蒸处理时间的关系,进而评价微波汽蒸处理对落叶松木材材色的影响,采用同一树干的落叶松板材生材,测量并计算其在微波功率5.54、12.92和24,与汽蒸2、4、6、8、12、16 h处理下同一位置处理前后,色度学参数L*、a*、b*并通过公式计算出C*、Ag*和ΔE*等参数,系统分析处理前后色度学参数的变化情况。结果表明,素材气干后,L*值和Ag*值升高,a*、b*和C*值降低,总体色差ΔE*升高;微波处理并气干后,试材的色度学参数变化趋势与素材一致,但其数值均略大于素材值的绝对值;汽蒸处理并气干后,试材的L*值和ΔE*值升高,b*值和C*值降低,a*值在汽蒸2 h和4 h时升高,其余各处均降低,Ag*值在汽蒸2、4 h时降低,其余时间段为升高或不变;微波-汽蒸处理并气干后,试材受微波处理和汽蒸处理的共同影响,L*值和ΔE*值升高,变化趋势相似,b*值和C*值降低,a*值在12.92 kW-汽蒸8 h和12 h处升高,其余各处均降低,Ag*值在5.54kW-汽蒸2 h、4 h和6 h,12.92 kW-汽蒸8 h和12 h,24kW-汽蒸4、6、12 h处为降低。
费厚霖, 张宏健[10]2008年在《浅谈落叶松木材的改性》文中研究表明落叶松是东北分布最广泛的树种之一。其木材由于构造、树脂等原因,给其利用造成了一些麻烦,因此对其改性很必要。文章对近几年来落叶松改性方面的研究做了一些总结,并对其发展前景提出了一些看法。
参考文献：
[1]. 微波细胞爆破法改性落叶松木材的脱脂技术[D]. 江涛. 东北林业大学. 2006
[2]. 高强度微波辐射对落叶松木材渗透性的影响[J]. 江涛, 周志芳, 王清文. 林业科学. 2006
[3]. 利用微波改善落叶松木材的渗透性[D]. 杨琳. 东北林业大学. 2004
[4]. 高强度微波处理与干燥对落叶松木材解剖构造和性能的影响[D]. 周志芳. 东北林业大学. 2007
[5]. 高强度微波处理对落叶松木材力学性质的影响[J]. 周志芳, 江涛, 王清文. 东北林业大学学报. 2007
[6]. 马尾松木材微波脱脂技术研究[D]. 杨霞. 中南林业科技大学. 2009
[7]. 微爆破预处理对落叶松木材干燥及脱脂效果的影响[D]. 余梦洁. 北京林业大学. 2012
[8]. 蒸汽爆破处理开启落叶松细胞通道及应用的研究[D]. 夏金尉. 南京林业大学. 2012
[9]. 高强度微波辐照和汽蒸处理对落叶松木材材色的影响[J]. 吴怡萱, 江涛, 孙建平, 李秀荣, 朱玲静. 广西林业科学. 2014
[10]. 浅谈落叶松木材的改性[J]. 费厚霖, 张宏健. 内蒙古林业调查设计. 2008