杨木超高温热处理的研究

论文摘要

本文用速生杨木作为实验材料,在相关文献和大量前期探索实验的基础上,研究了不同温度、时间对热处理材各项性能的影响,结果如下:1.热处理的温度越高时间越长,试件的失重率也相应地越大。热处理材的径、弦向尺寸损失率随着热处理温度的升高、热处理时间的增加而增加,径、弦向尺寸损失率存在较好的直线回归关系,弦向的干缩率大约为径向的2倍,热处理木材的失重率和径、弦向尺寸损失率之间也存在在很好的线性回归。2.热处理材的平衡含水率、吸水性随着处理温度的增加,处理时间的延长而减小。这九种热处理工艺中,每种工艺的阻湿率和径、弦向抗胀缩率三项指标均得到了不同程度的改善。指标的改善主要是木材在热处理过程中,半纤维素中的某些多糖容易裂解为糖醛和某些糖类的裂解产物,在热量的作用下,这些物质又能聚合生成不溶于水的聚合物,此外杨木热处理材的结晶度相比素材都有一定程度的下降。3.热处理材杨木顺纹抗压强度在160℃和180℃的时候随着热处理时间的延长而降低,但在200℃的时候热处理时间为2小时的时候降幅最小;抗弯强度和抗弯弹性模量以及冲击韧性都随热处理温度的提高随着处理时间的延长而降低,当热处理温度超过180℃时下降幅度均比较大。4.热处理材与素材相比,明度L*值降低,绿色品指数a*值和黄蓝色品指数b*值都有不同程度的增加,色差值△E*随着热处理温度和时间的增加而增加;C组的表面光泽度比素材有小幅的提高,而F组和I组均大幅的下降;杨木热处理材表面蒸馏水接触角相比素材有较大程度的上升,说明杨木表面自由能有所下降;日光照180小后素材的色差比热处理材明显要大的多,但热处理材仍有显著的色变,所以当热处理材进行室外应用前最好要表面做防紫外线的预处理。5.处理材的红外光谱与素材相比,整体形状基本相同,仅有部分峰的偏移和吸收强度的变化,说明热处理杨木内部成分发生了一些降解,但主要化学成分并没有发生很大的变化,该试验很好的解释了热处理对各项材性的影响机理。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 我国杨树分布及资源现状
• 1.1.2 杨木材质特征及用途
• 1.2 木材热处理的研究状况
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本论文研究内容、目的和意义
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究目的和意义
• 2 试验材料、方法和步骤
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 树种
• 2.1.2 来源
• 2.1.3 试材加工和处理
• 2.2 热处理设备
• 2.3 杨木热处理的方法和步骤
• 2.3.1 热处理试验的方法
• 2.3.2 试验工艺流程图
• 2.3.3 试验具体步骤
• 3 试验参数对热处理材失重率及尺寸的影响
• 3.1 试验参数对热处理木材失重率的影响
• 3.1.1 试验材料与方法
• 3.1.1.1 试验材料
• 3.1.1.2 仪器设备
• 3.1.1.3 测量方法
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.2.1 不同处理温度对失重率的影响
• 3.1.2.2 不同处理时间对失重率的影响
• 3.2 试验参数对热处理木材尺寸损失率的影响
• 3.2.1 试验材料与方法
• 3.2.1.1 试验材料
• 3.2.1.2 仪器设备
• 3.2.1.3 测量方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.2.1 不同处理温度对弦向和径向尺寸损失率的影响
• 3.2.2.2 不同处理时间对弦向和径向尺寸损失率的影响
• 3.3 数理分析
• 3.3.1 热处理材弦向、径向尺寸损失率的回归分析
• 3.3.2 热处理杨木失重率和尺寸损失率的回归分析
• 3.4 小结
• 4 热处理杨木物理力学性能的比较研究
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 仪器设备
• 4.1.3 测量方法
• 4.1.3.1 平衡含水率的测量
• 4.1.3.2 吸水性的测量
• 4.1.3.3 全干干缩性的测量
• 4.1.3.4 尺寸稳定性的测量
• 4.1.3.5 结晶度的测量
• 4.1.3.6 顺纹抗压强度的测量
• 4.1.3.7 顺纹抗弯强度的测量
• 4.1.3.8 顺纹抗弯弹性模量的测量
• 4.1.3.9 冲击韧性的测量
• 4.2 讨论与结果
• 4.2.1 热处理材物理性能讨论与结果
• 4.2.1.1 平衡含水率
• 4.2.1.2 吸水性
• 4.2.1.3 全干干缩性
• 4.2.1.4 尺寸稳定性
• 4.2.1.5 结晶度
• 4.2.2 热处理材力学性能结果与讨论
• 4.2.2.1 順纹抗压
• 4.2.2.2 顺纹抗弯
• 4.2.2.3 抗弯弹性模量
• 4.2.2.4 冲击韧性
• 4.3 小结
• 5 热处理木的表面特性的研究
• 5.1 处理材表面颜色
• 5.1.1 试验材料与方法
• 5.1.1.1 试验材料
• 5.1.1.2 仪器设备
• 5.1.1.3 测量方法
• 5.1.2 结果与讨论
• 5.2 处理材表面光泽度
• 5.2.1 试验材料与方法
• 5.2.1.1 试验材料
• 5.2.1.2 仪器设备
• 5.2.1.3 测量方法
• 5.2.2 结果与讨论
• 5.3 处理材表面湿润性
• 5.3.1 试验材料与方法
• 5.3.1.1 试验材料
• 5.3.1.2 仪器设备
• 5.3.1.3 测量方法
• 5.3.2 结果与讨论
• 5.4 处理材表面颜色的稳定性
• 5.4.1 试验材料与方法
• 5.4.1.1 试验材料
• 5.4.1.2 仪器设备
• 5.4.1.3 测量方法
• 5.4.2 结果与讨论
• 5.5 小结
• 6 热处理材红外光谱的分析
• 6.1 试验材料与方法
• 6.1.1 试验材料
• 6.1.2 仪器设备
• 6.1.3 测量方法
• 6.2 结果与讨论
• 6.3 本章小结
• 7 总结论
• 参考文献
• 详细摘要