速生杨木压缩及新型添加剂对其性质的影响

论文摘要

通过高温高压水蒸汽处理试件,对速生杨木进行压缩改性。测定素材和处理材的物理力学性能,分析各因素对弹性模量、静曲强度、吸水厚度膨胀率、回复率的影响,并采用新型添加剂,研究它对压缩材物理力学性质的影响,得出以下结论:利用高温高压水蒸汽压缩速生杨木是一种切实可行的改性方法。试验证明,压缩后的试件的弹性模量和静曲强度大幅提高,其尺寸稳定性也远远好于普通压缩得到的压缩试件。通过正交试验,可得出最佳的工艺条件为:压缩率为30%,热压温度为190℃,压前含水率为45%。速生杨木经过新型添加剂溶液浸渍处理后再压缩,能提高压缩材的尺寸稳定性。试验证明,浸溃处理压缩材的弹性模量和静曲强度有小幅下降,但其吸水厚度膨胀率和回复率都明显降低,尺寸稳定性大幅提高。综合考虑,采用浓度为9%的新型添加剂溶液浸渍处理试件时,得到的压缩材性能较好。通过压缩木的红外光谱图分析表明,杨木在高温高压水蒸汽压缩处理过程中,木材内部的纤维素、半纤维素和木素发生了化学变化,破坏了亲水基团,降低了压缩材的吸湿性,提高了压缩材的尺寸稳定性。通过压缩木的微观结构分析表明,木材受到压缩后,细胞产生了较大变形,使细胞腔等间隙变小,细胞壁没有被破坏,保持了完整性。新型添加剂起到了填充木材细胞腔的作用,在木材压缩后减缓了压缩材的尺寸变形,提高了其尺寸稳定性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 速生杨木的资源利用现状
• 1.2 木材压缩的研究目的和意义
• 1.3 木材压缩的概况
• 1.3.1 压缩木的分类
• 1.3.2 压缩材的性能
• 1.3.3 国内外研究现状
• 1.3.4 发展趋势及前景
• 1.4 试验研究机理
• 1.4.1 木材横纹压缩机理
• 1.4.2 木材软化机理
• 1.4.3 木素流化机理
• 2 研究内容和试验方法
• 2.1 试验研究内容
• 2.2 技术路线
• 2.3 主要物理力学性质的检测
• 2.4 试验材料与试验设备
• 2.4.1 试验材料
• 2.4.2 试验设备
• 3 速生杨木的压缩改性研究
• 3.1 杨木素材物理力学性质测定
• 3.2 压缩改性工艺及方法
• 3.2.1 工艺参数
• 3.2.2 改性工艺
• 3.3 正交试验结果与分析
• 3.3.1 极差分析
• 3.3.2 方差分析
• 3.4 普通压缩与密封压缩的对比试验
• 3.4.1 试验工艺及方法
• 3.4.2 结果与分析
• 3.5 小结
• 4 新型添加剂对压缩木性质的影响
• 4.1 新型添加剂
• 4.2 杨木处理材物理力学性质测定
• 4.3 试验工艺及方法
• 4.4 结果与分析
• 4.4.1 添加剂浓度对增重率的影响
• 4.4.2 添加剂对力学性质的影响
• 4.4.3 添加剂对尺寸稳定性的影响
• 4.5 回归模型
• 4.6 小结
• 5 压缩木的红外光谱及微观结构分析
• 5.1 压缩木的红外光谱分析
• 5.1.1 红外光谱仪工作原理
• 5.1.2 试验方法
• 5.1.3 结果与分析
• 5.2 压缩木的微观结构分析
• 5.2.1 扫描电子显微镜工作原理
• 5.2.2 试验方法
• 5.2.3 结果与分析
• 5.3 小结
• 6 结论
• 6.1 试验结论
• 6.2 问题与建议
• 7 参考文献
• 详细摘要