热带硬阔叶材高效干燥技术研究 ——气体渗透性、干燥特性及干燥与尺寸稳定处理一体化

论文摘要

长期以来，进口热带硬阔叶材普遍存在的难干易裂问题一直未能得到很好的解决。本文选取我国实木家具与实木地板生产中用量较大、有一定代表性的4种热带硬木，红铁木豆（Swartzia madagascariensis）、交趾黄檀（Dalbergia cochinchinensis）、风车木（Conbretum imberbe）和特氏古夷苏木（俗称非洲花梨）（Guibourtia tessmanii J.Leonard）进行干燥研究。通过气体渗透性测量和百度法试验，对其干燥特性进行了较深入的了解，并在此基础上初步拟定了常规窑干基准；进行了不同温度和压力条件下的石蜡油干燥试验，试图在高效干燥木材的同时，提高其尺寸稳定性。结果表明，上述树种木材中非洲花梨的气体渗透性最好(纵向5.10×10-7cm3/（cm·Pa·s），径向1.78×10-7cm3/（cm·Pa·s），弦向1.99×10-7cm3/（cm·Pa·s）)，风车木次之(纵向2.00×10-8cm3/（cm·Pa·s），径向5.58×10-9cm3/（cm·Pa·s），弦向4.12×10-9cm3/（cm·Pa·s）)，红铁木豆的渗透性最差(纵向5.31×10-9cm3/（cm·Pa·s），径向3.15×10-9cm3/（cm·Pa·s），弦向3.14×10-9cm3/（cm·Pa·s）)。同种木材之间，纵向气体渗透性均高于横向，径弦向气体渗透性差异并不显著。采用百度试验法确定的4个树种木材的干燥特性为：交趾黄檀前期开裂4级，内裂1级，干燥速度5级；非洲花梨前期开裂3级，内裂1级，燥速度4级；红铁木豆前期开裂3级，内裂2级，干燥速度5级；风车木前期开裂4级，内裂2级，干燥速度5级；4个树种木材截面变形都为2级，扭曲变形都为2级。上述树种木材分别在常压和-0.05MPa真空条件下，进行了4组石蜡油干燥试验（常压：100℃、120℃，真空：80℃、100℃），并与实验室条件下常规窑干试验结果进行了比较。试验结果表明：4个树种木材石蜡油干燥速度均大于常规窑干干燥速度。其中20mm厚非洲花梨的干燥速度可达常规干燥的27.2倍，风车木干燥速度可达常规干燥的18倍，红铁木豆石蜡油干燥速度可达常规窑干的7.8倍，交趾黄檀可达12.8倍。经石蜡油干燥处理后，4个树种木材试件吸湿平衡含水率和湿胀率均有所降低。1.120℃/常压条件下试件吸湿平衡含水率下降最明显，非洲花梨试件较对照组下降4.56%，风车木试件下降2.56%，红铁木豆下降3.41%，交趾黄檀试件下降3.34%，80℃/47KPa条件干燥处理后效果最差，非洲花梨试件较对照组下降1.38%，风车木试件下降0.73%，红铁木豆下降0.87%，交趾黄檀试件下降1.55%。2.120℃/常压条件试件湿胀率下降最明显，红铁木豆试件下降1.17%，交趾黄檀试件下降0.91%，风车木试件下降1.45%，非洲花梨试件下降1.25%；80℃/47KPa干燥处理后的试件湿胀率变化较对照组下降最小红铁木豆试件下降0.89%，交趾黄檀试件下降0.99%，风车木试件下降0.46%，非洲花梨试件下降0.93%。经石蜡油干燥处理后，4个树种木材试件的色度指数L*、a*、b*也都有所下降，颜色偏向蓝绿。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 热带硬阔叶材资源与干燥技术现状
• 1.2.1 热带硬阔叶材资源情况
• 1.2.2 硬阔叶材干燥技术研究现状
• 1.3 木材尺寸稳定化处理技术
• 1.3.1 聚乙二醇处理
• 1.3.2 酚醛树脂处理
• 1.3.3 乙酰化处理
• 1.3.4 热改性处理
• 1.3.5 石蜡处理
• 1.4 木材石蜡油干燥及木材干燥与尺寸稳定处理一体化技术
• 1.5 论文研究设想
• 1.6 主要研究内容
• 2 试验材料、设备与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验用木材
• 2.1.2 试验用石蜡
• 2.2 试验设备
• 2.2.1 气体渗透性测试装置
• 2.2.2 石蜡油干燥试验设备
• 2.2.3 木材表面颜色测试装置
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 气体渗透性试验
• 2.3.2 干燥特性试验
• 2.3.3 石蜡油干燥试验
• 2.3.4 试材的吸湿平衡含水率与尺寸稳定性测量
• 2.3.5 试材石蜡油干燥后表面颜色测量
• 3 4 个树种木材的解剖学特征与气体渗透性
• 3.1 木材解剖学特征
• 3.2 气体渗透性
• 3.2.1 4 个树种木材气体渗透性测试结果
• 3.2.2 分析讨论
• 3.3 小结
• 4 干燥特性研究
• 4.1 4 个树种木材百度试验结果
• 4.2 实验室条件下初步窑干试验结果
• 4.3 分析与讨论
• 4.4 小结
• 5 干燥与尺寸稳定处理一体化技术研究
• 5.1 石蜡油干燥试验
• 5.1.1 不同干燥工艺条件对木材干燥速度的影响
• 5.1.2 不同干燥工艺条件对木材干燥质量的影响
• 5.1.3 小结
• 5.2 4 个树种木材吸湿平衡含水率与吸湿膨胀率
• 5.2.1 4 个树种木材的吸湿试验结果
• 5.2.2 不同干燥工艺条件对木材吸湿平衡含水率的影响
• 5.2.3 不同干燥工艺条件对木材湿胀率的影响
• 5.2.4 小结
• 5.3 石蜡油干燥对木材颜色影响试验结果与分析
• 5.3.1 木材颜色参数测试结果
• 5.3.2 分析与讨论
• 5.3.3 小结
• 6 结论与不足
• 6.1 结论
• 6.2 研究中的不足
• 参考文献
• 详细中文摘要
• 详细英文摘要