越南安息香木材性质与热处理改性研究

论文摘要

越南安息香（Styrax tonkinensis （Pierre） Craib ex Hartw.）是越南主要的人工林树种。本论文对越南安息香木材的构造及性质进行了研究,并以水蒸汽为保护气体,温度170℃-210℃、时间2h-6h为处理条件对之进行了热处理改性研究,以期为越南人工林木材的资源化利用提供科学依据。研究结果表明：越南安息香为散孔材至半散孔材、结构均匀、细致。木材颜色浅黄白色、均匀。其平衡含水率在温度（20±2）℃,相对湿度（65±3）%的环境条件下为12.783%；气干密度为0.452g/cm3、基本密度为0.388g/cm3；全干差异干缩为2.4,气干差异干缩为2.047；体积干缩系数为0.367；顺纹抗压强度为40.55MPa；抗弯强度为77.033MPa；抗弯弹性模量为76.938（108MPa）冲击韧性为61.196kJ/m2。根据越南木材分级规定,越南安息香木材属于第六等级,适用于制造工艺品、日用品和制浆造纸等。经温度170℃-210℃、时间2h-6h热处理条件的越南安息香木材颜色变深。其即色饱和度差值ΔC*、总体色差ΔE*、色相差△H*的变化值范围分别为0.258-14.207、17.807-52.28、3.120-6.059。随着处理温度与时间的增加越南安息香木材的强度性质而下降,其平衡含水率下降到7.61-4.96%；基本密度减少了4.64%-11.16%、气干密度减少了2.65%-10.54%;气干体积干缩率减小到5.74-2.19%、全干体积干缩率减少到9.39%-4.11%、干缩系数减小了6.81%-53.67%；气干后体积湿胀率减小到3.20-2.36%、吸水后体积湿胀率减小到12.61-6.09%；冲击韧性下降了20.55%-77.19%；抗弯强度、抗弯弹性模量分别降低了0.93%-34.83%、2.88%-11.16%；顺纹抗压下降了6.03%-28.18%。吸水率随着处理温度与时间的增加而下降。对照材的吸水率为183.84%,在同一热处理温度170℃热处理时间为2h、4h、6h条件下木材的吸水率下降为179.06%、177.88%、169.07%;在190℃,2h、4h、6h时下降为164.63%、164.28%、160.82%；在210℃,2h、4h、6h时下降为159.97%、158.84%、149.33%。越南安息香木材的抗缩率在处理温度170℃、190℃、210℃平均为16.87%、33.71%、55.56%。在处理条件为温度210℃、处理时间2h时,抗缩率达到最高值62.98%。随着热处理温度升高和热处理时间延长,越南安息香木材耐腐性能提高；经耐软腐试验后失重率减小了1.68%-31.92%个百分点。软腐菌的侵蚀导致木材的pH值发生变化,pH变化率随着木材受腐朽程度（失重率）增高而增高,未处理材的pH值变化率为22.46%,随着热处理温度升高,热处理时间延长pH变化率为22.43%-0.10%,与失重率变化趋势相似；软腐菌的侵蚀使越南安息香木材构造发生变异,受细胞腔中的软腐菌菌丝侵蚀细胞壁,在细胞壁上有很多V形穿孔凹槽。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 越南用材林与木材加工状况
• 1.1.1.1 越南用材林概况
• 1.1.1.2 越南木材加工业面临的诸多困难
• 1.1.2 越南安息香木研究状况
• 1.1.3 木材热处理改性研究现状
• 1.1.3.1 木材热处理改性研究现状
• 1.1.3.2 越南木材热处理改性展望
• 1.2 论文研究内容,意义和创新点
• 1.2.1 研究内容
• 1.2.2 研究意义
• 1.2.3 研究创新点
• 2 试验材料、试验方案
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 试件制备
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 热处理方案
• 2.2.2 热处理仪器设备
• 2.2.3 热处理工艺
• 2.3 试验流程
• 3 越南安息香木的解剖构造与木材物理、力学性质
• 3.1 越南安息香木材的解剖构造
• 3.1.1 材料与方法
• 3.1.1.1 材料
• 3.1.1.2 方法
• 3.1.2 结果与分析
• 3.1.2.1 宏观构造
• 3.1.2.2 微观构造
• 3.2 越南安息香木材物理力学性质
• 3.2.1 材料与方法
• 3.2.1.1 实验材料
• 3.2.1.2 实验方法
• 3.2.2 试验设备
• 3.2.3 结果与分析
• 3.2.3.1 物理性质
• 3.2.3.2 力学性质
• 3.3 小结
• 4 热处理对越南安息香木材的表面颜色的影响
• 4.1 实验材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 仪器设备
• 4.1.3 测量方法与颜色值计算方法
• 4.2 结果与分析
• 4.3 小结
• 5 热处理对越南安息香木材物理力学性能的影响
• 5.1 试验材料与方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 热处理对越南安息香木材物理性能的影响
• 5.2.1.1 气干平衡含水率
• 5.2.1.2 木材密度
• 5.2.1.3 吸水性
• 5.2.1.4 干缩性
• 5.2.1.5 抗缩率ASE
• 5.2.1.6 湿胀性
• 5.2.2 热处理对木材力学性能的影响
• 5.2.2.1 顺纹抗压
• 5.2.2.2 抗弯强度、抗弯弹性模量
• 5.2.2.3 冲击韧性
• 5.3 讨论
• 5.4 小结
• 6 热处理对木材耐软腐性能的影响
• 6.1 试验方法
• 6.1.1 耐软腐性试验方法
• 6.1.2 失重率测定方法
• 6.1.3 pH值测定方法
• 6.1.4 微观构造
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 失重率
• 6.2.2 pH值变化
• 6.2.3 受软腐浸染材构造特征
• 6.3 讨论
• 6.4 小结
• 7 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.1.1 越南安息香木材构造、性质研究
• 7.1.2 热处理对越南安息香木材表面颜色变化
• 7.1.3 热处理对越南安息香木材物理力学性质影响
• 7.1.4 热处理对越南安息香木材耐软腐性能的影响
• 7.2 建议
• 8 参考文献
• 9 附录
• 详细摘要
• Abstract