第一章 木材改性

湿度65%的密闭容器中进行吸湿处理，吸湿15昼夜后再测 量重量和各向尺寸，可得素材的吸湿率和湿胀率。在此之 后，将试件进行改性之后，处理后的试件再按上述方法进 行烘干、称重、测量各向尺寸，吸湿，再称重，测定尺寸， 得处理材的吸湿率和湿胀率，之后即可求出改性材的抗胀 （缩）率和阻湿率。
吸湿率按下式计算：
氧乙烷加成处理
9
WPC处理、酚醛树 脂处理
聚乙二醇（PEG）处理为A-2，5；B-8 乙酰化处理为A-5，B-6 甲醛处理为A-4，B-2，3 马来酸处理为A-4，B-4，7 马来酸-甘油（MG）处理为A-5；B-5，7 热处理为A-4；B-2 WPC处理为A-5，6；B-6，9 酚醛树脂处理为A-5，B-4，6，9 异氰酸酯处理为A-5；B-4 无机物复合处理（如：阻燃浸渍处理）为A-5；B-
些化学药剂。
模型解析 A、尺寸稳定化处理细胞横断面
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●●● ●●● ●●●
1
2
聚乙二醇（PEG）
′′′′′′
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′′′′′′
′′′′′′
′′′′′′
4
甲醛、马来酸、热处 理、环氧乙烷加成处
理
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增重率（WPG）按下式计算： WPG=（W1-W0）/W0×100%
式中：WPG ——试件的增重率，% W1——处理后试件的绝干重，g W0 ——处理前试件的绝干重，g
增容率（BE）按下式计算： BE=（V1-V0）/V0×100%
式中：BE ——试件的增容率，% V1——处理后试件的绝干体积，mm3 V0 ——处理前试件的绝干体积，mm3
方法
物理法
化学法
具体方法
1.在锯解时尽量做到尺寸变化小； 2.．根据使用条件进行润湿处理 3.纤维方向交叉层压综合平衡：a．垂直相交��胶合 板、定向刨花板，b .不定向组合;刨花板、纤维板； 4.覆面处理：a 外表面覆面;涂饰、贴面，b、内表面覆面;浸 注性担水剂处理、木塑复合材； 5.填充细胞腔：a．非聚合性药品;一聚乙二醇处理，b．聚 合性药品;制造木塑复合材； 6.细胞壁的增容：a 非聚合性药品;聚乙二醇、各种盐及糖 处理，b 聚合性药品;酚醛树脂处理
8 环氧乙烷加成处理为A-4；B-7
二、处理机理
为了改善木材的尺寸稳定性，降低其吸附点—羟 基，或使之失去吸附能力，或部分地使分子交联 固定。
§1-2尺寸稳定化的分类和评定指标
一、尺寸稳定化的分类 根据化学药剂是否与木材细胞壁组分发生化学反应的观点，
将尺寸稳定处理为物理法和化学法两大类。但就处理的实 质而言，物理法中常包含化学因素，而化学法亦不乏物理 作用，很难截然分开。 二、尺寸稳定化的评定指标
§1-1木材尺寸稳定性机理
一、处理原则
木材尺寸稳定化处理的原则是在保持木材原有优 良性质的前提下，改变其吸湿和干缩湿胀性能， 木材的干缩湿胀是由于木材含水率的变化而引起 的。它发生在纤维饱和点以下。
木材尺寸稳定化处理有两种处理方式： 1、处理仅限于细胞壁内纤维素的非结晶区部分； 2、细胞未经处理，仅仅是细胞腔内充填，沉积某
_●～●_
a
e
1
2
3
甲醛、热处理
甲醛
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○
_●_●︱_●_
_●_● ○_
4
马来酸、异氰酸 酯、酚醛树脂处
理
_●_●_○ ○_
5
6
马来酸-甘油（MG）
乙酰化处理、WPC处理、酚 醛树脂处理
● _○○_ _○○_
_○ ● ○_
7
8
马来酸、马来酸甘油（MG）、环
聚乙二醇（PEG）、无机物 复合处理
尺寸稳定和与此有关的评定指标较多，这里介绍的是 最常用的。 （1）抗胀缩率（ASE）
在试件处理前，按GB1931-91《木材含水率测定方法》第 4-5条规定，将其烘至绝干，称重，精确至0.0001g。每个试 件称重后，立即测出弦向、径向和顺纹方向尺寸，精确至 0.001mm，然后将测量后的试件放置于温度20±2℃，相对
抗胀（缩）率（ASE）按下式计算： ASE=（S0-S1）/S0×100%
式中：ASE ——处理材的抗胀（缩）率，% S1——处理材的体积膨胀（收缩）率，% S0 ——未处理材的体积膨胀（收缩）率，%
阻湿率（MEE）按下式计算： MEE=（X0-X1）/X0×100%
式中：MEE ——处理材的阻湿率，% X1——处理材的阻湿率，% X0 ——未处理材的阻湿率，%
′′′′′′
5பைடு நூலகம்
聚乙二醇（PEG）、乙酰化 处理、马来酸-甘油（MG）、 WPC处理、酚醛树脂处理、 异氰酸酯、无机物复合处理
3
′′′′′′ ● ′●′′′′′ ● ● ′●′′′′′ ● ● ′●′′′′′ ●
′′′′′′
6
WPC处理
B、细胞壁非结晶区的纤维素分子链模型
ea
d
c _o o_
d
b
_ ●_ ●_
X=（M1-M0）/M0×100% 式中：X ——试件的吸湿率，%
M1——试件吸湿后的质量，g M0 ——试件的绝干质量，g 体积膨胀（收缩）率按下式计算：
S=（V1-V0）/V0×100% 式中：S ——试件从绝干到吸湿时的体积膨胀率，%
V1——试件吸湿后的体积，mm3 M0 ——试件绝干时的体积，mm3
影响不大，因而尺寸稳定性好。
二、防湿处理
防湿处理最常用的方法是在木材表面涂饰涂料或 胶贴贴面材料。此上还有将憎水材料溶解于挥发 性溶剂中制成流动性好，粘度低的溶液注入木材 内部，待溶剂挥发后拒水材料留存于木材内表面 上，这种方法称之为内表面覆盖。
这两种方法具有方法简便，费用低廉的优点，但 这种表浅的物理处理，其防湿和拒木功能不高， 保持时间不长。
1.减少亲水基团;加热处理； 2.置换亲水基团;醚化（氯乙基化等），酯化（乙酰化等） ； 3.聚合物的接枝：a 加成反应;环氧树脂处理，b．自由基反 应;用乙烯基单体制造木塑复合材； 4.交联反应;y射线照射，甲醛处理
§1-3 物理方法的尺寸稳定处理
一、防水处理 所谓防水处理包括两个方面： 1、抗湿润，抗浸透性能的耐水处理； 2、仅抵抗湿润性能的憎水处理 憎水处理的要点是： 1、混合型憎水剂的处理效果优于单一型 2、憎水处理剂中含石蜡浓度愈大，其防水性愈好 3、憎水处理材用于室外时，其含水率受环境变化的