第一章 木材改性
木材学PPT课件
④有良好的触觉特性、调湿特性、可居住性；
⑤有鲜艳色泽与美丽花纹，装饰效果好; 是可以再生的绿色环保资源。 (2)缺点:①变异性大,而且其制品尺寸不稳定; ②容易腐朽、虫蛀及燃烧; ③常具一些天然缺陷而影响使用。
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四.木材科学研究的发展方向
1.人工林木材性质与加工工艺研究。 2.木材性质与林木良种选育和营林措施关系研究。 3.木材功能性改良和木材高效利用的研究。 4.木材、人类和环境的协调性研究。 5.珍贵和欠知名树种材性的研究。 6.生物技术在林木培育和木材加工的应用研究。
狭义(Timber)—指可用于建筑、结构方面的木质材料,多 少经过加工或制成一定规学:指研究木质化天然材料及其衍生制品的生物学、化 学、物理力学以及为木质材料的加工利用技术提供科学依据的一门科学。 (IAWS1984年会章) (2)狭义木材学:指研究木材的结构、性质、缺陷和性能改良理论等 的一门科学。
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二.我国森林资源与木材利用状况
1.我国森林资源现状： 根据第六次森林资源清查数据 （1999～2004年） 森林覆被率18.21%；为解放初期的8.6％的3倍。 林业用地面积2.67亿hm2，森林面积1.75亿hm2， 占世界森林面积4.5%，排列在世界的第5位。但人均 才0.132 hm2,不足世界平均的25%，居世界134位。 活立木总蓄积136.2亿m3;森林蓄积量124.6亿 m3， 占世界森林蓄积量3.2%，排列在世界的第6位。人均 森林蓄积量9.4 m3，不足世界平均的16.7%，居世界 122位。
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内容提要
本课件重点介绍树木生长与木材生成,木材细胞形成与 胞壁结构,木材宏观构造与识别,针阔叶材显微构造特点与 变异,木材缺陷与木材品质,竹材构造与利用。叙述简练,深 入浅出;图文并茂,直观易懂。适用于林业大中专院校木材 学的多媒体数学,也适用于师生自学参考。
木材的改性
8.5.1.3
压缩木
• 压缩木的应用：
压缩木壁炉燃料
压缩木免熏蒸托盘
8.5.1.4
强化木
• 强化木制品：
采用低熔点合金以熔融状态注入木材细胞壁中，冷却硬化后和木材 共同构成的材料成为强化木
• 强化木制品的一般过程：
• 制备要求：
强化木制备所使用的合金的熔点不能太高
• 一般过程：
将拟处理的试材抽真空，然后注入熔融的合金浸没试材，恢复常 压，再加压，使熔融合金进去注入木材孔隙内，最后恢复常压， 冷却
8.5.1.5
塑化木
• 塑化木制品：
塑化木是通过浸渍的方法，将乙烯基单体浸注到木材中， 通过引发剂引发、热引发或辐射引发，是乙烯基单体固化， 填充木材的孔隙或接枝到木材分子上，得到制品 塑化木是一种同时具备木材和塑料属性的复合材料
• 塑化木的性质：
改善了木材的尺寸稳定性和木材的一部分力学性能。
8.5.1.5
机制也有所不同
4. 甲醛处理：
甲醛实现木材尺寸稳定的机制：在催化剂作用下，甲醛先同木材非 晶区中的一个木材分子上的羟基发生半缩醛化，再与另一个木材分
子上的羟基发生缩醛化反应，最终两个木材分子形成一个亚甲基醚
架桥，同时封闭了亲水性羟基，实现稳定性的改善
木材的改性
• 木材的改性内容：
1. 木材的强化
2. 木材尺寸稳定化
木材的改性
• 木材的改性内容：
1. 木材的强化
2. 木材尺寸稳定化
3. 木材软化处理 4. 木材防腐 5. 阻燃 6. 颜色处理
8.5.1
木材的强化
• 概念：
用物理或化学或两者兼用的方法处理木材，处理 药剂沉积填充于细胞壁内，或使木材组分发生交 联，从而使木材密度增加、强度提高的过程。
木材保护与改性(杨进) -
姓名：杨进班级：木工13-2班学号：20131423木材保护与改性的目的和意义随着科技进步和社会发展，人类对木材的需求量越来越大，应用的范围越来越广，要求的品质也越来越高。
但是，我国森林资源匮乏，加之木材固有属性，使木质材料在产量和应用领域难以满足日益增长的市场需求，木材的保护与改良赋予其新更优越的性能，拓展其使用范围与发展前景。
木材的用途随木材的性质特性而改变。
木材的加工较为容易并且装饰性较强，所以一直作为人类重要的建筑材料，并且木材还广泛应用于家具，室内装修各个方面。
木材雕刻品也在市场上占有举足轻重的地位，也赢得更多收藏家的喜爱。
木材对人类的重要性由此可见。
木材的种类与使用功能很多，作为现代很受欢迎的一种材料，相比于其他的建筑装饰材料，木材有它独具的优越性，但也有很多的缺点。
木材的优点有：易加工、强比重高、持续性可再生、热绝缘与电绝缘性好、能引起亲近感的颜色、花纹与光泽、对紫外线的吸收和对红外线的反射作用；木材的缺点有：具有湿胀干缩性、可燃烧性、易病性和具有天然缺陷。
腐蚀、虫蛀、变色和天然结节在木材中非常常见，所以木材的保护和改性在现代生产生活中就尤为重要。
木材保护方面包括林木资源及其资源的合理和高效利用，木材、人类与环境三者之间的关系，木材性能的改变与提高这三方面。
木材改性是改善或改变木材的物理、力学、化学性质；包括木材漂白与染色、木材防腐、木材防虫、木材阻燃、木材强化，木材尺寸稳定性和耐候性的改变等。
目的是为了提高木材的天然耐腐性、耐虫蛀、耐酸性、耐碱性、阻燃性、力学强度和尺寸稳定性。
并且发展木材保护和改性技术，是推动林产工业科技创新、产业升级、发展循环经济的重大举措。
当前我国木质资源的特点及应用现状有以下几点：一是木材资源量低，短期供应量小；二是发展模式粗放，资源利用率低、附加值低，造成了一些地方林业资源的极大浪费和区域生态系统的破坏；三是国内林产工业无法充分满足国内经济社会发展对优质木材料的实际需求。
木材改性 知识要点整理
木材改性知识要点整理1.1 概述1.2木材的微生物降解1.微生物的繁殖和传播（1）繁殖子实体→孢子→菌丝→菌丝体→子实体（2）传播：空气传播土壤传播昆虫传播带菌木材传播2.微生物生长繁殖的条件（1）营养物质：①木腐菌：木材细胞壁物质→单糖（注意：并非所有树种的木材都适合于作为养料原因是…）②霉菌和变色菌：边材含的低聚糖、淀粉。
（2）水分：①木材含水率﹤20%→干燥木材或者木材含水率﹥100%→水存木材，均可抑制微生物的降解。
②最适宜的含水率范围：35%—60%。
小结：湿千年，干万年，不湿不干一、二年。
（3）温度：真菌只在一定温度范围内生长，并有其最适生长温度、最高和最低生长温度；最适生长温度：25～40℃；温度﹥45℃或﹤10℃，真菌的生长受到抑制；温度﹥50℃热处理合适的时间，均可杀灭菌源。
（4）空气：大多数真菌是好氧菌，需要空气才能生长。
真菌生长发育的最低空气量：为木材体积的5%。
因此，致密的木材内如果含水率很高，木材内就缺乏空气，真菌的生长受抑制。
（5）酸度：木腐菌一般喜弱酸性介质（pH=4.5~5.4）。
3.木材的腐朽木材因木腐菌的侵入、分解，逐渐改变材质的颜色和结构，细胞壁受到破坏，使木材的密度、硬度、强度等物理、力学性质降低，最后变得松软易碎，呈筛孔状、海绵状、裂块状或粉末状等形态。
（1）白腐①特点：由白腐菌破坏木质素，同时也破坏纤维素和半纤维素，使受害材退色或呈白色纤维状的腐朽形态。
发生白腐时往往在材面上出现黑色或褐色细线。
木材仍保留原来尺寸和形状，材质变软。
②白腐材类型：筛孔状、层状、大理石状、海绵状腐朽。
③破坏方式：菌丝先从阻力最小的通道——细胞腔进入，而后按细胞壁S3层——S2层——S1层——P（胞间层）顺序进行破坏。
④破坏后分析，木素↓→碎片；纤维素、半纤维素↓→单糖；木材的韧性↓，其它强度下降少。
可以利用其进行生物制浆。
（2）褐腐①特点：1、引起木材褐腐的真菌为褐腐菌，由褐腐菌破坏纤维素和半纤维素，使受害材呈红褐色或棕褐色裂块状的腐朽形态2、褐腐木材的强度特别是抗冲击强度明显下降，材质发脆。
木材保护与改性2. Wood durability and Protection
The characteristics of Freshly felled logs and recently sawn lumber wood easy to be infected Do not deteriorate the cell walls of wood; Discolor wood surface and therefore, lower the aesthetic value Infection on wood Always cause severe human respiratory reactions if not ventilated. Often decrease wood toughness and increase permeability
Stain and mould fungi do not usually deteriorate the cell wall of wood but grow either on the surface or within the cell lumen Items Nutrition Mould fungi Sugars and starch within the lumen Stain fungi
(1) Physiological requirements for the growth of fungi
Condition Perfect
nutrition Cellulose,lignin, hemicellulose, starch ,sugar
water 30%
temperature oxygen pH value 20-32℃ ℃ little 4-6
Types of wood preservatives
木材改性综述
木材改性的发展历史及现状摘要：本文对国内外木材工业现状存在的问题以及入世后木材工业要面临的形势等进行了分析。
同时也对木材改性的背景、方法及意义进行了阐述，重点介绍了热改性、乙酰化、糠基化改性以及压密化和热处理组合改性的基本原理和工艺及其对木材改性的影响；分析了这些改性方法的应用现状及工业化应用前景，并提出提高木材利用率，更新产品结构，发展生产技术，技术与环境相协调等发展方向及其今后需要着重研究的关键问题。
关键词：木材改性技术现状发展方向The development history and Present situation of WoodModificationAbstract:In this paper, the present situation of domestic and international woodindustry and wood industry after wto accession to the situation facing the etc are analyzed.Also wood modification on the background, methods and significance are expounded, mainly introduces the thermal modification, acetylation, furfuryl modification and pressure and heat treatment and the basic principle of combination of modified process and its impact on the modification of wood; Analyzes the present situation of the application of the modification methods and application prospect of industrialization,And put forward for improving the utilization ratio of timber, update the product structure, the development of production technology, technology in harmony with the environment, such as the development direction and the need tofocus on the key issues in the future.Key words：wood modification technology Present situation Development direction1 引言我国是世界上木材及木制品的主要消费大国,但又是人均占有木材资源最少的国家之一。
木材的化学改性中的乙酰化处理
3)产品净化 乙酰化反应完成后，需回收反应罐中残留的乙酸酐及副产品乙酸。可通过对罐体抽真空，同时加热至120~ 130°C;也可用清水漂洗，将酸酐转变为酸后，排除酸液，随后再干燥木材。
2、乙酰化处理对木材性质的影响
1)尺寸稳定性 乙酰化木材中的羟基数量减少，故木材的平衡含水率和纤维饱和点皆降低，尺寸稳定性改善。
目前乙酰化木材在细木工制品、外墙板、甲板(盖板)、民用建筑构件，及重载木结构桥梁(跨度达40 m)等领域均工艺较复杂，生产成本高，较难大量推广和应用。
除乙酸酐外，马来酸酐、琥珀酸酐、羧酸、异氰酸、环氧化物、烷基卤化物、醛类类等均可用于木材的化学改性，但相关研究有待深入，实用价值有限。
1)干燥和预处理 木材细胞壁中的水分，有利于反应介质对木材的渗透;但含水率过高，会导致反应介质的损失。工业生产中，常将木材干燥至含水率3%~7%，同时用汽蒸预处理，以改善木材的渗透性。
2)乙酰化 在反应罐中添加一定量的乙酸酐漫泡木材，然后加热至100~140 °C。浸泡和反应时间愈长，木材增重率愈大，性能改善越显著。
4)耐气候性 乙酰化可改善木材在室外的颜色稳定性，减少木材的光照发黄;但乙酰化的光保护效果，随改性材暴露时间延长而下降。
3、乙酰化木材的应用
荷兰Titan Wood公司于2003年实现乙酰化木材工业化生产，产量3万m3 la，并计划在亚洲|建立年产30万m3的乙酰化木材生产线。我国科研机构、高校对木材乙酰化均有研究，但尚未工业化生产。
2)生物耐久性 乙酰化木材的生物耐久性显著提高，且随乙酰化木材增重率的增加，其耐腐性进一步提高。其原因是乙酰化木材的含水率很低，且细胞壁的微孔被堵塞，因此不易受腐朽真菌侵袭。
3)力学性能 与对照材相比，乙酰化木材的MOR和MOE增减幅度在8%以内时，乙酰化处理对木材力学强度无显著影响。
木材改性的基础与理论模式
优 质 材在 世 界 范 围 内出现 了严 重 缺 将 日本 在 术 材 改 性 方 面 的 研 究 为 主 理材的体积嘭胀 （ 收缩） 系数 。 （ 德、法等少数 国家除外） ，世界各国 兼 顾 世界 其 他 国家 的 研究 情 况 介绍
残废材 的开发 和利用。术 材科 学改性 评 指 正 。
业 化 ，并 展 示 了 良 好 的 应 用 前 景 。 随 性 木 材 的 性 能 进 行 研 究 ，发 现 高 聚 物 （ ＲＷＡ） 、抗吸湿率 （ Ｅ 、抗蠕变 ＭＥ ） 着 纳 米技 术 、 生物 技 术 等 的 飞跃 发展 ， 在木材细胞壁中较在细胞腔 中对 尺寸 率 （ Ｅ ＡＣ ）等 ，另外 ，还可以用类似
木 材 是 ・ 优 良的天 然 材料 ， 有 术 材 改性 技 术 也必 将得 到 进 一 步 发展 。 稳定性的贡献要高得多。 种 具
其他材料无法 比拟的特性： 比强度高 ，
总 体 上 ，现 在 日本 在出 了下 面 的 式 子
加 工 容 易 ， 电绝 缘 性 ． 隔热 性 、 隔 音 面的研究与应用方 面处于世界领先水 来 衡 量 各 种 处 理 对 木 材 尺 寸稳 定 性 的 性 好 ，视 觉 特 性 、蚀 觉 特 性 、听 觉特 平 ， 虽 然 日本 的 学 者 也 承 认 Ｒ ． ． 贡献 ，或者说来评价 改性术材的尺寸 Ｍ 性 、嗅 觉 特 性 及 环境 调 节 特 性 好 ， 价 Ｒｏ ｅ １ 该 领 域 的 领 袖 （ ． ． 稳 定 性 ｗ １ 是 Ｒ Ｍ 格 便 宜 等 ，自古 为 人 类 所 使 用 。 过 ， Ｒ ｗｅｌ 不 ｏ ｌ 也有很 多研究是和 日本学者台 木 材 也 存 在 着 易燃 易 腐朽 、 尺 寸稳 作完成的 。 。日本在术材的塑化 ． 。 ） 液
木材改性的常用方法
就算在科技发达的今天，木材这一古老而富有生命力的材料不仅没有退出历史舞台，相反因其“绿色”“环保”的特性而变得更加不可或缺，特别是人们喜爱的家具材料，木材一直扮演着几乎不可替代的角色。
木材改性是指用物理、化学方法对锯材或木零件进行改性处理亦能达到控制变形的目的。
由于改性处理需增加生产成本，故当产品有特别要求时才采用。
一、物理方法。
有覆盖处理、细胞内腔充填和细胞壁充胀等。
采用石蜡油、蜂蜡、亚麻仁油、桐油和桂树脂类进行借水或耐水处理，可使木材具有较好的抗水浸润和抗渗透效果；用热固性PF树脂处理，除对木材具有充胀效果外，在高温下树脂的羟甲基酚与木材的羟甲基形成氢键或化学键，不仅能稳定尺寸，还能提高锯材的强度和耐腐、耐磨性能。
二、化学方法。
有亲水基的减少（热处理）、亲水基的置换（脂化、醚化反应）、聚合物接枝（环氧树脂、木塑复合处理）、交联处理门辐射、甲醛处理）等。
加温160～180C对锯材进行热处理，使木素流动，使半纤维素发生化学变化，并使纤维素分子链内羟基相互结合构成氢键，增加锯材的稳定性，但其强度受一定影响。
用乙酸酐、硫代乙酸和酰氯等药剂处理锯材，用其中疏水性乙酸基置换木材中亲水羟基，由此形成充胀效应而使锯材的尺寸稳定。
三、复合重组法。
采用浸渍、浸注和复合的方法，使锯材同其他材料复合，不仅能提高尺寸稳定性，还能增加其强度。
如用合成树脂浸渍锯材而生成的浸渍木；采用低熔点金属或合金及金属盐（如铅、锡、铬及其合金和硫酸亚铁）浸注干燥锯材，冷却后形成金属木；以乙稀类单体浸注锯材聚合成的塑合木。
此外，采用交叉层压法（或称重组法）进行机械抑制的胶合木和胶合板等。
江西美隆木材保护有限公司是一家专业从事木材保护（木材阻燃设备、木材防腐设备、防腐、阻燃、防火、炭化、建材蒸压釜）设备机组、各类木材防腐、阻燃剂的生产和销售的专业性公司，是木材防腐厂以及防火门厂的必备设备。
木材的化学改性和处理剂应用
木材的化学改性和处理剂应用1. 背景木材作为一种可再生的自然资源，具有天然、环保、可加工性强等优点，广泛应用于建筑、家具、装饰、造纸等行业然而，木材在实际应用中存在一些问题，如易受潮、变形、开裂、虫蛀等为了提高木材的性能，延长其使用寿命，减少环境污染，人们对木材进行了化学改性和处理本文主要介绍了木材的化学改性和处理剂应用2. 木材的化学改性木材的化学改性是指通过一定的化学方法改变木材的结构和性能，从而提高木材的实用性木材的化学改性主要包括以下几个方面：2.1 木材的干燥木材的干燥是指通过去除木材中的水分，降低木材的含水率，从而使木材的尺寸稳定，减少变形和开裂木材干燥的方法有自然干燥、人工干燥和真空干燥等其中，人工干燥又分为热风干燥、真空干燥和红外干燥等干燥过程中，应注意控制干燥速率、温度和湿度，以防止木材的过度干燥和损伤2.2 木材的防腐剂处理木材在生长过程中，容易受到虫蛀、腐朽等生物危害为了防止木材受害，延长其使用寿命，可用防腐剂对木材进行处理常用的木材防腐剂有铜铬砷、硼化合物、甲酸铜、硫酸铜等处理过程中，应根据木材的种类、规格和用途选择合适的防腐剂，并按照规定的浓度和处理方法进行操作2.3 木材的防水剂处理木材在潮湿环境中容易吸水，导致变形、开裂等问题为了提高木材的防水性能，可用防水剂对其进行处理常用的木材防水剂有沥青、有机硅、聚氨酯等处理过程中，应确保防水剂渗透到木材内部，形成稳定的防水层2.4 木材的阻燃处理木材易燃，为了提高木材的阻燃性能，可用阻燃剂对其进行处理常用的木材阻燃剂有磷酸盐、硼化合物、氢氧化铝等处理过程中，应控制阻燃剂的浓度和处理温度，以保证阻燃效果3. 木材的处理剂应用木材的处理剂是指用于改善木材性能、提高木材实用价值的各种化学制剂木材的处理剂应用主要包括以下几个方面：3.1 木材的染色木材染色是指将染料均匀地渗透到木材内部，使木材呈现出不同的颜色和光泽木材染色的目的是为了美观、掩饰木材缺陷、提高木材价值常用的木材染料有酸性染料、碱性染料、直接染料等染色过程中，应注意染料的选择、浓度和处理方法3.2 木材的涂饰木材涂饰是指在木材表面涂覆一层涂料，以保护木材、提高木材美观度和实用价值木材涂饰的方法有涂刷、喷涂、辊涂等常用的木材涂料有油性涂料、水性涂料、紫外光固化涂料等涂饰过程中，应选择合适的涂料和施工工艺，确保涂料均匀、完整地覆盖在木材表面3.3 木材的胶合木材胶合是指将不同木材或木材与其他材料用胶黏剂黏合在一起，制成具有特定性能的产品木材胶合的目的在于提高木材的利用率、降低成本、改善木材性能常用的木材胶黏剂有脲醛树脂、聚醋酸乙烯酯、环氧树脂等胶合过程中，应注意胶黏剂的选择、配比和施胶工艺4. 结语木材的化学改性和处理剂应用有助于提高木材的性能、延长其使用寿命、减少环境污染通过对木材进行干燥、防腐、防水、阻燃等处理，可以解决木材在实际应用中存在的问题同时，木材的染色、涂饰、胶合等处理剂应用，可以进一步提高木材的美观度和实用价值在今后的发展中，应继续研究和开发新型木材改性和处理技术，为木材产业的可持续发展贡献力量木材的化学改性和处理剂应用的最新进展1. 背景木材作为一种可持续发展的自然资源，在建筑、家具、装饰和造纸等行业中有着广泛的应用然而，木材在使用过程中存在一些问题，如易受潮、变形、开裂和虫蛀等为了提高木材的性能，延长其使用寿命并减少环境污染，研究人员不断探索木材的化学改性和处理剂应用的新技术本文将介绍木材化学改性和处理剂应用的最新进展2. 木材的化学改性新技术2.1 木材的微波干燥微波干燥是一种利用微波能量加热木材的新技术与传统的热风干燥相比，微波干燥具有加热速度快、节能、干燥效果好等优点通过控制微波功率和干燥时间，可以实现木材的均匀干燥，减少木材的变形和开裂2.2 木材的生物防腐处理生物防腐处理是利用天然或合成的生物活性物质对木材进行防腐处理这种方法既环保又有效例如，利用提取自植物的生物活性物质，如酚类化合物，可以抑制木材中的病原菌生长，从而延长木材的使用寿命2.3 木材的纳米防水处理纳米技术在木材处理中的应用正在成为一个新的研究热点纳米防水剂可以渗透到木材的微小孔隙中，形成一层纳米级别的防水膜这种防水处理不仅能够有效阻止水分渗透，还能够提高木材的抗变形和抗开裂性能3. 木材的处理剂应用新进展3.1 木材的生态染色生态染色是一种环保型的木材染色方法，它使用天然植物染料或有机合成染料，这些染料不仅色彩自然，而且对环境和人体健康无害通过生态染色，木材可以呈现出丰富的颜色和光泽，同时也能掩饰木材的天然缺陷，提高木材的美观度3.2 木材的高性能涂饰高性能涂饰技术是利用高性能涂料对木材进行表面处理的一种方法这些涂料具有高耐磨性、高耐水性和高附着力，能够有效保护木材表面，延长木材的使用寿命同时，高性能涂饰技术也能够提高木材的装饰效果，使木材表面更加光滑和美观3.3 木材的生物胶合技术生物胶合技术是利用生物质材料制备的胶黏剂对木材进行胶合的一种方法这种胶黏剂不仅具有优异的黏合性能，而且来源广泛，可再生，对环境友好通过生物胶合技术，可以将不同种类的木材或木材与其他材料黏合在一起，制成具有特定性能的产品，如复合木材、木塑制品等4. 结语木材的化学改性和处理剂应用的最新进展，为木材产业的发展提供了新的技术支持微波干燥、生物防腐处理、纳米防水处理等新技术，不仅能够提高木材的性能，延长其使用寿命，还能够减少环境污染生态染色、高性能涂饰、生物胶合技术等新应用，也为木材的加工和利用提供了更多的可能性随着科技的不断进步，未来木材的化学改性和处理剂应用将更加环保、高效和创新应用场合木材的化学改性应用场合1.微波干燥：适用于快速均匀干燥木材，特别适合用于大规模生产中的木材预处理，以减少生产时间和成本2.生物防腐处理：适用于户外建筑材料、家具、地板等长期暴露在潮湿环境中的木材产品，有效防止真菌和昆虫的侵害3.纳米防水处理：适用于需要高度耐水性的木材产品，如船舶建造、户外装饰材料等，可以显著提高木材的耐久性木材的处理剂应用场合1.生态染色：适用于室内家具、装饰品等，为木材提供自然美观的色彩，同时保持了木材的自然纹理2.高性能涂饰：适用于高档家具、建筑室内外装饰等，提供耐磨、耐水、耐化学品的高性能保护层3.生物胶合技术：适用于制造复合木材、木塑制品等，通过黏合不同木材或木材与其他材料，制成具有特定性能的产品注意事项木材的化学改性注意事项1.安全性：在进行化学改性处理时，操作人员应穿戴适当的个人防护装备，如防护服、手套和护目镜，确保安全2.处理条件：不同的木材改性技术对处理条件有不同的要求，如温度、压力和时间等，需要根据具体技术要求进行调整3.木材选择：不同种类的木材对改性处理的响应不同，应根据木材的种类和特性选择合适的处理方法木材的处理剂应用注意事项1.染料选择：生态染色的染料应选择环保、无毒的类型，确保染色过程和最终产品的安全性2.涂饰层质量：高性能涂饰要求涂层均匀、无气泡，施工过程中要注意控制涂饰速度和干燥条件，以确保涂层质量3.黏合强度：在应用生物胶合技术时，要确保黏合强度满足最终产品的使用要求，这可能需要对胶黏剂的配比和施胶工艺进行优化4.环境因素：在户外或极端气候条件下使用的木材产品，需要特别注意处理剂的选择和应用，以确保产品的耐久性和稳定性综合注意事项1.环境影响：在选择化学改性和处理剂时，应考虑其对环境的影响，优先选择环保、可持续的产品和技术2.成本效益：在实施木材改性和处理技术时，要综合考虑成本和效益，确保技术的经济可行性3.测试与认证：对于最终产品，应进行适当的测试和认证，以确保其符合安全和性能标准4.持续研究：木材行业应持续关注新技术的发展，不断探索更高效、更环保的木材改性和处理方法通过遵循这些应用场合和注意事项，可以确保木材的化学改性和处理剂应用既安全又高效，同时最大限度地发挥木材的性能和可持续性。
木材的热处理与改性技术
木材的热处理与改性技术木材作为一种常见的建筑材料，其性能和特性在很大程度上决定了其在工程中的应用范围。
为了提高木材的耐久性、抗腐蚀性和防火性能，热处理和改性技术被广泛应用于木材的处理过程中。
本文将探讨木材的热处理与改性技术的原理、方法和应用。
一、热处理技术热处理是通过加热木材，在没有氧气的条件下改变木材的结构和性能。
热处理的主要原理是通过控制温度和处理时间，降解和改变木材中的一些化学成分，从而达到改善木材性能的目的。
1. 干热处理干热处理是将木材暴露在高温环境下，通常在大气压力下进行。
该处理方法主要通过降解木材中的纤维素和半纤维素来减少其吸水性能，从而提高木材的稳定性和抗腐蚀性。
2. 湿热处理湿热处理是将木材暴露在高温和高湿度环境下进行处理。
在湿热处理中，木材中的一些纤维素和半纤维素会部分分解，同时木材中会浸泡足够多的水分，使其得到充分饱和。
这样可以提高木材的稳定性和耐腐蚀性。
二、改性技术改性技术是通过引入化学物质或添加剂来改变木材的组成和性能。
改性技术可以改善木材的抗腐蚀性能、防水性能、抗紫外线性能等，从而提高其使用寿命和性能稳定性。
1. 防腐剂处理防腐剂处理是一种常见的木材改性技术，通过将防腐剂渗透到木材组织中，使其具有抗真菌和防虫的能力。
防腐剂的类型包括有机防腐剂和金属盐类防腐剂，可以根据具体需求选择不同的防腐剂进行处理。
2. 防水处理防水处理是为了提高木材的耐水性能，防止其受潮和腐烂。
常见的防水处理方法包括涂层处理、浸渍处理和纳米改性处理等。
3. 碳化处理碳化处理是通过在高温下将木材暴露在无氧或低氧气体环境中，使木材中的纤维素和半纤维素部分燃烧和碳化。
碳化处理可以提高木材的抗热稳定性、防腐性和机械强度。
三、应用与前景木材的热处理和改性技术在多个领域得到广泛应用。
在建筑领域，经过热处理或改性处理的木材可以用于地板、墙板、门窗等，以提高其防火性和抗腐蚀性。
在户外环境中，经过防腐和防水处理的木材可以用于花架、庭院家具等，以提高其耐久性和稳定性。
第一章 木材改性
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；B8 环氧乙烷加成处理为A-4；B-7
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）乙酰剂 ①、醋酸酐。为无色液体，有强醋酸味，熔点-73℃， 沸点139 ℃，与木材发生化学反应，生成的疏水 性酯基转换了亲水性的羟基，反应生成的醋酸存 在于木材中会使木质受损，并会腐蚀金属，且乙 酰基利用率仅为50%，如用吡啶催化，则吡啶的分 享和回收十分困难。 ②、硫化醋酸 ③、乙酰氯。为空气中发烟的无色溶体，具窒息性 刺鼻气味，熔点-112 ℃，沸点51-52 ℃。
模型解析 A、尺寸稳定化处理细胞横断面
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聚乙二醇（PEG）
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木材的化学处理和改性剂研究
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原理：吸收或反射紫外线，减少 木材表面的紫外线辐射
优点：环保、无毒、持久性强
04
木材化学处理和改性剂的应用场景
室外建筑
木材化学处理 和改性剂可以 用于室外建筑 的结构材料， 如木屋、木桥、
木栈道等。
木材化学处理 和改性剂可以 提高木材的耐 久性和抗腐蚀 性，使其在室 外环境中更加
防水剂
防水剂的种类：有机硅防水 剂、氟碳防水剂、丙烯酸防 水剂等
防水剂的作用：防止木材受 潮、腐烂、变形等
防水剂的应用：广泛应用于 建筑、家具、地板等领域
防水剂的发展趋势：环保、 高效、持久、耐候性强
防紫外剂
作用：防止木材受到紫外线辐射， 保护木材颜色和强度
应用：户外家具、地板、门窗等
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碱处理
原理：利用碱性物质与木材中的 酸性物质反应，改变木材的性质
方法：浸泡、喷涂、蒸煮等
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目的：提高木材的耐腐蚀性、耐 候性、耐磨性等
效果：改善木材的物理、化学和 生物性能，延长使用寿命
氧化处理
氧化处理原理： 利用氧化剂对木 材进行化学处理， 改变木材的化学 结构，提高木材 的耐久性和稳定 性。
氧化处理方法： 包括酸处理、碱 处理、盐处理等。
氧化处理效果： 可以提高木材的 硬度、耐磨性、 耐腐蚀性等性能。
氧化处理应用： 广泛应用于家具、 地板、门窗等木 制品的加工和生 产中。
还原处理
原理：通过还原 剂将木材中的非 还原性物质转化 为还原性物质
目的：提高木材 的稳定性和耐久 性
方法：使用亚硫 酸钠、硫代硫酸 钠等还原剂进行 处理
木材的保护与改性试题答案
木材的保护与改性试题答案木材作为一种天然可再生资源，广泛应用于建筑、家具、造纸等行业。
然而，木材在使用过程中容易受到生物和非生物因素的侵害，导致其性能下降，使用寿命缩短。
为了提高木材的使用寿命和使用性能，对其进行保护与改性处理显得尤为重要。
本文将探讨木材的保护方法和改性技术，以及这些方法和技术在实际应用中的效果。
首先，木材的生物保护主要包括防腐处理和防虫处理。
防腐处理是通过化学药剂或物理方法，消除或抑制木材中微生物的生长，从而防止木材的腐朽。
常用的化学防腐剂有铜铬砷（CCA）和胺类防腐剂等。
这些防腐剂能够渗透到木材内部，形成保护层，有效抵抗真菌和细菌的侵蚀。
物理方法如热处理和辐射处理，也能改变木材的内部结构，降低微生物的生存条件，从而达到防腐的目的。
防虫处理则是针对木材害虫的防治。
木材中的纤维素和木质素是害虫的主要食物来源，通过化学药剂处理或采用生物防治方法，可以有效减少害虫对木材的损害。
例如，可以使用含有氯氰菊酯等成分的杀虫剂进行处理，或是利用天敌昆虫进行生物防治。
除了生物保护，木材的非生物保护也非常重要。
这包括防火处理、防紫外线处理和防潮处理等。
防火处理通常是通过涂覆阻燃剂来实现，这些阻燃剂能够在木材表面形成一层保护膜，减缓火势的蔓延。
防紫外线处理则是通过添加紫外线吸收剂或反射剂，减少木材表面因紫外线照射而引起的老化和变色。
防潮处理则可以通过涂覆防水剂或增加木材的密度来实现，从而降低木材吸湿性和膨胀率。
木材的改性技术则是指通过物理或化学方法，改变木材的内部结构和性质，以提高其性能。
物理改性如热处理，可以提高木材的尺寸稳定性和耐候性。
化学改性则包括乙酰化、羟甲基化等，这些方法通过引入新的官能团，改变木材的化学性质，从而提高其耐腐性、耐燃性和机械强度。
在实际应用中，木材的保护与改性处理需要根据具体用途和环境条件来选择。
例如，户外使用的木材需要进行防腐、防虫和防潮处理，而室内使用的木材则更注重防紫外线和防火处理。
包装木材的改性技术
维普资讯
毒 的． 并不会影响被包装产 品的质量 与性
注 的。 根据不同类塑料对于不同气体 的渗 透性试验说明． 在食品消毒辐照剂量的合 理范围内 ． 气体渗透性和材料阻隔性没有
纤维板等多种木质材料：
加入 各种 防 腐剂 、阻 燃剂 等得 到特 种 性能 木质 材料 。 这几 种直 接处 理 的技 术使得 木 材包 装
木材作为出１商品的包装能符合各国的要 ３ 求，我们可以将有限的天然木材通过高技
术处 理使 之性 能 更佳 ，强 度更 高 。这就 是
材料的某些缺陷得到改善 ，如果想让木材
木材的化学结构。 主要有酯化、 缩醛化、 醚
化等 处理 方法 。 下转 第 ３ 页 ） （ ０
Ｉ 鳓一 ＿
２ ．受辐 照后的包装材料是否会 改变
气 体 渗 透 性和 物 质 迁移 性 是 人 们很 关 也
瓣
说 明． 根据原欧洲经济共同体有关条例 的
规 定 要 求 试 验研 究 中总体 物 质 迁 移量 都
特别是大直径的木材。我国也公布了限制
木材 砍伐 的规定 ，木材 作 为包装 材料 的使 用范 围和用 量将 逐渐 减 少 ，但 是 很 多产 品 的包 装或某 些种类 的包装又 必须使 用木材 。 为保 护 资源 与环 境 ，节 约木材 资 源 ，并使
加 工成 各种 形状 后再 组合 加工 制成 交 叉迭 层 木、三 合 板 （ 多层 复合 板 ） 或 、硬 质
１ ．木 材一 一 塑料树 脂 复合 改性 处
理
化学修饰改性处理是让木材细胞壁中
的各组 成部 分 的羟 基 与试 剂反 应 ，以改 变
变形 ） 、风折木（ 纤维变形） 木材本身与 等。 其他合成材料相比有许多不足之处 ，例如
木材改性处理方法
改善或改变木材的物理、力学、化学性质和构造特征的物理或(和)化学加工处理方法。
其目的是提高木材的天然耐腐(蛀)性、耐酸性、耐碱性、阻燃性、力学强度和尺寸稳定性。
经过改性处理的木材称改性木或改良木。
木材改性处理技术不仅能使成本降低，生产时间缩短，同时还加深了处理的深度。
木材改性处理木材的种类主要包括针叶树的松科，如白松、落叶松等和阔叶树的杨木、泡桐等树种的木材，木材在改性处理时可同步完成如下变化：【脱脂】主要指高含脂的松木，松木的高含脂和表面的外露油囊使松木的使用范围受到了极大的限制，特别是落叶松，数量众多的油囊使这种木材的加工利用十分困难，目前国内外均没有效果良好的解决办法，多数是采用将油囊部分的木材挖去，然后在挖去的地方补上一块小木块的办法，通常称之为“挖补”，挖补工艺费工费事，木材缺陷明显，而采用改性处理工艺时，表面油囊中的松脂会全部溶出，只留一狭小缝隙，修补非常容易。
【增硬】采用该技术对木材进行脱脂和改性的过程中不仅不会损伤木材的物理性能，同时能明显地增加木材的表面硬度，这是该工艺与其他类似技术明显不同的地方，脱脂必损伤木材的传统观念在该工艺中被彻底的改变了。
【阻燃】该工艺处理后的木材具有明显的阻燃性能，当接触火焰时可有效地抑制阳燃和阴燃，由于其处理配方的合理性，接触火焰时所产生的烟雾是无毒的，而通常的阻火板多数含有胺类阻火剂，在高温下会产生含有剧毒的气体。
【防潮防霉和防变形】由于采用该技术处理后的木材会在四周形成增硬外层，层内的纤维被外加剂包裹，各方向受力均匀，不仅可以有效地防止因潮湿而引起的霉变，也可防止由潮湿而引起的变形，这对于较大规格的木材来说是非常有用的。
【实木地板】采用该技术处理落叶松和白松，其产品可用于实木地板，（白松需加压增密）可使生产企业获得一种成本低且性能良好的产品，其价位可与强化地板持平，非常适合我国的消费水平。
【实木家具】处理后的各树种木材均可用于实木家具的生产，由于这类木材的原料规格大，处理后不易变形，因此可避免使用指接板，其材料成本仅为硬杂木的二分之一至三分之一左右。
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§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
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
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
氧乙烷加成处理
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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-
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
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：
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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′′′′′′
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甲醛、马来酸、热处 理、环氧乙烷加成处
理
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′′′′′′
5
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
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′′′′′′
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
_ ●_ ●_
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，%
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。
§1-1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
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
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a
e
1
2
3
甲醛、热处理
甲醛
_●_●_●_
○
_●_●︱_●_
_●_● ○_
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
● _○○_ _○○_
_○ ●G）、环
聚乙二醇（PEG）、无机物 复合处理
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