水热及高温处理工艺对杨木表面润湿性能的影响

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第 2期

捷 等: 水 热 及 高 温 处 理 工 艺 对 杨 木 表 面 润 湿 性 能 的影 响
2 5 7
松、 落叶松 、 扭 叶松 等 木 材经 过 进 行 高 温 热 处 理 ( 处
理温度 2 3 0 o C、 处理 时 间 3 h ) , 试 验 结果 显 示 随着 热
的研究 利用 2种 或 2种 以上 的现代 分析 仪器 进一 步 探讨 热 处理对 木 材 化学 成 分 变 化 过 程 , 并 进 行 定 量 分 析 。 以上研 究 显示 , 水 热 及 高温 改 性 工 艺 对 杨 木 润湿 性 能研究 尚不 多见 , 其 变化 机 理 研 究 亦 不 够充 分 。通过 水热 及 高温处 理改 善其 润湿 性能 将有 助 于 提升 其胶 合性 能 和力 学 强 度 , 如 应 用 到 速 生材 加 工
西 北 林 学 院 学报 2 0 1 7 , 3 2 ( 2 ) :2 5 6 ~2 5 9
J o u r n a 1 o f No r t h we s t F o r e s t r y Un i v e r s i t y
水 热及 高 温 处 理 工 艺对 杨 木 表 面 润 湿 性 能 的影 响
实 能减少 木材 的吸 湿性 , 并 增 强 其 尺寸 稳 定 性 。 国 内学者始 于 2 0世 纪 8 0年 代 。 陈康 乐l _ 4 等认为, 随
着 热处 理温 度 的升 高 ( 1 8 0  ̄2 2 0 ℃) 和处理 时 间的延 长( 2 . 5 ~4 h ) , 毛 白杨、 云 杉 和 樟 子 松 的 MOR、 MOE和顺 纹 抗 压 强 度 均 降 低 。刘 星 雨[ 5 将 樟 子
领域 将 具有重 要 的意义 。
1 材 料 与 方 法
1 . 1 试 验 材 料
杨木 素 材按 照 F T I R对 测 试 样 的要 求 进 行 制 样 , 并
利用 F TI R进 行 分析 。
杨木 单板 ( 杨树 P o p u l u s L . ) , 产 地 江 苏省 宿 迁
市, 干燥 后含 水率 为 1 2 % ~1 4 , 密 度为 0 . 4 g /
cm 。

2 结 果 与分 析
2 . 1 水 热 处 理 工 艺 对 表 面 润 湿 性 能 的 影 响
试件 规格 3 0 mm×2 0 mm×1 . 5 am( r 纵 向×
由图 1 可 以看 出 , 水 热 改性 杨木试 件 的 工艺 中 ,
朱 捷 , 张 洋 , 贾 种
( 南 京 林 业 大 学 材 料科 学 与 工 程 学 院 , 江苏 南京 2 1 0 0 3 7 )
摘 要 : 探 究杨 木经 水热及 高温处理前 后 , 其表 面 润湿性 能的 变化 规律 。研 究表 明 , 在 水热 处理 改
性 的过程 中, 随着水 热 处理 时间的增加 ( 处 理 温度 为 1 O O ℃, 处 理 时 间分 别 为 2 、 6 、 1 0 h和 1 4 h ) , 杨
t i v e l y), t he s u r f a c e we t t a b i l i t y i nc r e a s e d wi t h t i m e, i nd i c a t i n g t h a t t he va r i a t i on c o ul d be c o nt r o l l e d by p r o — c e s s i ng t i me .W i t h hi g h t e mp e r a t u r e t r e a t me nt ( 1 6 0, 1 9 0, a nd 2 1 0℃ , a n d 1, 2, a n d 3 h, r e s pe c t i ve l y), t he t i m be r we t t a b i l i t y de c r e a s e d s i g ni f i c a nt l y wi t h t i me u nde r t h e s a me t e mp e r a t u r e . Thr e e v a r i a t i o n c ur v e s o f we t t a b i l i t y un d e r d i f f e r e nt t e mp e r a t u r e s d i d no t me e t , t he y we r e d i s t r i bu t e d i n t h r e e d i f f e r e nt r e g i o ns . Fur —
中图分 类号 : ¥ 7 8 1 . 6 1
文献 标 志码 : A
文章 编号 : 1 0 0 1 — 7 4 6 1 ( 2 0 1 7 ) 0 2 — 0 2 5 6 — 0 4
Ef f e c t s o f The r ma l o r Hy d r o t he r ma l Tr e a t me n t o n t h e We t t a bi l i t y o f
Fa s t — gr o wi ng Po pl a r Ti mbe r
ZHU J i e, ZHANG Ya n g , J I A Cho ng
( C o l l e g e o fMa t e r i a l s S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g, Na n j i n gF o r s t r y Un i v e r s i t y, Na n j i n g, J i a n g s u 2 1 0 0 3 7 , C h i n a )
杨 树是 人造板 行 业 内应 用最 多 的树 种 之 一 , 其
生 长速 度快 , 材质 疏松 , 空 隙度大 , 密度 低 , 这 些 特 点
长 而降低 , 也就是 说 木 材 表 面 自由能伴 随着 表 面 老 化 同时发 生 。A. He r c z e g ¨ 2 研 究 计算 出花旗 松 早 晚 材 的表 面 自由能 。S . J a ms a 等用 了 5 a时间 对 油 漆 过 的热 处理 木材 、 未 油 漆过 的热 处 理木 材 以及 素 材 进行户 外监 控调 研 , 研 究结 果 表 明热处 理 工 艺 确
杨木 试件 改性 后 其表 面对 胶黏 剂 的润湿 性情 况 。木 材常 用 的胶黏 剂是 脲 醛 树 脂 胶 黏 剂 , 脲 醛 树 脂 的主
链 为含 有 碳氮 相 间的 杂链 结 构 , 其 主链有 极性 , 分 子
处理温 度 的升高 和 处 理 时 间 的延 长 , 木 材 的尺 寸 稳 定 性逐 渐提 高 。 江京 辉 、 吕建 雄 基 于 现 阶段 高 温
t he r mo r e, t he we t t a b i l i t y de c r e a s e d wi t h t e mp e r a t u r e . Ke y wo r ds : po p l a r t i mb e r ;h yd r ot he r ma l t r e a t me nt ;h i gh t e m pe r a t ur e t r e a t me n t ;we t t a b i l i t y
面 张力 的方 法 , 同 时深 入 探讨 了不 同液 体 润湿 自由 能 和胶合 功 的方法 , 在 其 用 水测 定 木 材 表 面湿 润性
的试 验 中得 出木材 表面 润湿性 能 随着老 化时 间的延
收 稿 日期 : 2 0 1 6 - 0 7 — 2 3 修 回 日期 : 2 0 1 6 - 1 0 - 1 3 基金项 目: 木竹 产 业 技 术 创 新 战 略 联 盟 科 研课 题 ( TI AWB 1 2 O 1 6 0 5 ) 。 作者简介 : 朱 捷 , 男, 讲 师, 研究方 向: 木 材 科 学 与 家具 。E — ma i l : z h u j i e8 1 @1 6 3 . c o n r *通 信 作 者 : 张 洋, 男, 教授 , 博士 , 研究方向 : 人 造 板 与胶 黏 剂 。E — ma i l : y a n g z h a n g 3 1 @1 2 6 . c o n r
木试 件 和未 处理 的杨 木素 材按 照 F T I R对 测 试样 的 要求 进行 制样 , 并 利用 F TI R进 行 分析 。 3 ) 高温处 理 工 艺 中将 处 理 时 间 3 h , 改 性 温 度 分别 为 1 9 0 ℃和 2 1 0 ℃ 的改性 杨 木 试 件 和 未处 理 的
热 处理 对木 材强 度 影 响 的研 究 进 展 指 出 , 建 议 今 后
间相互 作 用力 比非 极 性 主 链 强 , 而水 和 甘 油 都 是 很 好 的极 性分 子 , 且甘 油 的极性 显著 强 于水 , 它们 对杨 木 试件 表 面 的润湿 情况 可 以模拟 胶 黏剂在 浸胶 工 艺 中对杨 木单 板 的润 湿情况 。 2 ) 水热 处理 工 艺 中将 处 理 6 h 、 处理 1 4 h的杨
木试 件表 面润 湿性 能有 所增加 , 这种 改 变可 以通过 时间 因素 的控 制得 以 实现 。在 高温 改性 的 过程 中, 处理 温度 恒定 的条件 下( 处 理温度 分 别为 l 6 0 、 l 9 0 ℃和 2 1 0 ℃) , 随着处理 时间的增加 ( 处理 时 间
分 别为 1 、 2 h和 3 h ) , 杨 木试件 的润湿性 能显 著降低 。同时 , 不 同处 理 温 度 条 件 下 的 润 湿 性 能 曲 线 是 不相 交的 , 呈 现 3个 不 重 合 的 区域 分 布 状 态 , 并且 随 着温度 的增 高 , 杨 木 试 件 润 湿 性 能 降低 。 关键 词 : 杨木 ; 水 热处理 ; 高温处理 ; 润 湿 性 能
Ab s t r a c t : Sa mpl e s o f p op l a r t i mbe r we r e t he r ma l l y or hy d r o t he r ma l l y t r e a t e d t o e x a mi ne t he v a r i a t i on s of
i t s we t t a b i l i t y . Th e r e s u l t s s h o we d t h a t u n d e r h y d r o t h e r ma l t r e a t me n t( 1 0 0 ℃ , 2 , 6 , 1 0, a n d 1 4 h, r e s p e c
会 导致 生产 加工 中出 现翘 曲 、 鼓泡 、 皱缩 、 开 裂 等 缺
陷, 从 而影 响其 应 用范 畴和 经 济价 值 。主要 研 究 水
热处 理工艺 和高 温处 理工艺 对杨 木试 件 的润湿性 能 的影 响 , 关 于木 材润 湿性能 领域 研究 , 国外 学者 始于 2 O世纪 6 O年 代 。V. R . Gr a y _ 】 介 绍 了测 定 固体 表
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