木材保护学复习资料

木材保管原则

3. 1 保持木材采伐时边材所具有的高含水率或迅速使木材含水率降低至 25%以下，防止木材腐朽、虫害和开裂。

防火、防洪、防盗，避免木材损失。

防止木材变质降等，不降低使用性能。

木材保管方法

木材保管分为物理保管和化学保管。物理保管是采用抑制适宜菌、虫生长发育条件和木材开裂条件的办法，防止菌、虫及木材开裂的发生和发展。化学保管是采用对菌、虫有毒的化学物质，采用喷、涂、浸注等方法处理木材，毒杀菌虫，防止菌虫对木材的危害。将物理和化学方法相结合保管木材，效果更好。

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5 原木物理保管

原木干存法

原木湿存法

原木水存法:把原木浸在水中，使其内部保持高度含水率。

5 . 4 对特种木材的保管，如造船材、航空用材、汽车材、胶合板材等原木，建议最好采用湿存法或水存法。

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木材的各向异性和变异性

非匀质、各向异性，这是因之前的基本形态、材质、材性的差异形成的。因此，在加工和利用上产生影响。

2.2.1 木材的异向性

一．木材组成结构的异向性

1.化学组成：纤维素——强度极大半纤维素——有机复合物（各种糖类）木质素——六碳、苯环多功能侧链

2.木材物理结构生长方式——年四季周期变化形成年轮，使之成为各向异性的材料。

3.树种的差异（个体间）个体自身生态因子，树干不同部位的差异，木材各向异性程度也不同。

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4.各向异性的研究取向

通常：纵向——树轴，顺纹方向

径向——垂直于树轴及年轮，平行于木射线

弦向——垂直于木射线及年轮

上述三个方向上，力学和物理性质有较大的差异。

木材的力学强度、干缩湿胀，对水或液体的渗透性、导热性、导电特性均不一样。

二．木材力学及物理性质上的异向性

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2.力学特性的差异

三个方向上（纵，经，弦）各异：（压缩），（拉伸），（弯、剪切、扭）

纵向——当作用力与纵向一致时木材有最大的强度，平均为25-75Mpa。耐压用来承重(细胞其排列均是纵向)。

3.木材的干缩湿胀：木材的含水率在纤维饱和点(各树种平均约为30%)以下时，吸收水分则膨胀，失去水分则收缩的现象。

特性：纵向不超过2%，弦向高达12%，径向6%。制材中，尽可能锯成径切板。

4.木材的可渗性：纵向易于渗透，深度远大于横向，径向大于弦向。

用于木材改性——防腐，强化，染色

5.木材的导热性，导电性：导电性好，导热性差(多孔性，良好的隔热保湿材料，纵向导热系数大于横向一倍)。

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7.绝干材：电的不良导体

湿材：纵向电阻最小

8.木材的声学特性：纵向 10~16倍空气传声速度，径向4~6倍，弦向2~4倍。

声学特性：细胞结构，不同长短的空气柱。

2.2.2木材的变异性

1.木材解剖构成变异

管胞和木纤维生长轮内（针叶材）管胞长度：早材逐渐增加到晚材（阔叶材）纤维增长的百分率远大于针叶材。在树干半径方向上，由髓心到树皮方向，管胞和木纤维的长度不断增长，达到最大值后，因树种而异，有的树种下降，有的趋于稳定。在垂直方向上，管胞和纤维细胞长度由树干基部向树梢方向呈增加趋势。

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壁厚纤丝角早材管胞的纤维的胞壁一般比晚材的薄。

1．3导管分子：在同一生长年轮内，环孔材导管分子的长度的变化曲线近似抛物线，导管分子的直径由早材到晚材逐渐减小，由髓心到树皮，导管分子长度变化值很小，其中晚材导管分子长度仍呈增加趋势。

2.木材性质的变异

木材密度：针叶材密度由髓心到树皮逐渐增加；环孔材呈降低趋势，而散孔材逐渐增加；沿树干纵向的变异不规则，一般树干下部木材密度大。

木材强度——随密度增加而增加。

从早材到晚材，力学强度逐渐增加。从髓心到树皮，晚材密度和抗拉静力弯曲及木材强度逐渐增加，早材则逐渐减小。

化学成分：木材抽提物，半径方向上，心材高于边材，树皮大于树干；在树干方向上，由上向下逐渐减少。

改性角度的影响：心材不易渗透、腐蚀。

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3.幼龄材与成熟材：树干横断面上课分为两个区域。髓心附近，5~20个生长轮，称为幼龄区。中心区域外侧部分，称为成熟区(这部分木材是形成层成熟后所形成的次生木质部)。

一般幼龄材指标低于成熟材。

速生材：一般为幼龄材，材性差，是木材改性的主要对象。干燥需特殊技术。

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第三章木材变色，漂泊与染色

木材的变色和防治

1.关于颜色的概念：颜色对应是材料对光的吸收反射情况。

材料反射光的波长在8×10ˉ5～4×10ˉ5cm

λ=400-200mm 紫外

λ=1000-2500 红外

木材除了含有三素，还有脂肪族类、萜烯类和芳香族化合物提取物及无机盐类。

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2.木材变色的内部因素：有羰基、羧基，和不饱和双键一级共轭体系等发色基团（吸收一定可见光能力的某些不饱和基团），而且还有羟基等助色基团（使色原体变成染料的基团）。

3.木材变色的外部因素：

微生物引起色变

日光照射

化学试剂

温度与湿度的变化

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内部因素：

（1）木材组分中含有羧基、羰基、不饱和双键以及共轭体系等发色基团和羟基等助色基团。

（2）木材中大多数官能团能与许多化学试剂反应，是木材变色和降解。

木材的物理变色

热变色——木材干燥中

光化学降解——表面褐变

木材的化学变色——与化学物质接触发生

铁变色——酚类与之反应，变黑

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酸变色——酚类与之反应，变红

碱变色——酚类在空气中氧化

微生物变色：

1.变色菌：红松的青变色、栎的绿变色、由青霉菌引起的阔叶材的黄变色、由壳囊孢属引起的松木褐变色。

2.酶变色——生材聚解后在潮湿环境中因氧化酶起作用引起。

变色的防治

物理方法：砂光，涂饰。采用色漆或清漆覆盖木材表面。

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化学方法：（1）紫外线吸收剂

（2）改变木材中羰基的吸光性

（3）预先涂布逐渐分解褐变得先导物质药剂。

（4）常用防止木材变色的化学试剂与防腐剂、防水剂、染色剂配合使用，使其在染色、防腐、防水处理过程中，提高对紫外线吸收的阻止能力。

（5）木材的染色

木材染色的目的：提高商品价值

木材染色原理：

木材中某些成分（如木质素）与染料进行吸附或化学药品与木材中的某些成分（如单宁等）发生反应而使木材细胞染上颜色。

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染料染色：是染料分子与木材表面分子通过分子间的引力或氢键结合而连接在一起。

木材是一种不均匀的毛细孔木材，由纤维素，办纤维素和木质素组成。

1.木材的物理，化学结构。木材是不均匀的毛细孔材料，由大量亲水基团为染色备下了基础。

2.浸渍，真空加压方法。

木材染色染料有纺织业直接发展起来的。

染色方法：浸渍、真空加压

染色的评价方法：

（1）到达度

（2）￥

（3）上染百分率

（4）染料浓度

（5）检测仪器

常用染料

一般用水溶性染料：1.酸性染料——对木质素上色（分子量小，宜深度染色）。2.直接染料（阴离子染料）——对纤维素上色。3.活性染料（分子量大）。4.碱性染料

影响染色因素：温度、时间、溶度、树种

单板染色工艺流程：剪切——配染料——加热——助剂——染色——水浇——干燥