如何提高木材的性能与耐久度

如何提高木材的性能与耐久度

——兔宝宝木材处理工艺与思考

简介：关于如何提高木材的性能与耐久度，兔宝宝公司已经从干燥工艺，压缩工艺，包括争论较大的化学法实现木材改性，进行过处理后获得优质木材，也能最大化的利用木材，节能减排。

木材作为天然建筑材料，已为人所沿用数千年。时至今日，在我国乃至世界范围仍有许多木质建筑屹立依旧，成为蕴含文化历史价值的珍贵物质文化遗产。不同地区形制多样的木结构建筑根植于各自文化背景，功能性因地制宜，散发着独特的魅力。建筑材料领域中，木材的环境友好与可再生特性，在近来倡导资源可持续利用的背景下重新引起了人们的高度重视。木结构轻巧而易于建造，但木材因其天然生物材料的固有特性，在用作结构主体时亦存在着不可避免的问题，如易受虫害及侵蚀，异向强度不同，等等。另外，材料天然缺陷以及建筑物荷载的改变都导致木结构需要经常维护以对原有结构进行修整和增强。目前，如何对木结构进行增强与加固保护，提高其性能与耐久度已成为近年来相关研究的热点问题。

一、干燥工艺改变木材的含水率与湿度

我国木材资源的浪费，大多数是由于湿材未经干燥处理，或处理不当，致使木材降等甚至失去了使用价值。

木材干燥处理的目的在于：(1)防止木材的变形开裂；(2)提高木材的力学强度，改善物理性能；(3)防止木材腐朽虫蛀；(4)减轻木材的重量，节省运输费用。

从以上所述可以看出，木材干燥业的责任在于改善木材的使用性能并提高它的利用率。同时由于木材干燥是能耗最大的工序，因此无论从产品质量或从经济效益的角度来看，干燥作业都是木制品生产中举足轻重的关键性环节之一。

兔宝宝利用七大干燥技术来提升木材的湿度

（一）大气干燥

（二）室干

（三）除湿干燥

（四）真空干燥（负压干燥）

（五）太阳能干燥

（六）高频与微波干燥

（七）加压干燥

二、压缩技术提高木材的物理性能

木材经压缩密实后，其组织构造、物理力学性质发生了重大变化。随着压缩术密度的增加，其强度、冲击韧性和硬度呈直线关系增长，其耐磨性增加最快。但是当压缩程度超过一定值时，木材强度的增加便有所缓慢，兔宝宝在实际生产中，要根据压缩实木的具体用途来确定压缩实木的密度。压缩实木的抗腐力并没有增加，但由于密实化减缓了微生物侵害的速度。

1)木材的表面物理性能得到提高

压缩处理的直接后果就是使木材的密度加大，从而使木表硬度和耐磨性等表面物理性能得到了极大的提高。这种表面硬度性能极强的压缩实木可以将软质速生人工林代替硬质阔叶材使用。不仅凯牌地板，在日本，一些企业都在积极利用压缩技术开发地板材料，市场上已有山毛榉和栎木压密地板销售。

2)提高了木材的强度性能

压缩实木在使木材密度增加的同时，弯曲弹性模量和弯曲强度等强度性能也都能得到提高。木材经压缩密实后，其组织构造和物理力学性质都发生了重大变化，力学强度增强，变形很小，使地板耐磨性和耐久性更好。

3)装饰性、加工性的提高

木材经过压缩密化后，木材的重量感和硬度感显着增强，加热等处理过程又使木材本身的色泽产生了变化，增强了材料的高档感。

三、化学--浸渍法改变木材物理或化学性能

所谓木材改性，就是利用物理或化学的方法，使木材的密度增大，强度提高，成熟的技术有以下几种：浸渍木（ImpregnatedWood)强化木（DensifiedWood)压缩木（CompressedWood)塑化木（WPC)（注）·浸渍木木材放入水溶性低分子量树脂的溶液中，让树脂进入木材细胞壁，然后进行干燥。

兔宝宝主要使用的材料是酚醛树脂，也可以使用脲醛树脂、糖醇树脂及间苯二酚树脂等。利用浸渍法处理速生杨木，硬度增强了很多，如表：浸渍杨木与素材力学性能比较强化木将低熔点的合金注入木材的细胞腔中。材料与配方i)熔点97℃铋（Bi）50%，铅（Pb)31.2%,锡（Sn）18.8%(ii)熔点65.6℃铋（Bi）50%，铅（Pb)25%,锡（Sn）12.5%，镉（Cd）12.5%

真空加热加压处理，使合金注入木材之中，可以使密度小于0.6g/cm的核桃木增加到0.95~3.83g/cm，比任何一种红木的密度都高。

压缩木木材具有天然的弹塑性，可以将其压缩密实，以增加其密度和强度。

生产压缩木的要点：树种：选用材质均匀、纹理直、水不溶性抽提物含量低的木材，比如桦木。

压力：10.5~17.6MPa含水率：热压时木材细胞壁中应具有不少于6%的水分，水分可以减少压缩过程中的内摩擦系数。

冷却：热压过程结束后，应保持压力下冷却。

温馨提示：关于木材改性一直是热门的工艺研究课题，因为森林作为非可再生资源，优秀的木材木种越来越稀缺，而改性本身改变了木材的原有生态面貌，国内也有很多观点认为木材不应该改性，而应该大力发展营造速生林或再生林，以实现木材利用的可持续发展。

兔宝宝顾问认为：经过人类数千年的应用，木结构建筑体系至今仍在不断创新

与完善之中。随着时代进步以及科学技术的发展，对于木材本身性能的加强必然对木结构的发展产生深远影响.无论如何提高木材提高其性能与耐久度，森林面积都是有限的，只有不烂砍伐森林，实现我国制造业从能源消耗型向科技创新性，节能减排，最大限度利用每一块木头，环保、可持续发展才是最好的出路。