随着竹材人造板工业的发展,竹集成材和重组竹作为新型的家具以及装饰装修材料而备受关注并且得到快速发展。热处理技术作为一种绿色环保的物理改性处理方法,在木材工业中已被广泛采用。我国很多竹加工企业通过借鉴木材的热处理方法,结合竹材的特点,也已经开发出多种竹材热处理产品,如炭化色竹地板、炭化色竹窗帘、炭化色竹家具、炭化色竹凉席、炭化色竹茶具等。但是我国科研单位以及大专院校对竹材热处理过程中化学及物理力学性能变化研究较少,目前几无可借鉴的文献,而我国竹产业的发展又急需该领域方面的技术支持。因此开展竹材热处理技术及工艺的研究,不仅将填补我国在该领域的研究空白,而且将对我国竹材加工企业提供指导作用。本文以我国主要经济竹种—毛竹(phyllostachys pubescen)竹材为研究对象,以空气为介质,将试验试件放置在干燥箱中,按设定的温度(100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃)和时间(1 h、2 h、3 h、4h)进行热处理。通过对热处理后竹材的颜色、化学组成成分、力学性能、尺寸稳定性能以及其表面性能的测定,研究了不同热处理条件对竹材物理力学性能地影响,揭示了热处理后竹材物理力学性能变化的规律。并得出如下结论:(1)热处理温度对竹材主要化学成分含量的影响显著,热处理时间对综纤维素和α-纤维素含量的影响显著,而对酸不溶木素含量的影响不显著。当热处理温度低于180℃时,综纤维素、α-纤维素和酸不溶木素的含量相对于未处理材变化不大(但当温度低于160℃时,综纤维素含量有少量增加);当温度达到180℃及以上时,随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,综纤维素和α-纤维素含量呈逐渐降低的趋势,而酸不溶木素的含量呈逐渐升高的趋势。综纤维素、α-纤维素含量显著变化的临界温度为180℃,酸不溶木素含量显著变化的临界温度为200℃。(2)随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,竹材的失重率呈逐渐升高的趋势。热处理温度在(100-160)℃之间,失重率增加比较缓慢,在1.5%范围以内。随着热处理温度的升高,在(160-220)℃之间,失重率显著增加,最大可达29.04%。失重率与综纤维素、α-纤维素呈显著相关,相关系数分别为-0.96、-0.92。(3)热处理温度对后竹材的颜色有显著的影响。热处理温度为(100-120)℃时,竹材的颜色为黄白色;热处理温度为(140-160)℃时,竹材的颜色为浅咖啡色;热处理温度为(180-200)℃时,竹材的颜色为咖啡色;热处理温度为220℃时,竹材的颜色为深咖啡色。视觉参数变化的临界温度为180℃。热处理温度对竹材化学成分颜色的影响显著。当热处理温度在(100-180)℃,综纤维素、α-纤维素和木素的颜色相对于未处理材变化不显著,而当热处理温度高于180℃时,随着热处理温度的升高,综纤维素、α-纤维素和木素的颜色逐渐变深:综纤维素、α-纤维素的颜色由白色变为黄色,酸不溶木素的颜色由咖啡色变为深咖啡色及黑褐色,酸不溶木素的颜色变化最为显著。由此可知竹材经热处理后其颜色的变化主要是由于木素颜色的变化引起的。随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,竹材的变色度呈逐渐升高的趋势。变色度与综纤维素、α-纤维素、酸不溶木素呈显著相关,相关系数分别为-0.98、-0.95、0.90。(4)热处理温度对竹材静曲强度和弯曲模量的影响都显著;热处理时间在160℃-220℃对竹材静曲强度的影响显著,在200℃-220℃对弯曲模量的影响显著;热处理温度对竹材静曲强度和弯曲模量的影响大于热处理时间。热处理对静曲强度影响显著的临界温度为180℃:当温度低于180℃时,随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,竹材的静曲强度呈小幅增加趋势;当温度高于180℃时,随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,竹材的静曲强度显著降低。热处理对弯曲模量影响显著的临界温度为200℃:当热处理温度低于200℃时,随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,竹材的弯曲模量呈小幅增加趋势;当热处理温度高于200℃时,随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,竹材的弯曲模量显著降低。静曲强度和弯曲模量的变化与综纤维素和α-纤维素的含量,在α=0.01水平上为显著的正相关,这表明静曲强度和弯曲模量的损失与半纤维素和纤维素的降解有关。(5)热处理后竹材的尺寸稳定性显著提高。竹材经热处理后,其平衡含水率和线性干缩率随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,呈逐渐降低的趋势,显著变化的临界温度为(180-200)℃。(6)热处理温度对竹材的表面性能有显著地影响。当热处理温度在(100-180)℃之间,热处理时间为4h时,随着温度的升高,竹材表面润湿性降低。