竹材高温干燥与热处理一体化技术研究

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本研究以重组竹制造用竹束为对象,在借鉴业已成熟的木材炭化(热处理)处理技术的基础上,将竹束干燥与热处理工序合二为一,系统研究热处理温度(140℃、160℃、180℃和200℃四个水平)和时间(0.5h、1.0h、2.0h和3.0h四水平)对竹束物理性能(颜色、平衡含水率)、化学性能(吸水性基团、结晶度、化学成分)和重组竹物理力学性能的影响规律,解析竹束高温干燥-热处理机制,获得其优化高温干燥-热处理工艺,以期为该技术的工业化应用提供参考和借鉴。本研究结果如下:1.通过高温干燥与热处理,可以使竹束在整个厚度和长度方向上颜色均匀加深,装饰性增强;与对照材相比,高温干燥与热处理可以使竹束明度降低13.71%-66.29%,黄蓝指数降低1.9%-63.37%。2.高温干燥与热处理,能显著降低竹束羟基、羰基活性基团的含量和平衡含水率。随着处理温度的升高和时间的延长,竹束红外吸收光谱图中羟基吸收峰的强度明显降低,羰基吸收峰的强度略呈降低趋势;与对照材相比,在不同湿度条件下,通过高温干燥与热处理最多可使竹束平衡含水率降低54.79%。3.高温干燥与热处理对毛竹竹束纤维素结晶区晶层的距离影响不明显;随着处理温度的提高和处理时间的延长,竹束的纤维素结晶度整体呈增加的趋势。4.高温干燥与热处理能显著降低竹束的糖分,从而提高竹制品的耐腐性和抗虫害能力。在相同热处理条件下,热水抽提液中的糖分含量要高于冷水抽提液。随着热处理温度的提高和处理时间的延长,冷水抽提液中的糖分含量呈逐渐降低的趋势,而热水抽提液中糖分的含量随着温度的升高和时间的延长,整体呈增加的趋势,但变化不明显。5.随着干燥与热处理温度的升高和处理时间的延长,重组竹吸水厚度膨胀率和吸水性逐渐减小,尺寸稳定性提高,静曲强度和内结合强度降低;高温干燥与热处理对重组竹弹性模量的影响不显著。
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