对人工速生林木材进行高效高值应用是解决当前森林资源短缺的重要方法之一,但由于速生林材生长速度快,存在质软、尺寸稳定性差和力学性能差等缺陷。对速生林材进行物理、化学改性或物理化学联合改性,可以提高木材的力学强度、尺寸稳定性、耐久性及材色视觉特性,提高了人工速生林木材的利用价值,并扩大了速生林木材应用范围和领域。石蜡处理木材是一种物理改性技术,由于具有良好的防水特性,在木材改性行业常被用作阻水剂。木制品在户外使用时容易受到比较恶劣的环境影响,非常容易出现老化、变色、开裂或败坏等现象,严重影响了木材在室外的使用寿命。为提高木材在户外应用性能,本文采用两种熔融状态下费托蜡(FTW2120和FTW1105H)对人工速生林杨木和辐射松进行真空-加压浸渍处理,随后对FTW处理后的木材进行紫外老化测试、冻融循环测试以及染色处理并对处理后木材的性能进行评价。(1)系统评价了紫外光照射对FTW处理木材性能的影响。两种FTW处理木材密度均较素材提高近2倍,表明FTW在熔融状态下能充分渗透进入木材。紫外照射过程中木材表面颜色变化主要发生在前期的120 h,未处理材表面颜色由浅黄色向黄褐色变化,而FTW处理材则由浅棕色向黄棕色变化,处理材的色差明显小于未处理材,FTW2120处理材颜色变化小于FTW1105H。紫外光照射期间,处理材含水率和接触角均远高于未处理材,这有助减少户外应用时由水导致的劣化,FTW2120处理材疏水性要略高于FTW1105H。FT-IR与XPS分析结果显示,FTW处理虽然并不能从化学防护角度保护木质素等细胞壁组分免于紫外光降解,但FTW在木材细胞腔中均一沉积可以起到物理屏蔽作用,阻隔紫外光到达木材细胞壁内部,同时发现,FTW2120抗紫外老化效果优于1105H。(2)研究了冻融循环对蜡处理木材性能的影响。结果表明:FTW2120处理杨木和辐射松增重率为85%和130%,FTW1105H处理杨木和辐射松增重率为80%和129%。在冻融循环过程中,随着冻融次数的增加,FTW处理木材前后的质量损失呈增大趋势。经过FTW处理的杨木没有明显的裂缝,而处理后的辐射松则出现较大的缝隙。与未处理材相比,FTW处理提高了木材的抗弯强度(MOR),FTW2120和FTW1105H处理的杨木抗弯强度分别提升了 51%和47%,抗弯模量(MOE)分别大约提升了 24%和18%,辐射松抗弯强度分别提升了大约15%和16%,抗弯模量分别提升了 15%和1%左右。在冻融循环过程中,随着冻融次数的增加,FTW处理木材前后的力学性能呈增大趋势。但FTW处理木材会导致木材的冲击强度降低。(3)评价了 FTW处理对染色杨木性能的影响。本实验以高熔点FTW2120为原料,选用活性红X-3B、活性蓝X-BR、活性橙X-GN三种活性染料,分别对木材进行纯染色处理、纯FTW处理、染色-FTW复合处理。对所得到的处理材的颜色、耐水色牢度、物理力学性能进行测试和分析。结果显示:与未处理木材相比,三组染色-FTW处理材的密度均提高两倍以上;纯染色材和染色-FTW的染色效果明显变化,总色差△E均大于50。与纯染色材相比,三组染色-FTW复合处理材的△L为负值,总色差△E均大于5,染色-FTW处理材颜色明度降低,色差有轻微的变化;但木材的耐水色牢度有明显提升,其中FTW处理红色、蓝色和橙色处理材水浸后的总色差△E分别为2.19±1.43、1.28±0.29和4.61±2.62。染色-石蜡处理材的力学性能有所改善,三组抗弯强度分别提高约33%、38%、43%,抗压强度分别提高36%、37%、41%左右。与纯FTW处理材相比,染色-FTW处理材力学性能没有明显改变。综上所述,FTW处理的人工林杨木和辐射松木材具有户外应用的潜能,染色-FTW复合处理木材能够有效提高木材的力学性能,且能保持染色处理的颜色稳定性。