论文部分内容阅读
桉树是我国重要的速生人工林树种之一,目前我国桉树种植面积已经达到200余万hm2。本论文以粗皮桉(Eucalyptus pellita)木材为研究对象,采用树脂浸渍增强与热处理相结合的方法进行改性处理,在提高木材尺寸稳定性的同时克服了热处理带来的木材强度降低的弱点,拓展了人工林桉树木材实木加工利用的应用范围,提高了桉树木材的附加值,对缓解我国木材资源的供需矛盾具有重要意义。本文采用三聚氰胺(Melamine)、甲醇(Methanol)、甲醛(Formaldehyde)尿素(Urea)为主要原料,加入一定的助剂和催化剂,通过低温、长时间分段合成工艺,制备一种水溶性好、渗透性强、无色透明浸渍树脂液(简称MMFU树脂)。在真空时间为60min,压力为1.1MPa,保压时间为2h的工艺条件下,用浓度为25%的MMFU溶液对粗皮桉木材进行浸渍处理。然后用不同的温度(160℃、180℃、200℃、220℃、240℃)及时间(2h、4h、6h、8h、10h),对素材及浸渍材进行真空热处理。通过对比分析热处理材及浸渍热处理材的物理、力学性能,确定热处理对粗皮桉木材尺寸稳定性的提高作用及浸渍处理对粗皮桉木材的增强作用。并采用接触角测定仪、傅立叶红外光谱仪及热重分析仪等仪器,分析处理材的表面性能及重量损失率。研究表明:⑴通过调整工艺参数及配方中主要成分的摩尔比,得出最优工艺参数及配方。本研究制得的MMFU树脂为无色透明液体,其渗透性能好、甲醛释放量低且树脂存放期较长。采用真空加压浸渍处理工艺处理粗皮桉木材,确定真空度、压力、处理液浓度对增重率的影响。选定最佳工艺参数及MMFU树脂浓度25%,得出本研究所需要的增重率15.6%。⑵热处理能提高粗皮桉木材的尺寸稳定性。如粗皮桉素材的径、弦向及体积气干干缩率分别为4.3%、6.3%、10.9%,240℃、10h热处理材径、弦向及体积气干干缩率分别为3.1%、3.5%、6.7%;浸渍热处理能在热处理基础上进一步提高粗皮桉木材的尺寸稳定性,240℃、10h浸渍热处理材径、弦向及体积气干干缩率分别为2.7%、3.3%、6.1%。⑶热处理引起粗皮桉木材力学强度下降。如粗皮桉素材的弹性模量及抗弯强度分别为16820MPa、155.4MP,200℃、4h热处理材弹性模量及抗弯强度分别为15680MPa、139.4MPa;浸渍处理能阻止粗皮桉木材在热处理过程中的强度损失,200℃、4h浸渍热处理材弹性模量及抗弯强度分别为17160MPa、155.5MPa。⑷热处理降低粗皮桉木材的表面润湿性。随着热处理温度升高及热处理时间的延长,粗皮桉木材的表面自由能下降、表面润湿性降低。浸渍处理能在一定程度上改善木材的表面润湿性能。傅立叶红外光谱分析显示,热处理导致木材中极性基团下降,随热处理温度的升高及热处理时间的延长,极性基团峰值下降越明显。热重分析发现,热处理导致木材重量下降,随着热处理温度的升高及热处理时间的延长,重量下降越明显。浸渍处理能阻止粗皮桉木材热处理时重量下降。