木材材性改良与新型木材
科技成果——环保多功能木材改性处理剂合成技术与新型木材改性处理设备
科技成果——环保多功能木材改性处理剂合成技术
与新型木材改性处理设备
技术开发单位北京林业大学
成果简介
该技术通过一系列改性技术，对木材进行物理、化学处理，可以改善和克服人工林木材干缩湿胀大、尺寸稳定性差、易变色、易燃、不耐腐、不耐磨等缺陷，同时赋予木材某些特殊的功能，使低档木材高档化，有效地利用木材，延长木材的使用寿命。
这对我国建设资源节约型社会和保护环境，具有重要的战略意义。
该技术生产的木材可广泛应用于装饰材料、家具材料、建筑材料等等。
发展人工用材林，代替天然林使用，我国正在热火朝天的行动，世界各国也在紧锣密鼓的进行。
新西兰就已经对世界宣布，木材利用全部实现以人工林代替天然林。
人工林生长快，密度低、硬度小，强度差，有些木材含油脂多，容易开裂变形。
利用改性技术，对人工林
进行改性，提高人工林的密度、强度、硬度，使低档劣质木材高中、高档优质木材，实现劣材优用，人工林就能代替天然林使用。
这也是我国为实现木材利用以人工林代替天然林，正在推动的一项关键工作。
所以本技术有着广阔的推广应用前景。
人造红木方法——木材改性
人造红木方法——木材改性木材改性如何作为传统家具的原材料,我们祖先原来采用的是榆木,松木,榉木,楠木等中度硬度的木材,后来由于材料的短缺才改用热带硬木。
既然传统家具已改用硬木,并且已被市场接受,那么,我们应该利用现代的科技和手段,去改变木材的性能,以符合市场的需求。
我的意思是我们的企业家不应该违反国际法与国内法,不应该去破坏人类的热带雨林,而以人工为材料,进行改性。
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(木塑)(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。
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。
注:陆文达,木材改性工艺学,东北林业大学出版社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。
材料与配方一)熔点97℃铋(毕)50%,铅(铅)31.2%,锡(锡)18.8%二)熔点65.6℃铋(毕)50%,铅(铅)25%,锡(锡)12.5%,镉(镉)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。
日本爱知县已有工厂工业化生产压缩木,他们认为生产压缩木的优点是:—更有效地利用资源,将生长得很快的速生材的材料有效利用;—产品附加值高,有利于商品化开发;—对环境保护,使人工林木替代天然林木。
木材经过改性操作后具有什么特点？
改善或改变木材的物理、力学、化学性质和构造特征的物理或(和)化学加工处理方法。
其目的是提高木材的天然耐腐(蛀)性、耐酸性、耐碱性、阻燃性、力学强度和尺寸稳定性。
经过改性处理的木材称改性木或改良木。
木材改性处理技术不仅能使成本降低，生产时间缩短，同时还加深了处理的深度。
木材改性处理木材的种类主要包括针叶树的松科，如白松、落叶松等和阔叶树的杨木、泡桐等树种的木材，木材在改性处理时可同步完成如下变化：
1、脱脂
主要指高含脂的松木，松木的高含脂和表面的外露油囊使松木的使用范围受到了极大的限制，特别是落叶松，数量众多的油囊使这种木材的加工利用十分困难，目前国内外均没有效果良好的解决办法，多数是采用将油囊部分的木材挖去，然后在挖去的地方补上一块小木块的办法，通常称之为“挖补”，挖补工艺费工费事，木材缺陷明显，而采用改性处理工艺时，表面油囊中的松脂会全部溶出，只留一狭小缝隙，修补非常容易。
2、增硬
采用该技术对木材进行脱脂和改性的过程中不仅不会损伤木材的物理性能，同时能明显地增加木材的表面硬度，这是该工艺与其他类似技术明显不同的地方，脱脂必损伤木材的传统观念在该工艺中被彻底的改变了。
3、阻燃
该工艺处理后的木材具有明显的阻燃性能，当接触火焰时可有效地抑制阳燃和阴燃，由于其处理配方的合理性，接触火焰时所产生的烟雾是无毒的，而通常的阻火板多数含有胺类阻火剂，在高温下会产生含有剧毒的气体。
江西美隆木材保护有限公司是一家以新西兰木材保护工艺技术支持为背景，以国内行业精英为人才基础，以严谨、务实、双赢为经营理念的专业从事木材保护（木材阻燃设备、木材防腐设备、防腐、阻燃、防火、炭化、建材蒸压釜）设备机组、各类木材防腐、阻燃剂的生产和销售的公司。
木材的创新与技术发展
未来木材产业的探索与展望
木材的生物降解 性：研究木材的 生物降解性，提 高木材的可持续 性
木材的复合材料： 研究木材与其他 材料的复合，提 高木材的性能和 用途
木材的纳米技术： 研究木材的纳米 技术，提高木材 的强度和耐久性
木材的环保技术： 研究木材的环保 技术，降低木材 生产过程中的污 染和能耗
木材在建筑中的应用技术也在 不断发展，如木结构连接技术、 木制家具制造技术等
木材在艺术领域的应用
雕塑：木材是雕 塑创作的重要材 料，可以雕刻出 各种形态和纹理
家具设计：木材 在家具设计中的 应用广泛，可以 制作出各种风格 的家具
建筑设计：木材 在建筑设计中的 应用历史悠久， 可以建造出各种 风格的建筑
纳米木材：将木材纳米化处理， 使其具有高强度、高导热性等 特性
智能木材：具有感知、响应和 适应环境的能力，可应用于智 能家居等领域
木材在建筑领域的应用
木材作为建筑材料历史悠久， 具有天然、环保、可再生等优 点
现代建筑中，木材的应用越来 越广泛，包括住宅、办公楼、 学校等
木材在建筑中的应用形式多样， 如木结构建筑、木制家具、木 制装饰等
木材产业与其他产业的融合发展
木材产业与建筑业的融合：利用木材建造绿色建筑，提高建筑质量 木材产业与家具业的融合：开发环保家具，提高家具品质 木材产业与造纸业的融合：利用木材生产环保纸张，减少环境污染 木材产业与能源业的融合：利用木材生产生物质能源，减少化石能源的消耗
木材的创新研究 与探索
新型木材材料的研发与推广
木材的创新与技术发展
汇报人：
目录
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01
木材的创新应用
02
木材加工技术的进步
03
木材的创新与技术发展
木材的创新与技术发展木材作为一种可再生的自然资源，一直以来都是人类社会的重要材料之一。
在建筑、家具、装饰、造纸等行业中，木材都发挥着不可替代的作用。
然而，随着科技的进步和社会的发展，传统的木材利用方式已无法满足当代人的需求。
为了适应这一挑战，木材的创新与技术发展成为了当前研究的重要课题。
木材的科技创新木材的科技创新主要体现在其加工工艺、功能性改良以及复合材料的研究等方面。
加工工艺的创新现代木材加工工艺已经从传统的机械加工转向了高精度、自动化、智能化的方向。
例如，利用数控技术可以实现木材的精确切割和形状加工，大大提高了木材的利用率和加工效率。
此外，3D打印技术的应用也为木材加工提供了新的可能，可以制造出复杂形状的结构件。
功能性改良木材的功能性改良主要通过化学和物理方法来实现。
例如，通过化学处理，可以提高木材的防水、防火、防腐性能。
通过物理方法，如热处理、高频处理等，可以提高木材的强度和稳定性。
复合材料的研究木材复合材料是将木材与其他材料（如塑料、纤维、金属等）复合在一起，以改善木材的性能和扩大其应用领域。
例如，木塑复合材料（WPC）具有优良的耐候性、耐磨性和抗老化性能，广泛应用于室外装饰、地板等领域。
木材的技术发展木材的技术发展主要体现在其可持续发展和绿色环保方面。
可持续发展的实现可持续发展的核心是减少对自然资源的消耗和破坏。
在木材产业中，这可以通过种植更多的树木、采用环保的加工工艺、提高木材的利用效率等方式来实现。
例如，采用先进的种植技术和管理方法，可以提高木材的生长速度和质量，从而实现木材的可持续供应。
绿色环保的实现绿色环保的核心是减少对环境的污染。
在木材产业中，这可以通过减少废弃物的产生、采用环保的加工剂、提高木材的利用效率等方式来实现。
例如，采用生物质能源技术，可以将木材加工废弃物转化为可再生能源，减少环境污染。
木材的创新与技术发展是当前木材产业的重要课题。
通过科技创新，可以提高木材的性能和加工效率，扩大其应用领域。
浅析林木育种与材质改良间的关系
２ ． １ 基 因 改 造 工 程
针对木材品质进行基 因改 良工程所表现 出的措施为对树木
的木质素合成进行控 制的一系列基 因克隆和分离手段 ，主要是 指针对木材纹理 进行 控制 、木材造纸和造纸过程 中产生 的相关 废水进行科 学处理 、控制木材 比重 以及加强木材力学 性能等。 在 针对 木材 中木质 素 的相关含 量 的控制基 因转移 技术 现 已成
一
特别要加强 针对 基因资源 的主要经济性状 的报告研究 ，主要 由 适应性 、材 质 、形质和生长等方面组成 ，以此 为基础 进一 步有 效开展不 同遗传交 配设计 的新 型杂交育种工程 ， 依据不 同需求 ， 定 向培养 ，努力 培育 高产优质的新型优 良品种 。
种 生物 自然规律 。变异性是 指改变生物性状 ，而遗 传性则是 指生 物性 质保持不变 ， 两者 间的矛盾既对立 又统 一。作为可有 效改进木 材各项材性功能指标 的基本物 质 ， 遗传基 因独一无二 ， 是每种木 材持有的特质 。与树木 的物理形态 （ 缺陷、 树冠特性 、 树干 胜状 等 ）同理 ，木材 的大多其他性质 ，如化 学成 分组成 、 细胞形 态 、木材密度 以及 花纹等都具有很强 的遗 传性质 ，将遗 传改 良有 效加入其 中，即可收获喜人 的遗传 收益 。 为有效 提升 可用木 材品质 ， 自 １ ９ ６ ０年 以来 ，这种新 型 的 生物技术 改造方法便 已经 在我 国扎根沃土 ，主要 表现为对现行 林木 群体中人类可利用方 面木材品质遗传变异进行有 效利用 ， 对育林 过程 中的生成 的木材 品质进行 目的基 因的转 的对木材 材质性状 的定性 遗传机制改进 。从 木材 形成 的源头对其所 表现出的各项 不足 进行加强与改进 ， 使 得木材品质得 以改 良，与此 同时还可 进一 步缩减对木材 的天然 不足指标进行改进 而出现的环境压力 和功 能损耗 ，对减少环境污染 以及 节约能源具有积极影 响。 ２材质改 良与树木育种两者相关性 林木育种 的初期 诞生 目的则是单纯 的以林 木生长 （ 材积 、 树 高 、胸径 ） 和抗逆性 （ 抗寒 、抗除草剂 、抗虫 、抗病 ） 等性 状而开展的－ －Ｉ ＇ ］ 学科 。过 去的林木育种遗传选育 方案主要包括 杂交育种 、选种育种 和引种驯化 ，值得一提 的是杂交育种 ，此 种方案 目前在 国外 已取得 喜人 的成果 ，例 如相思树 、桉树 和杨 树 ，以及 日本 的落 叶松 和美国南方松等多类树种 。
木工工艺中的新材料与新工艺
木工工艺中的新材料与新工艺随着科技的进步和人们对环境保护的重视，木工工艺中的新材料与新工艺正在不断涌现。
这些新材料和新工艺在木工行业中起到了重要的推动作用，不仅提高了产品的品质和性能，还促进了木工行业的可持续发展。
本文将从多个角度探讨木工工艺中的新材料与新工艺。
一、创新的木材替代品传统的木工工艺中，木材是最主要的材料之一。
然而，由于木材的天然资源有限，使用木材的成本也逐渐增加，因此寻找替代品成为了一种必然的趋势。
新的木材替代品诞生了。
如竹材、麦秸板、稻壳板等，这些环保材料具有良好的强度、防潮性能和隔音性能，能够满足人们不同的需求。
二、木塑复合材料的应用随着人们对可持续发展的追求和对环境问题的关注，木塑复合材料应运而生。
它是将塑料和木材混合后经高温热压而成，具有木材的纹理和塑料的耐候性能。
木塑复合材料不仅具有良好的耐候性和防腐性，还能够减少对天然木材的需求，降低资源浪费，是木工行业中的一种新型材料。
三、数字化工艺的运用随着科技的发展，数字化工艺在木工行业中得到广泛应用。
数字化工艺可以实现对木材的精确切割和雕刻，提高了生产效率和产品的精确度。
通过数字化工艺，木工师傅可以更加轻松地制作出复杂的木工产品，为木工工艺注入了新的活力。
四、3D打印技术的创新3D打印技术是近年来发展迅猛的一项技术，也在木工工艺中得到了应用。
通过3D打印技术，木工师傅可以设计并打印出各种复杂的木雕和家具配件，使得木工产品更加精美独特。
3D打印技术的应用，不仅提高了木工产品的设计和生产效率，还带来了更多的创意和可能性。
五、人工智能技术的发展在木工工艺中，人工智能技术也开始发挥越来越重要的作用。
通过人工智能技术，木工机器可以实现自主判断和操作，提高生产效率和产品质量。
同时，人工智能技术还可以通过对消费者的需求进行数据分析，帮助企业进行市场预测和产品创新。
六、绿色环保的涂料和胶水在木工工艺中，涂料和胶水是必不可少的材料。
然而，传统的涂料和胶水中常含有有害物质，不利于环境和人体健康。
木材加工中的工艺改进与技术创新
木材加工中的工艺改进与技术创新木材作为一种可再生的自然资源，其在加工行业中的应用由来已久。
随着科技的进步和市场需求的变化，木材加工行业面临着从传统工艺向现代化技术的转型。
本文将重点探讨木材加工中的工艺改进与技术创新，以期为行业发展提供参考。
工艺改进木材干燥技术木材干燥是木材加工过程中的关键步骤，其目的是消除木材中的水分，以防止木材在后续加工中变形或发霉。
现代木材干燥技术包括热风干燥、真空干燥和太阳能干燥等。
其中，热风干燥因其操作简便、成本较低而得到广泛应用。
通过改进干燥工艺，如调整干燥温度、湿度和时间，可以提高木材干燥效率和质量。
木材切割技术木材切割技术的发展对提高木材利用率具有重要意义。
传统的机械切割方式存在木材损耗大、效率低等问题。
随着激光切割、数控切割等技术的发展，木材切割精度得到提高，损耗减少。
此外，通过改进切割工艺，如优化切割路径和切割速度，可以进一步提高木材切割效率。
木材表面处理技术木材表面处理技术主要包括木材防腐、防虫和涂饰等。
传统的方法往往使用化学药剂，对环境和人体健康造成一定的危害。
近年来，无污染的生物质材料和天然提取物逐渐应用于木材表面处理。
例如，使用植物提取物制备的木材防腐剂既环保又具有良好的防腐效果。
技术创新数字化与智能化随着信息技术的发展，木材加工行业正朝着数字化和智能化的方向发展。
数控设备、机器人技术和算法在木材加工中的应用，使得生产过程更加精确和高效。
例如，通过使用数控锯床，可以根据木材的实际尺寸和形状进行精确切割，减少浪费。
新材料研发新材料的研发对木材加工技术创新具有重要意义。
生物质复合材料、纳米材料等新兴材料的应用于木材加工，可以改善木材的性能，拓宽其应用领域。
例如，将纳米技术应用于木材加工，可以提高木材的强度和耐久性。
绿色制造与可持续发展绿色制造和可持续发展是木材加工行业面临的重要挑战。
通过改进工艺和技术，减少废弃物和排放，实现资源的高效利用和循环利用，是木材加工行业未来的发展方向。
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3 常用的漂白剂
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4 常用的漂白配方
①将35％的过氧化氢与28％氨水在使用前等量 混合，涂布于木材表面。混合液的有效时间是30 min，也可先涂氨水，然后再涂过氧化氢1：1比例混合， 涂于表面；
③将35％的过氧化氢中加入无水顺丁烯二酸， 待完全溶解后涂于木材表面；
本章主要内容：
8.1 木材漂白与染色 8.2 木材防腐与防虫 8.3 木材阻燃 8.4 木材尺寸稳定化 8.5 木材层积材 8.6 压塑木 8.7 重组木 8.8 塑合木
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8.1 木材漂白与染色
由于我国珍贵、优质木材树种资源已 经枯竭，自20世纪50年代开始大面积营 造杨树、桉树等速生人工林。人工林木 材密度低，材色不够均匀，花纹不够清 晰，使其在家具、装修等方面的应用受 到很大限制。通过木材漂白与染色对于 高效利用速生人工林木材具有实用价值 和重要意义。
④将无水碳酸钠10 g溶解于60mL的50℃温水中， 做A液；在80 mL浓度为35％的过氧化氢中加入20 mL水，做B液。先涂A液、后涂B液。
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5. 漂白效果
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8.1.2 木材染色
1. 木材染色 的概念：
是指采用物理或化 学方法调节材色深浅、 改变木材颜色及防止 木材变色的加工技术。 木材染色处理可以改 善木材的视觉特性和 装饰性能，提高木材 利用价值。
染料在木材中的固着过程，是染液与木材组分 以各种键形式结合，吸附在木材内的过程。
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3. 木材染料的种类
(1)酸性染料。酸性染料是在酸性或中性介质中染色的 染料，
(2)活性染料。活性染料是分子中含有反应活性基团， 能与木材物质中的羟基形成共价键的有机化合物。
(3)直接染料。直接染料是一些不经特殊处理就能直接 作用于木材上的染料，属阴离子染料，
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2. 木材染色的机理
染料随水溶液通过木材毛细管通道，透过木细 胞壁扩散后，沉降在纤维表面上，使得木材染色。 染色过程实质上是木材中某些成分(如木质素)与染 料进行吸附或化学药品与木材中的某些成分(如单 宁等)发生反应而使木材细胞染上颜色，即染料分 子在木材中的渗透和固着两个过程。
染料在木材中的渗透过程，是染料离开染液向 纤维转移并渗入纤维内部的过程。
(4)碱性染料。碱性染料也称阳离子染料，是由苯甲烷 型、偶氮型、氧杂蒽型等有机碱和酸形成的盐，其 特点是色泽鲜艳，具较高染色能力，但日晒牢度和 化学稳定性差。
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4. 薄木的染色技术
• 工艺流程：原木一剖方一蒸煮一刨面一 刨切一码放一剪切。
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5. 实木的染色技术
实木染色是对方材 或原木进行的染色处 理，染色材主要用作 刨切薄木，或制作高 档家具。由于其厚度 大，木材长，在常规 的条件下靠染液的自 身渗透是实现不了内 部均匀染色的。最常 用的方法就是真空加 压浸注法。
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8.1.1 木材漂白
1. 木材漂白的概念
是指在保持木 材本身花纹和质感 的前提下，用化学 药 剂对木材进行 处理，使木材色调 均匀的加工过程。
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2 木材漂白的基本原理
木材的漂白过程就是利用化学药剂破 坏木材中能吸收可见光的发色基团 (如 C—C、C—O)或封闭助色基团(如一OH)， 使其产生增白和脱色作用，包括氧化漂 白、还原漂白、生物降解漂白和调色漂 白，使用较多的是氧化漂白和还原漂白。