木材尺寸稳定处理
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第一章 木材改性
1.减少亲水基团;加热处理； 2.置换亲水基团;醚化（氯乙基化等），酯化（乙酰化等） ； 3.聚合物的接枝：a 加成反应;环氧树脂处理，b．自由基反 应;用乙烯基单体制造木塑复合材； 4.交联反应;y射线照射，甲醛处理
§1-3 物理方法的尺寸稳定处理
一、防水处理 所谓防水处理包括两个方面： 1、抗湿润，抗浸透性能的耐水处理； 2、仅抵抗湿润性能的憎水处理 憎水处理的要点是： 1、混合型憎水剂的处理效果优于单一型 2、憎水处理剂中含石蜡浓度愈大，其防水性愈好 3、憎水处理材用于室外时，其含水率受环境变化的
尺寸稳定和与此有关的评定指标较多，这里介绍的是 最常用的。 （1）抗胀缩率（ASE）
在试件处理前，按GB1931-91《木材含水率测定方法》第 4-5条规定，将其烘至绝干，称重，精确至0.0001g。每个试 件称重后，立即测出弦向、径向和顺纹方向尺寸，精确至 0.001mm，然后将测量后的试件放置于温度20±2℃，相对
方法
物理法
化学法
具体方法
1.在锯解时尽量做到尺寸变化小； 2.．根据使用条件进行润湿处理 3.纤维方向交叉层压综合平衡：a．垂直相交��胶合 板、定向刨花板，b .不定向组合;刨花板、纤维板； 4.覆面处理：a 外表面覆面;涂饰、贴面，b、内表面覆面;浸 注性担水剂处理、木塑复合材； 5.填充细胞腔：a．非聚合性药品;一聚乙二醇处理，b．聚 合性药品;制造木塑复合材； 6.细胞壁的增容：a 非聚合性药品;聚乙二醇、各种盐及糖 处理，b 聚合性药品;酚醛树脂处理
氧乙烷加成处理
9
WPC处理、酚醛树 脂处理
聚乙二醇（PEG）处理为A-2，5；B-8 乙酰化处理为A-5，B-6 甲醛处理为A-4，B-2，3 马来酸处理为A-4，B-4，7 马来酸-甘油（MG）处理为A-5；B-5，7 热处理为A-4；B-2 WPC处理为A-5，6；B-6，9 酚醛树脂处理为A-5，B-4，6，9 异氰酸酯处理为A-5；B-4 无机物复合处理（如：阻燃浸渍处理）为A-5；B-
§1-3 物理方法的尺寸稳定处理
一、防水处理 所谓防水处理包括两个方面： 1、抗湿润，抗浸透性能的耐水处理； 2、仅抵抗湿润性能的憎水处理 憎水处理的要点是： 1、混合型憎水剂的处理效果优于单一型 2、憎水处理剂中含石蜡浓度愈大，其防水性愈好 3、憎水处理材用于室外时，其含水率受环境变化的
尺寸稳定和与此有关的评定指标较多，这里介绍的是 最常用的。 （1）抗胀缩率（ASE）
在试件处理前，按GB1931-91《木材含水率测定方法》第 4-5条规定，将其烘至绝干，称重，精确至0.0001g。每个试 件称重后，立即测出弦向、径向和顺纹方向尺寸，精确至 0.001mm，然后将测量后的试件放置于温度20±2℃，相对
方法
物理法
化学法
具体方法
1.在锯解时尽量做到尺寸变化小； 2.．根据使用条件进行润湿处理 3.纤维方向交叉层压综合平衡：a．垂直相交��胶合 板、定向刨花板，b .不定向组合;刨花板、纤维板； 4.覆面处理：a 外表面覆面;涂饰、贴面，b、内表面覆面;浸 注性担水剂处理、木塑复合材； 5.填充细胞腔：a．非聚合性药品;一聚乙二醇处理，b．聚 合性药品;制造木塑复合材； 6.细胞壁的增容：a 非聚合性药品;聚乙二醇、各种盐及糖 处理，b 聚合性药品;酚醛树脂处理
氧乙烷加成处理
9
WPC处理、酚醛树 脂处理
聚乙二醇（PEG）处理为A-2，5；B-8 乙酰化处理为A-5，B-6 甲醛处理为A-4，B-2，3 马来酸处理为A-4，B-4，7 马来酸-甘油（MG）处理为A-5；B-5，7 热处理为A-4；B-2 WPC处理为A-5，6；B-6，9 酚醛树脂处理为A-5，B-4，6，9 异氰酸酯处理为A-5；B-4 无机物复合处理（如：阻燃浸渍处理）为A-5；B-
提高木材尺寸稳定性的方法
些分类 方 法不 在 于是否采用 化学 药剂处 理 ， 而 在于是 否 与细胞 壁组分 发生 了化学 反应 。 因此 ，又 可 以 把 它 大 致 分 为 物 理 法 和化 学 法
两 大 类 ，本 文 着 重 介 绍 几 种 物理 法 。
图 １ 液 体 与 固体 表 面 张 力分 布 只 有 当 ｃ ｓ ｄ ｏ 即 ＞ ９ 。 ， 触 角 为 ｏｔ ？ ， Ｏ时 接 钝 角 ，液体 不 能 润 湿 固 体 ，液 体 将 沿 固体 表 面 收缩 成球 状 ，防水 处 理 即 提 高 木 材 对 水 的
纤 维 素 和 木 素 组 成 ，在 纤 维 素 和半 纤 维 素 分
子 上 存 在 着 大 量 的 羟基 （ ０Ｈ） 一 ，而 羟 基 呈 亲 水 性 。 由于 羟基 的作 用 ，木 材 随 着 外 界 温
与 液 滴 表 面 的切 线 ＯＰ所 夹 的 接 触 角 ，其 关
系 式 为
Ｆｌ— Ｆ２＋ Ｆ２ ｏ ｔ ｃｓ ？
ｃ ： — Ｉ－ 。０ Ｆ Ｆ２
—
度 和湿 度 的变 化 ，蒸 发或 吸 收 水分 ，产 生 干
缩 或 湿 胀 ，导 致 木 材 的 尺 寸 不稳 定 ，使 木 材 产 生 内应 力 ， 生 翘 曲 、 形 和 开 裂 ［ 。 们 发 变 １ 人 ］
一
～
直 在 努 力 寻 求 提 高 木 材 尺 寸 稳 定 性 的 方 对 于 提 高 木 材 尺 寸稳 定 性 的方 法 有 许 多
润 湿 、 浸透 的抵 抗 能力 ，通 过 使 用 处 理 剂 对
收 穑 日期 ：２ Ｏ 一 １ — １ Ｏｌ １ ９
木 材 内外 表 面 覆 盖 、 塞 吸 水 通 道 等 措 施 ， 堵 达
两 大 类 ，本 文 着 重 介 绍 几 种 物理 法 。
图 １ 液 体 与 固体 表 面 张 力分 布 只 有 当 ｃ ｓ ｄ ｏ 即 ＞ ９ 。 ， 触 角 为 ｏｔ ？ ， Ｏ时 接 钝 角 ，液体 不 能 润 湿 固 体 ，液 体 将 沿 固体 表 面 收缩 成球 状 ，防水 处 理 即 提 高 木 材 对 水 的
纤 维 素 和 木 素 组 成 ，在 纤 维 素 和半 纤 维 素 分
子 上 存 在 着 大 量 的 羟基 （ ０Ｈ） 一 ，而 羟 基 呈 亲 水 性 。 由于 羟基 的作 用 ，木 材 随 着 外 界 温
与 液 滴 表 面 的切 线 ＯＰ所 夹 的 接 触 角 ，其 关
系 式 为
Ｆｌ— Ｆ２＋ Ｆ２ ｏ ｔ ｃｓ ？
ｃ ： — Ｉ－ 。０ Ｆ Ｆ２
—
度 和湿 度 的变 化 ，蒸 发或 吸 收 水分 ，产 生 干
缩 或 湿 胀 ，导 致 木 材 的 尺 寸 不稳 定 ，使 木 材 产 生 内应 力 ， 生 翘 曲 、 形 和 开 裂 ［ 。 们 发 变 １ 人 ］
一
～
直 在 努 力 寻 求 提 高 木 材 尺 寸 稳 定 性 的 方 对 于 提 高 木 材 尺 寸稳 定 性 的方 法 有 许 多
润 湿 、 浸透 的抵 抗 能力 ，通 过 使 用 处 理 剂 对
收 穑 日期 ：２ Ｏ 一 １ — １ Ｏｌ １ ９
木 材 内外 表 面 覆 盖 、 塞 吸 水 通 道 等 措 施 ， 堵 达
木材的尺寸稳定性与变形控制技术
木材的尺寸稳定性与变形控制技术木材是一种常见的建筑和家具材料，但由于其本身的特性，特别是在湿度变化的情况下，木材容易发生尺寸变化和变形。
为了解决这个问题，工程师和木材使用者们一直在致力于研究和开发控制木材尺寸稳定性和减少变形的技术。
本文将探讨木材的尺寸稳定性与变形控制技术的关键方面。
一、木材尺寸稳定性的问题湿度是导致木材尺寸变化和变形的主要因素之一。
当木材吸收水分时，其纤维会膨胀，导致木材变大；当木材失去水分时，纤维则会收缩，导致木材变小。
这种尺寸的变化会对木材及其周围构件的结构和功能产生负面影响。
二、湿度调节技术1. 保持恒定的湿度为了控制木材的尺寸稳定性，可以尽量保持木材所处环境的湿度恒定。
这可以通过使用湿度控制设备，如加湿器和除湿器来实现。
定期检查和调整这些设备的湿度可以减少木材尺寸变化的程度。
2. 预处理木材在使用之前可以进行预处理，以减少其受湿度变化的影响。
热处理和压缩处理是两种常用的方法。
热处理通过将木材加热至一定温度，使其纤维中的水分蒸发，减少尺寸变化的可能性。
压缩处理则是将湿润的木材放入特殊的机器中施加压力，使其变形，并在压力释放后固定成所期望的形状。
三、防变形技术1. 加强木材的结构通过增加木材的结构强度和刚度，可以减少尺寸变化和变形的可能性。
这可以通过在木材中添加金属插件、榫卯结构或玻璃纤维增强材料来实现。
这些增加的结构元素可以增强木材的整体稳定性，减少尺寸变化和变形。
2. 表面涂层在木材表面涂上一层保护性涂层是一种常见的防变形技术。
这种涂层可以防止木材表面吸湿和失湿，从而减少木材的尺寸变化和变形。
常见的涂料包括漆或清漆，其具有封闭木材表面的功能，减少与环境湿度的接触。
3. 节理设计在木材的设计和加工过程中，合理的节理设计可以减少尺寸变化和变形的可能性。
有经验的工程师和设计师可以根据木材的特性和实际使用环境，制定出合适的节理设计方案，以减少木材的变形。
结论木材的尺寸稳定性与变形控制技术是解决木材在湿度变化下尺寸变化和变形问题的关键。
高温热处理红松和橡胶木的尺寸稳定性及涂饰性能
（生物质材料科学与技术教育部重点实验室（东北林业大学 ），哈尔滨 ，１５００４０）
摘 要 利用氮气作为保护 气 ，对红松 及橡胶 木在 氧 气质量 分数 小 于 ２％的环境 中进行 高 温热处理 。通过 ＦＩ’ＩＲ、ＸＲＤ及尺 寸测量等方法对热处理后红松及橡胶木各项性质进行表征 ，研 究 了不 同处理 温度 下红松和橡胶 木 的尺 寸稳 定性 变化及 油性漆 、水性漆和木蜡 油涂饰后 的性 能 变化 ，分析 了不 同处理条件 下红松及橡胶 木涂 饰后 耐 千热 、耐湿热 、附着力、耐磨性 、铅 笔硬度 的变化 趋势。分析 结果表 明 ：热处理 温度对 木材 干缩性和 湿胀性有 显著的 影响 在 １２０～２２０℃ 的范围内，红松及橡胶 木的全 干干缩 率和 气干干缩 率均随 着处理 温度 的提 高而 降低 。随着 热处理 温度 的升高 ，木材径 向和 弦向干缩 率明显降低 。此外，木材 经过 高温热处理后 ，其表 面接 触 角增加 ，润湿性 降低 。涂 饰 后 的红 松 及 橡 胶 木 漆 膜 性 能 结 果 分 别 符 合 国 家标 准 ＧＢ／Ｔ ４８９３．２Ｒ ２００５、ＧＢ／Ｔ ４８９３．３— ２Ｏ０５、ＧＢ／Ｔ ４８９３．４— ２０ｌ３和 ＧＢ／Ｔ ４８９３．８— ２Ｏ１３的 一 级 或 二 级 要 求 。
关键词 高温热处理；红松 ；橡胶 木；木材尺寸稳定性 ；木 材涂饰性能 分 类 号 ￥７８１，７
Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｈｅａｔ－ｔｒｅａｔｅｄ Ｐｉｎｕｓ ｋｏｒａｉｅｎｓｉｓ ａｎｄ Ｒｕｂｂｅｒ Ｗ ｏｏｄ／／Ｙａｎ ＹＨｅ。 Ｌｉ Ｆｅｎｇｌｏｎｇ，Ｇｕ Ｘｕｅ，Ｇｕｏ Ｍｉｎｇｈｕｉ（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｉｏ—Ｂａｓｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａ．
摘 要 利用氮气作为保护 气 ，对红松 及橡胶 木在 氧 气质量 分数 小 于 ２％的环境 中进行 高 温热处理 。通过 ＦＩ’ＩＲ、ＸＲＤ及尺 寸测量等方法对热处理后红松及橡胶木各项性质进行表征 ，研 究 了不 同处理 温度 下红松和橡胶 木 的尺 寸稳 定性 变化及 油性漆 、水性漆和木蜡 油涂饰后 的性 能 变化 ，分析 了不 同处理条件 下红松及橡胶 木涂 饰后 耐 千热 、耐湿热 、附着力、耐磨性 、铅 笔硬度 的变化 趋势。分析 结果表 明 ：热处理 温度对 木材 干缩性和 湿胀性有 显著的 影响 在 １２０～２２０℃ 的范围内，红松及橡胶 木的全 干干缩 率和 气干干缩 率均随 着处理 温度 的提 高而 降低 。随着 热处理 温度 的升高 ，木材径 向和 弦向干缩 率明显降低 。此外，木材 经过 高温热处理后 ，其表 面接 触 角增加 ，润湿性 降低 。涂 饰 后 的红 松 及 橡 胶 木 漆 膜 性 能 结 果 分 别 符 合 国 家标 准 ＧＢ／Ｔ ４８９３．２Ｒ ２００５、ＧＢ／Ｔ ４８９３．３— ２Ｏ０５、ＧＢ／Ｔ ４８９３．４— ２０ｌ３和 ＧＢ／Ｔ ４８９３．８— ２Ｏ１３的 一 级 或 二 级 要 求 。
关键词 高温热处理；红松 ；橡胶 木；木材尺寸稳定性 ；木 材涂饰性能 分 类 号 ￥７８１，７
Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｈｅａｔ－ｔｒｅａｔｅｄ Ｐｉｎｕｓ ｋｏｒａｉｅｎｓｉｓ ａｎｄ Ｒｕｂｂｅｒ Ｗ ｏｏｄ／／Ｙａｎ ＹＨｅ。 Ｌｉ Ｆｅｎｇｌｏｎｇ，Ｇｕ Ｘｕｅ，Ｇｕｏ Ｍｉｎｇｈｕｉ（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｉｏ—Ｂａｓｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａ．
后期热处理对压缩木尺寸稳定性的影响
厚度
时压 缩时储 藏 于微纤 丝 和 Ｍａ ｉ ｔｘ中的弹性 应力 迫使 ｒ 木材 尺寸 回弹来 释放 储 藏 的能 量 。 因此 ， 促使 压 缩
木 实现变 形 固定 的途 径 主要 包 括 ： 隔绝 水 分 ， 免 避
加 工 成 ５ ｍ × ０ｍｍ × ０ｍ 长 ×宽 ×厚 ） 小 ０ｍ ５ ２ ｍ（ 的 ２ ２ 后期 热处 理对 压缩木 吸水 性 的影 响 ．
压缩 木 ２ ４ｈ吸水 率 及 吸水 厚 度 膨 胀 率 测 定 结
果见 表 ２ 。
表 ２ 热处理 对压 缩木 ２ ４ｈ吸水 率和 吸水厚 度膨 胀率 的 影响
ｔｅ ｔｄ ｕ ｄ ｒ１ ０ Ｃ ａ ｄ ２ ０ ｆ ｒ ｔ ｈ ｅ ｔ ｄ ａｒｏ ｏ ｄ ｃ ｉｅ ｏｌ ｅ ｔ ｒ ｎ ｆ ｒｍｅ ｉ ．Ｔ ｅｒ ｓ ｌ ｈ ｗｅ ｒ ａ ｅ ｎ ｅ ７ ｏ ｎ １ ℃ ｏ ｈ ｗｉ ｔ ｅ ｈ ａｅ ｉ ｒ ｎ ｕ ｔ ｉ ｈ ａ ａ ｓ ｄ ａ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｄ ２ ｈ ｃ ｖ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｏｈ ｏ ｅ ｍｏ ｓ ｒ — ｐ ａ ｅ ａ ｄ ｗａｅ — ｐ ａ ｅ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｄ ｗｏ ｄ ｃ ｕ ｄ ｂ ｅ ｕ ｅ ｙ ｐ ｓ ｈ ａ — ｅ ｔ ｇ ｈ ｔｂ ｔ ｆ ｈ ｉｔ ｅ ｕ ｔｋ ｎ ｔ ｒｕ ｔ ｋ ｆ ｈ ｏ ｒ ｓｅ ｏ ｏ ｌ ｅ ｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ｏ ｔ ｅ ｔｔ ａ ｉ ， ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ
ｔ ａ ｈ ｔｏ ｅｈ ｔａｒ ｈ ｎ ｔａ ｆｔ ｏ ｉ．ｗｈｌ ｔｅｔｅ ｔ ｎ ｆ ｃ ｎ ｅ １ ℃ ｗ ｓｂ ｔ ｒｔａ ｈ ｔ ｆ ｎ ｅ ７ ｏ ．Ｔ ｅｂ ｓ ｔｃ ． ｈ ｉ ｈ ａｍｅ ｔ ｆ ｔｕ ｄ ｒ ０ ｅ ｒ ｅｅ ２ ａ ｅｔ ｈ ｎ ｔａ ｄ ｒ１ ０Ｃ ｅ ｏｕ ｈ ｅ ｔ ｅ ｈ ｎ ｌｇｃ ｌｃ ｎ ｉ ｏ ａ ｏ ｄ ｃｉｅ ｏｌｔ ａｍｅ ｔｕ ｄ ｒ２ ０ ．ｗｈｃ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅ ｍｏｓ ｒ ｐａ ｅ Ｔ ｎ ｅ ｙ ｏｏ ｉａ ｏ ｄｔ ｎ ｗ ｓｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ｒ ｔ ｎ ｎ ｅ １ ℃ ｉ ｖ ｅ ｉｈ ｃ ｕｄ ｒｄ ｃ ｉ ｕ ｅ ｕ ｔｋ Ｓ ｉｄ ｘ ｂ ｔ
时压 缩时储 藏 于微纤 丝 和 Ｍａ ｉ ｔｘ中的弹性 应力 迫使 ｒ 木材 尺寸 回弹来 释放 储 藏 的能 量 。 因此 ， 促使 压 缩
木 实现变 形 固定 的途 径 主要 包 括 ： 隔绝 水 分 ， 免 避
加 工 成 ５ ｍ × ０ｍｍ × ０ｍ 长 ×宽 ×厚 ） 小 ０ｍ ５ ２ ｍ（ 的 ２ ２ 后期 热处 理对 压缩木 吸水 性 的影 响 ．
压缩 木 ２ ４ｈ吸水 率 及 吸水 厚 度 膨 胀 率 测 定 结
果见 表 ２ 。
表 ２ 热处理 对压 缩木 ２ ４ｈ吸水 率和 吸水厚 度膨 胀率 的 影响
ｔｅ ｔｄ ｕ ｄ ｒ１ ０ Ｃ ａ ｄ ２ ０ ｆ ｒ ｔ ｈ ｅ ｔ ｄ ａｒｏ ｏ ｄ ｃ ｉｅ ｏｌ ｅ ｔ ｒ ｎ ｆ ｒｍｅ ｉ ．Ｔ ｅｒ ｓ ｌ ｈ ｗｅ ｒ ａ ｅ ｎ ｅ ７ ｏ ｎ １ ℃ ｏ ｈ ｗｉ ｔ ｅ ｈ ａｅ ｉ ｒ ｎ ｕ ｔ ｉ ｈ ａ ａ ｓ ｄ ａ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｄ ２ ｈ ｃ ｖ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｏｈ ｏ ｅ ｍｏ ｓ ｒ — ｐ ａ ｅ ａ ｄ ｗａｅ — ｐ ａ ｅ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｄ ｗｏ ｄ ｃ ｕ ｄ ｂ ｅ ｕ ｅ ｙ ｐ ｓ ｈ ａ — ｅ ｔ ｇ ｈ ｔｂ ｔ ｆ ｈ ｉｔ ｅ ｕ ｔｋ ｎ ｔ ｒｕ ｔ ｋ ｆ ｈ ｏ ｒ ｓｅ ｏ ｏ ｌ ｅ ｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ｏ ｔ ｅ ｔｔ ａ ｉ ， ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ
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高温热处理落叶松木材尺寸稳定性及结晶度分析表征_孙伟伦
第 46 卷 第 12 期 2 0 1 0 年 12 月
林
SCIENTIA
业
科
SILVAE
学
SINICAE
Vol. 46 ， No. 12 Dec. ， 2010
高温热处理落叶松木材尺寸稳定性及结晶度分析表征
孙伟伦
摘 要：
李
坚
哈尔滨 150040 ）
（ 东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室
落叶松（ Larix spp. ） 是我国重要的森林树种， 主 要生长在东北 、 内蒙古林区以及华北林区 、 西南高山 地区， 天然分布很 广， 具 有 生 长 适 应 性 极 强、 早期速 生、 成材快 、 木材强度大 、 耐腐性强等优点， 广泛用于 建材及其他工业用材领域 。 但由于落叶松存在着干 缩系数较大 、 易开裂 、 加工过程受生长应力及残余干 变形 严 重 、 尺 寸 稳 定 性 差、 树脂含量高 燥应力影响 、 等诸多缺陷， 严重制约了该树种木材在更广阔领域， 2006 ； 2003 ） 。 特别是家具生产领域内的应用（ 李坚， 木材 热 处 理 技 术 是 高 效 利 用 木 材 、 提高木材品 质及利用范围的重 要 加 工 手 段， 热处理后的木材其
Abstract ：
Байду номын сангаас
The ASE ，crystallinity and characteristic of FTIR of super heat-treated Larix spp. （ heat-treated temperature
heat-treated time was 4 h ） were determined and characterized by the research. Results ranging from 180 to 240 ℃ ， showed ： the value of ASE increased along with the heat temperature increasing ranging from 180 to 220 ℃ and was beyond 60% ，but when the heat-treated medium was nitrogen ，the value of ASE was lower than that of air. The spectrum of FTIR demonstrated that the stretching vibration of — OH groups at 3 380 cm
林
SCIENTIA
业
科
SILVAE
学
SINICAE
Vol. 46 ， No. 12 Dec. ， 2010
高温热处理落叶松木材尺寸稳定性及结晶度分析表征
孙伟伦
摘 要：
李
坚
哈尔滨 150040 ）
（ 东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室
落叶松（ Larix spp. ） 是我国重要的森林树种， 主 要生长在东北 、 内蒙古林区以及华北林区 、 西南高山 地区， 天然分布很 广， 具 有 生 长 适 应 性 极 强、 早期速 生、 成材快 、 木材强度大 、 耐腐性强等优点， 广泛用于 建材及其他工业用材领域 。 但由于落叶松存在着干 缩系数较大 、 易开裂 、 加工过程受生长应力及残余干 变形 严 重 、 尺 寸 稳 定 性 差、 树脂含量高 燥应力影响 、 等诸多缺陷， 严重制约了该树种木材在更广阔领域， 2006 ； 2003 ） 。 特别是家具生产领域内的应用（ 李坚， 木材 热 处 理 技 术 是 高 效 利 用 木 材 、 提高木材品 质及利用范围的重 要 加 工 手 段， 热处理后的木材其
Abstract ：
Байду номын сангаас
The ASE ，crystallinity and characteristic of FTIR of super heat-treated Larix spp. （ heat-treated temperature
heat-treated time was 4 h ） were determined and characterized by the research. Results ranging from 180 to 240 ℃ ， showed ： the value of ASE increased along with the heat temperature increasing ranging from 180 to 220 ℃ and was beyond 60% ，but when the heat-treated medium was nitrogen ，the value of ASE was lower than that of air. The spectrum of FTIR demonstrated that the stretching vibration of — OH groups at 3 380 cm
木工工艺的尺寸精度与表面处理
木工工艺的尺寸精度与表面处理一、前言木工工艺是一门古老而又经典的手艺，它以木材为材料，通过切割、雕刻、组装等方式制作出各种精美的家具和装饰品。
然而，想要制作出优质的木工产品，尺寸精度与表面处理是至关重要的因素。
二、尺寸精度的重要性木工制品的尺寸精度直接关系到其装配和使用情况。
如果木工制品的尺寸不准确，很可能导致装配困难、稳定性差以及使用寿命短等问题。
因此，保持良好的尺寸精度对于制作高品质的木工制品来说至关重要。
三、尺寸测量的方法在木工制品的制作过程中，尺寸测量是一个重要的环节。
通常使用的尺寸测量方法有手工测量和机械测量两种。
手工测量主要依靠木工师傅的经验和眼测来保证尺寸的准确性；而机械测量则借助仪器设备如尺子、卡尺等来实现更加准确的尺寸控制。
四、控制尺寸精度的关键要素要实现木工制品的尺寸精度控制，有几个关键要素需要注意。
首先是材料的选择，优质的木材能够减少形变，保持稳定性，有利于尺寸精度的控制。
其次是工艺的流程控制，合理的工艺流程能够避免不必要的尺寸误差。
最后是工具的选择，使用合适的工具能够提高尺寸控制的准确度。
五、表面处理的重要性除了尺寸精度，木工制品的表面处理也是不可忽视的因素。
优秀的表面处理能够增加木工制品的美观度和质感，同时也能提高其耐用性和防腐性。
六、表面处理的方法目前常用的木工制品表面处理方法有涂装、喷漆、热压覆膜等。
涂装是最常见的方法，可以运用各种颜料和漆料来实现对木工制品表面的装饰和保护。
喷漆则是通过喷涂设备均匀涂布颜料，使木工制品表面呈现出均匀的色彩和光泽。
热压覆膜则是将薄膜通过热压工艺直接固定在木材表面，达到保护和装饰的效果。
七、表面处理的挑战与尺寸精度不同，表面处理涉及到更加复杂的技术和工艺。
不同的木材和表面处理方法对于工艺的要求各不相同，因此需要木工师傅具备丰富的经验和技巧，才能达到良好的表面处理效果。
八、提升尺寸精度与表面处理的技术手段尺寸精度和表面处理是木工制品质量的关键，要提升其水平，可以运用一些现代化的技术手段。
热处理对圆盘豆木材尺寸稳定性的影响_史蔷
设备对木材热处理过程的控制方式为 :干球温 度 +氧含量 。
其实设备 :电热鼓风干燥箱 , 恒温恒湿箱 , 电子 天平(精度 0 .001 g), 电子数显千分尺(精 度0 .001 mm)等 。 1 .3 试验方法 1 .3 .1 试件热处理
试验采用热处理工艺[ 6] , 应用阶梯式升温方法 至设定温度对试件进行高温热处理 。因圆盘豆为硬 阔叶材 , 当热处理 温度低于 160 ℃, 木材性质变 化 不大 , 当热处理温度高于 220 ℃时 , 木材脆性过大 , 不适 宜于生产 应用[ 2] , 故热处 理温度分 别为 160 、 180 、 200 、 220 ℃, 保持时间均为 4 h , 试验属单因素 试验设计 。
第7期
史 蔷 , 等 :热处理对圆盘豆木材 尺寸稳定性的影响
· 25 ·
理的应用 , 也直接影响了许多企业的经济效益 。 笔者受浙江久盛地板有限公司委托进行试验研
究 。 试验采用过热蒸汽介质热处理方法 , 对圆盘豆 木材进行高温热处理 , 重点研究热处理温度对圆盘 豆木材尺寸稳定性影响规律 , 为热处理木材的生产 和应用提供科学依据 。在试验中 , 采用干缩率 、湿胀 率和抗胀(缩)率 、阻湿率来表征热处理后圆盘豆木 材的尺寸稳定性 。
· 26 ·
处理工艺 素材 160 ℃ 180 ℃ 200 ℃ 220 ℃
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
表 1 热处理材与素材干缩率 Table 1 Shrinkage ratio of heat-treated and control test specimens
弦向 3 .80 3 .28 .21 2 .62 1 .44
图 2 热处理材湿胀性能变化率 Fig.2 Change rate of swelling of heat-treated Okan wood
其实设备 :电热鼓风干燥箱 , 恒温恒湿箱 , 电子 天平(精度 0 .001 g), 电子数显千分尺(精 度0 .001 mm)等 。 1 .3 试验方法 1 .3 .1 试件热处理
试验采用热处理工艺[ 6] , 应用阶梯式升温方法 至设定温度对试件进行高温热处理 。因圆盘豆为硬 阔叶材 , 当热处理 温度低于 160 ℃, 木材性质变 化 不大 , 当热处理温度高于 220 ℃时 , 木材脆性过大 , 不适 宜于生产 应用[ 2] , 故热处 理温度分 别为 160 、 180 、 200 、 220 ℃, 保持时间均为 4 h , 试验属单因素 试验设计 。
第7期
史 蔷 , 等 :热处理对圆盘豆木材 尺寸稳定性的影响
· 25 ·
理的应用 , 也直接影响了许多企业的经济效益 。 笔者受浙江久盛地板有限公司委托进行试验研
究 。 试验采用过热蒸汽介质热处理方法 , 对圆盘豆 木材进行高温热处理 , 重点研究热处理温度对圆盘 豆木材尺寸稳定性影响规律 , 为热处理木材的生产 和应用提供科学依据 。在试验中 , 采用干缩率 、湿胀 率和抗胀(缩)率 、阻湿率来表征热处理后圆盘豆木 材的尺寸稳定性 。
· 26 ·
处理工艺 素材 160 ℃ 180 ℃ 200 ℃ 220 ℃
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
表 1 热处理材与素材干缩率 Table 1 Shrinkage ratio of heat-treated and control test specimens
弦向 3 .80 3 .28 .21 2 .62 1 .44
图 2 热处理材湿胀性能变化率 Fig.2 Change rate of swelling of heat-treated Okan wood
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4、聚乙二醇(PEG)处理
（1）PEG的性质 PEG是无色、无嗅的物质 ，分子量较大时，
常温(20℃)下呈固态，分子量较小时呈液态。 PEG是由环氧乙烷与水或乙二醇的反应制得
的链状聚合物。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
4、聚乙二醇(PEG)处理
（2）木材的PEG处理 处理条件： 适于处理生材和湿材； PEG的平均分子量1000—1500； 溶液浓度为25％一30％ (溶剂为水)； 温度为常温~ 80℃。
为了改善木材的尺寸稳定性，降低其吸 湿性，可以采用具有吸附水分能力的吸 附点—羟基，或使之失去吸附能力，如 用疏水性分子包围吸附点区域，或部分 地使分子交联固定。
6.2木材尺寸稳定性的评定
木材尺寸稳定性的主要评定指标是抗胀 (缩)率(ASE)(Anti Swelling Efficiency) 、 阻湿率(MEE)(Moisture Excluding Efficiency) 、抗吸水率(RWA) 、聚合物 留存率(PL)(Polymer Loading)—增重率
MT——处理材的吸湿率
6.2 木材尺寸稳定性的评定
（3） 拒水率
RWA=[（WC-WT）/ WC] × 100％
式中： WC——未处理材的吸水率
WT——处理材的吸水率
6.2 木材尺寸稳定性的评定
（4） 聚合物留存率
PL=[（GT-GC）/ GC] × 100％
式中：GC——未处理材的绝干质量
3、酚醛树脂处理
用途 酚醛树脂也适用于处理单板，可将处理单
板制造层积材或强化层积材。在高温(130— 150℃)、高压(10—20MPa)下固化，制得强化 层积材，其尺寸稳定性、耐久和耐候性、电绝 缘性及力学性能均有明显的提高。这种材料常 用作装饰品、工艺品、家具材和门拉手、推杆 等。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
3、酚醛树脂处理
处理材性质 与未处理材相比，处理材的力学指标中：
顺纹抗压强度提高1倍左右，抗弯强度及抗弯 弹性模量提高30％左右，硬度和耐磨性亦有 提高，但冲击韧性下降大约50％，抗拉强度 亦略有下降。
处理材的耐腐、防虫性能亦较未处理材明显增 强。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
3、酚醛树脂处理 定义 将低分子量酚醛树脂注入木材，加
热使其缩聚、固化，生成不溶性树脂，处理材 尺寸稳定，其他性能亦有所改善。
处理机理 处理材的尺寸稳定性与酚醛树脂中羟甲基
酚含量密切相关，而树脂中羟甲基酚含量与树 脂的聚合度呈负相关。因此，低分子量的酚醛 树脂中羟甲基含量较高，高温固化时可与木材 中的羟基彼此间形成氢键结合或化学结合，而 且其增容(膨胀)效果亦十分显著，其抗胀(缩) 率(ASE)也高。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
4、聚乙二醇(PEG)处理
（3）PEG处理材材性
①尺寸稳定性
PEG浸入膨润状态的细胞壁内，在低相对湿 度时细胞壁中的PEG保持膨润状态，在高相 对湿度下，细胞壁中的PEG变为水溶液，保 持膨润状态，由于单位质量的PEG比单位质 量水对木材的增容效果要大，所以在相当于木 材纤维饱和点含水率的70％一80％的PEG含 量时，就能赋予处理材高的尺寸稳定性。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
2、防湿处理 最常用的方法是在木材表面涂饰涂料或
胶贴贴面材料 。 （1）外表面覆盖 常用涂料为酚醛树脂漆、醇酸树脂漆、
硝基漆、氨基树脂漆等，涂层厚度与防 湿效果呈正相关。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
2、防湿处理
最常用的方法是在木材表面涂饰涂料或 胶贴贴面材料 。
6.1 概述
木材的干缩湿胀及各向尺寸变化不 一致而引起的翘曲、开裂、变形等是木 材加工、利用中遇到的最棘手的问题
木材尺寸不稳 定根本原因
木材水分的存 在与变化
1、木材尺寸不稳定的原因
纤维素非结晶区的游离羟基吸附空气 中水分子并与水分子形成氢键结合 ；
木材中的半纤维素、木素及其他物质 也能吸着水分子；
水分子的进入使木材各成分分子之间 的距离增大，木材呈膨胀状态，导致尺 寸不稳定。
6.1 概述
2、处理原则
在保持木材原有优良性质的前提下， 改变其吸湿和干缩湿胀性能。 ①处理仅限于细胞壁内纤维素的非结晶 区部分。 ②细胞壁未经处理，仅仅是细胞腔内充 填、沉积某些化学药剂。
6.1 概述
3、处理机理
WPG
6.2木材尺寸稳定性的评定
（1） 抗胀缩率
ASE=[（VC-VT）/ VC] ×100％
式中：VC——未处理材的体积膨胀
(收缩) 率，
VT——处理材的体积膨胀率
6.2木材尺寸稳定性的评定
（2） 阻湿率
MEE=[（MC-MT）/ MC] × 100％
式中：MC——未处理材的吸湿率，
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
4、聚乙二醇(PEG)处理
（3）PEG处理材材性 ②力学性质 PEG处理材的抗压强度、
（2）内表面覆盖
将憎水材料(如：松香、腊、干性油等)溶解于 挥发性溶剂(如：烷烃、石油醚等）中制成流 动性好、粘度低的溶液注入木材内部，待溶剂 挥发后拒水材料留存于木材内表面上具有防湿 作用。
（1）、 （2）属表浅的物理处理，其防湿
和拒水功能不高，保持的时间不长。ຫໍສະໝຸດ 6.3 物理方法的尺寸稳定处理
GT——处理材的绝干质量
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
1、防水处理 提高木材被水湿润、浸透的抵抗能力。 抵抗湿润性能——憎水性 原理：木材具有可湿性，其亲水性的极性表面
能被水润湿，采用既具有亲水性官能团(能与 材面紧密接触)、又具有憎水性官能团(保护材 面不被水润湿)的两性物质作为憎水处理剂， 涂覆在处理材的表面。
处理效果的好坏与固体表面的化学性质、吸着 分子的多寡、表面粗糙度和孔隙率等有关 。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
1、防水处理 处理剂—含有石蜡成分的憎水剂 、亚麻油类、
清漆和硅树脂等憎水剂 ； 防水效果—防水率高达75％一90％，抗胀(缩)
率(ASE)为70％一85％ 。 应用：门、胶合板、刨花板等。
（1）PEG的性质 PEG是无色、无嗅的物质 ，分子量较大时，
常温(20℃)下呈固态，分子量较小时呈液态。 PEG是由环氧乙烷与水或乙二醇的反应制得
的链状聚合物。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
4、聚乙二醇(PEG)处理
（2）木材的PEG处理 处理条件： 适于处理生材和湿材； PEG的平均分子量1000—1500； 溶液浓度为25％一30％ (溶剂为水)； 温度为常温~ 80℃。
为了改善木材的尺寸稳定性，降低其吸 湿性，可以采用具有吸附水分能力的吸 附点—羟基，或使之失去吸附能力，如 用疏水性分子包围吸附点区域，或部分 地使分子交联固定。
6.2木材尺寸稳定性的评定
木材尺寸稳定性的主要评定指标是抗胀 (缩)率(ASE)(Anti Swelling Efficiency) 、 阻湿率(MEE)(Moisture Excluding Efficiency) 、抗吸水率(RWA) 、聚合物 留存率(PL)(Polymer Loading)—增重率
MT——处理材的吸湿率
6.2 木材尺寸稳定性的评定
（3） 拒水率
RWA=[（WC-WT）/ WC] × 100％
式中： WC——未处理材的吸水率
WT——处理材的吸水率
6.2 木材尺寸稳定性的评定
（4） 聚合物留存率
PL=[（GT-GC）/ GC] × 100％
式中：GC——未处理材的绝干质量
3、酚醛树脂处理
用途 酚醛树脂也适用于处理单板，可将处理单
板制造层积材或强化层积材。在高温(130— 150℃)、高压(10—20MPa)下固化，制得强化 层积材，其尺寸稳定性、耐久和耐候性、电绝 缘性及力学性能均有明显的提高。这种材料常 用作装饰品、工艺品、家具材和门拉手、推杆 等。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
3、酚醛树脂处理
处理材性质 与未处理材相比，处理材的力学指标中：
顺纹抗压强度提高1倍左右，抗弯强度及抗弯 弹性模量提高30％左右，硬度和耐磨性亦有 提高，但冲击韧性下降大约50％，抗拉强度 亦略有下降。
处理材的耐腐、防虫性能亦较未处理材明显增 强。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
3、酚醛树脂处理 定义 将低分子量酚醛树脂注入木材，加
热使其缩聚、固化，生成不溶性树脂，处理材 尺寸稳定，其他性能亦有所改善。
处理机理 处理材的尺寸稳定性与酚醛树脂中羟甲基
酚含量密切相关，而树脂中羟甲基酚含量与树 脂的聚合度呈负相关。因此，低分子量的酚醛 树脂中羟甲基含量较高，高温固化时可与木材 中的羟基彼此间形成氢键结合或化学结合，而 且其增容(膨胀)效果亦十分显著，其抗胀(缩) 率(ASE)也高。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
4、聚乙二醇(PEG)处理
（3）PEG处理材材性
①尺寸稳定性
PEG浸入膨润状态的细胞壁内，在低相对湿 度时细胞壁中的PEG保持膨润状态，在高相 对湿度下，细胞壁中的PEG变为水溶液，保 持膨润状态，由于单位质量的PEG比单位质 量水对木材的增容效果要大，所以在相当于木 材纤维饱和点含水率的70％一80％的PEG含 量时，就能赋予处理材高的尺寸稳定性。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
2、防湿处理 最常用的方法是在木材表面涂饰涂料或
胶贴贴面材料 。 （1）外表面覆盖 常用涂料为酚醛树脂漆、醇酸树脂漆、
硝基漆、氨基树脂漆等，涂层厚度与防 湿效果呈正相关。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
2、防湿处理
最常用的方法是在木材表面涂饰涂料或 胶贴贴面材料 。
6.1 概述
木材的干缩湿胀及各向尺寸变化不 一致而引起的翘曲、开裂、变形等是木 材加工、利用中遇到的最棘手的问题
木材尺寸不稳 定根本原因
木材水分的存 在与变化
1、木材尺寸不稳定的原因
纤维素非结晶区的游离羟基吸附空气 中水分子并与水分子形成氢键结合 ；
木材中的半纤维素、木素及其他物质 也能吸着水分子；
水分子的进入使木材各成分分子之间 的距离增大，木材呈膨胀状态，导致尺 寸不稳定。
6.1 概述
2、处理原则
在保持木材原有优良性质的前提下， 改变其吸湿和干缩湿胀性能。 ①处理仅限于细胞壁内纤维素的非结晶 区部分。 ②细胞壁未经处理，仅仅是细胞腔内充 填、沉积某些化学药剂。
6.1 概述
3、处理机理
WPG
6.2木材尺寸稳定性的评定
（1） 抗胀缩率
ASE=[（VC-VT）/ VC] ×100％
式中：VC——未处理材的体积膨胀
(收缩) 率，
VT——处理材的体积膨胀率
6.2木材尺寸稳定性的评定
（2） 阻湿率
MEE=[（MC-MT）/ MC] × 100％
式中：MC——未处理材的吸湿率，
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
4、聚乙二醇(PEG)处理
（3）PEG处理材材性 ②力学性质 PEG处理材的抗压强度、
（2）内表面覆盖
将憎水材料(如：松香、腊、干性油等)溶解于 挥发性溶剂(如：烷烃、石油醚等）中制成流 动性好、粘度低的溶液注入木材内部，待溶剂 挥发后拒水材料留存于木材内表面上具有防湿 作用。
（1）、 （2）属表浅的物理处理，其防湿
和拒水功能不高，保持的时间不长。ຫໍສະໝຸດ 6.3 物理方法的尺寸稳定处理
GT——处理材的绝干质量
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
1、防水处理 提高木材被水湿润、浸透的抵抗能力。 抵抗湿润性能——憎水性 原理：木材具有可湿性，其亲水性的极性表面
能被水润湿，采用既具有亲水性官能团(能与 材面紧密接触)、又具有憎水性官能团(保护材 面不被水润湿)的两性物质作为憎水处理剂， 涂覆在处理材的表面。
处理效果的好坏与固体表面的化学性质、吸着 分子的多寡、表面粗糙度和孔隙率等有关 。
6.3 物理方法的尺寸稳定处理
1、防水处理 处理剂—含有石蜡成分的憎水剂 、亚麻油类、
清漆和硅树脂等憎水剂 ； 防水效果—防水率高达75％一90％，抗胀(缩)
率(ASE)为70％一85％ 。 应用：门、胶合板、刨花板等。