关于木材尺寸稳定处理课件
第一章 木材改性
§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
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。
木质人造板尺寸稳定化技术
木质人造板尺寸稳定化技术哎呀，说到这个木质人造板的尺寸稳定化技术，我可得好好跟你掰扯掰扯。
这事儿，说起来可真是让人头疼又有趣。
记得去年夏天，我家那老房子翻新，我决定自己动手做点木工活儿。
我在网上买了一堆木质人造板，打算做个书架。
你知道，现在这人造板，便宜又方便，但是有个问题，就是尺寸不稳定，容易变形。
我可不想我的书架用着用着就歪了，那得多尴尬啊。
所以，我就开始研究这尺寸稳定化技术。
首先，我得说，这技术听起来挺高大上的，其实就是让木板不容易变形的技术。
我在网上看了好多视频，还买了几本书，真是下了一番功夫。
我学到了，这稳定化技术，关键在于控制木板的含水率。
你想想，木头这东西，吸了水就会膨胀，干了就会收缩，这含水率一高，尺寸自然就不稳定了。
所以，我得找个方法，让这木板的含水率保持在一个合适的水平。
我决定试试那个什么“干燥平衡”的方法。
就是把木板放在一个干燥的环境里，让它自然地把水分蒸发掉。
我在家里找了个通风的地方，把木板整齐地码放好，还特意买了个湿度计，每天检查一下湿度。
这过程，真是既枯燥又漫长，但为了我的书架，我忍了。
过了几个星期，我看着那些木板，好像真的没什么变化了。
我用手摸摸，感觉挺干的，心里有点小得意。
但是，我还是不放心，我又上网查了查，发现还有个什么“化学处理”的方法，就是用一些特殊的化学物质来处理木板，让它更稳定。
我想了想，决定还是别冒险了，毕竟我只是个业余爱好者，化学处理听起来太专业了。
我还是老老实实地用我的干燥平衡法吧。
最后，我的书架终于做好了，虽然过程有点曲折，但是看到那结实、整齐的书架，我心里那个美啊。
我特意量了量，尺寸一点都没变，看来我这尺寸稳定化技术，还真是学以致用了。
所以啊，这木质人造板的尺寸稳定化技术，虽然听起来复杂，但其实只要掌握了方法，还是挺简单的。
关键是要有耐心，慢慢来，别着急。
就像我这次做书架一样，虽然花了不少时间，但最后的结果，还是挺让人满意的。
这技术，真是挺有意思的，不是吗？。
木材的稳定性处理
木材属多孔性材料，大的孔隙如细胞腔和纹孔等，小的如微纤丝间隙，而且木材中又含有许多亲水基团，使得水分很容易渗透到木材内部，且与木材中某些成分以化学键或氢键形式结合，引起纤丝的润胀，从而使木材尺寸发生变化，即木材的干绍湿胀性能。
更重要的是，木材为各向异性材料，各方向上随木材含水率变化而不均匀胀绍，易产生翘曲、变形、开裂等缺陷，极大地制约了木材的应用范围。
因此，改善木材的尺寸稳定性对木材的高效利用具有重要的意义。
木材的胀缩归根到底是由于水分渗到微纤丝间，增加纤丝间的缝隙，进而影响木材尺寸的变化，而在一定条件下微纤丝间隙的增加是有限度的。
如果在其充分润胀的条件下，向这些间隙内境人某种物质，限制其在水分降低时回复到原来状态，即可达到稳定尺寸的目的。
但木材中只有吸着水才能引起木材尺寸的变化，这部分水和木材是以化学键和氢键形式结合的，如果将木材中的亲水基团(主要指一OH)除去或减少，由此降低木材的吸水率，也能增加木材尺寸的稳定性。
根据处理方法及效果，美国的Stamm A J把木材尺寸稳定性处理的方法大致分为五类：(1)用交叉层压的方法进行机械抑制，如胶合板生产中的单板按纹理交叉方向组坯就是利用这一原理。
(2)防水涂料的内部或外部涂饰，主要有油漆涂刷、石蜡等有机防水剂的浸渍处理。
(3)减少木材吸湿性，包括木材中极性物质的抽提或用树脂浸渍处理木材等。
(4)对木材细胞组分进行化学交联，现绝大多数化学处理都是应用此原理。
(5)用化学药品预先使细胞壁增容，包括树脂浸渍，向木材中浸入不溶性无机盐，将酸、醇等浸入木材后进行酯化反应等。
在实际应用中，经常是同时采用几种方法或是一种方法也能起到多种作用。
随着科技的进步，木材的尺寸稳定处理还有更新颖方法，如对木材进行金属化或陶瓷化处理，不但增加了木材的尺寸稳定性，还能增加许多其它优良性能。
本文就木材尺寸稳定化处理的研究和应用作一1 添加僧水剂向木材中添加一定量的防水剂(憎水剂)，如石蜡、干性油、蜂蜡、硅油或亚麻仁油等。
木材改性第六章木材尺寸稳定处理.ppt
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 。
6.4 化学法的尺寸稳定处理
2、乙酰化
采用乙酰剂中疏水性乙酰基(CH3CO—) 置换木材中亲水性羟基(—OH)，由于 乙酰基的导入，产生酯的增容效应 (Bulking Eficent)。使处理材尺寸稳 定的因素是羟基减少和乙酰基增容
6.4 化学法的尺寸稳定处理
2、乙酰化
（1）乙酰化反应
料 吡啶前处理 单板放入80％醋酸酐和20％
的吡啶混合蒸汽中，90℃下处理6h，PL可 达20％，ASE可达70％。 用尿素和硫酸铵的混合液前处理→干燥→ 醋酸酐蒸汽中气相处理。 用醋酸钾溶液前处理→干燥→等量的二甲 替甲酰胺 化学法的尺寸稳定处理
6.4 化学法的尺寸稳定处理
2、乙酰化
（3）处理方法
①液相法 用吡啶作催化剂 将木材浸入醋酸酐和吡
啶的混合液中→置于密闭的处理罐→加热 （90—100℃），保持数小时→排出未反应 的处理液→处理材干燥处理。
6.4 化学法的尺寸稳定处理
2、乙酰化
（3）处理方法
①液相法 不用催化剂 用二甲苯或氯化烃等作稀释
剂，将醋酸酐稀释成浓度为25％的处理液。 在温度100—130℃时乙酰化木材。 因芳香烃没有膨胀木材，木材吸收处理液 量减少，而且回收二甲苯的过程比分离催 化剂要简单。 这种方法用于处理尺寸较大的木材。
《木材》课件PPT课件
木材的定义
总结词
木材主要来源于世界各地的森林，特别是热带雨林。
详细描述
木材主要来源于世界各地的森林，特别是热带雨林。由于森林资源的有限性和保护环境的需要，人们开始探索其他替代木材的材料，如塑料、金属等。
木材的来源
总结词
根据不同的分类标准，木材可以分为多种类型。
详细描述
根据不同的分类标准，木材可以分为多种类型。例如，根据用途可以分为建筑用材、家具用材等；根据材质可以分为硬木和软木等。不同种类的木材具有不同的特点和用途。
硬度
不同树种的木材硬度不同，硬度决定了木材的耐磨性和使用寿命。一般来说，硬度越大的木材越耐磨。
耐磨性
耐磨性也是木材的重要物理性质之一，对于需要频繁使用的家具和地板等木制品来说，耐磨性是关键的考虑因素。
硬度与耐磨性
03
木材的化学性质
木材的化学组成
木材细胞壁的主要成分，提供良好的力学性能。
与纤维素结合，增加木材的柔韧性和粘结性。
总结词
通过科学合理的采伐和加工方式，保证木材资源的可持续供应。同时，加强废旧木材的回收和再利用，提高木材的循环利用率。此外，应积极研发新型木材再生技术，降低生产成本，提高再生木材的质量和性能。
详细描述
木材的再生与循环利用
VS
新型木材的开发与利用是推动木材产业升级和可持续发展的重要手段。
详细描述
新型木材如竹材、速生材、人工林等具有生长周期短、产量高、环保等特点，可以弥补传统木材资源的不足。同时，新型木材在加工技术和产品性能方面也有很大的提升空间。应加强新型木材的研发和推广，提高其市场占有率和附加值，推动木材产业的绿色转型和升级。
增强细胞壁的结构稳定性。
色素、树脂、脂肪酸等。
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
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
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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 。 （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。
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。
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
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。
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
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
（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。
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。
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
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
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、 抗弯强度和耐磨性均随PEG留存量的增 加而增加，若相对湿度升高，则强度和 耐磨性略有下降，韧性则稍有上升。
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 。
6.2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
关于木材尺寸稳定 处理
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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。
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℃。