压缩木的生产工艺流程

时间:2019-12-20 12:05:22
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压缩木的发展史

压(ya)缩(suo)木是通过热(re)压(ya)处(chu)理加工(gong)而成,它(ta)的(de)特点是质地(di)坚(jian)硬、密度(du)大(da)、强度(du)高。早在(zai)20世纪(ji)初德国和美(mei)国就有了(le)木材压(ya)缩(suo)产品和关于制造压(ya)缩(suo)木的(de)专利;前苏联在(zai)1932年已经制定出(chu)炉中力口热(re)压(ya)缩(suo)法(fa)(简(jian)称于法(fa))和蒸煮压(ya)缩(suo)法(fa)(简(jian)称湿法(fa))工(gong)艺;我(wo)国的(de)压(ya)缩(suo)木技术(shu)起(qi)步比较(jiao)晚(wan),在(zai)50年代末研(yan)制出(chu)煤矿用压(ya)缩(suo)木锚杆和纺织(zhi)用压(ya)缩(suo)木木梭。

压缩木

90年(nian)代(dai)以(yi)后,随着随着世界(jie)木(mu)(mu)材(cai)(cai)工业(ye)的迅(xun)速发(fa)展,各(ge)国(guo)木(mu)(mu)材(cai)(cai)行业(ye)研究(jiu)人员在前人的研究(jiu)基(ji)础上,将木(mu)(mu)材(cai)(cai)的压缩及其变形固定(ding)的研究(jiu)推向一个新的高度(du),为压缩木(mu)(mu)材(cai)(cai)成(cheng)为一种(zhong)实用的工业(ye)化奠定(ding)了良好的基(ji)础。

压缩木的预处理

根据木材的使用要求和使用环境的不同,在木材压缩前要进行不同的预处理加工。主要的预处理方式有:水热处理、药物处理、金属化处理、浸渍树脂处理、微波加热处理等。与预处理技术对应的就产生了普通压缩木、药物压缩木、金属化压缩木、表面压密材和压缩整形木等新型木材。

压缩木树种以选择材质均匀、纹理直、水不溶性抽出物含量低的木材为宜。抽出物含量高的木材如松木、北美黄杉(花旗松)等则不适宜制作压缩木,因为树脂状物质对木素的流动和充分压缩有干扰作用,不易得到稳定的产品。

木材在压缩之前必须软化,否则压缩时细胞壁会发生破坏。软化方法一般有水热处理法和化学药物处理法。水热处理法包括:水煮,汽蒸和微波加热处理;药物处理法包括:液氨,气态氨,氨水,联氨,尿素以及碱处理等。常用的软化方法多为水热处理法,也有用氨水软化的压缩木研究。

压缩木的(de)生产方法

木(mu)(mu)材作(zuo)为一(yi)种(zhong)天(tian)然(ran)弹(dan)塑(su)性材料,虽(sui)然(ran)在一(yi)定条件下可以被压(ya)缩(suo)而(er)不破坏(huai)其结构,但是尺寸稳(wen)定性差(cha)。当浸入水中或放在潮湿的空气(qi)中时(shi),会吸收水分,并(bing)有恢(hui)复原(yuan)来尺寸的趋势。压(ya)缩(suo)变形的固定,是实现软质木(mu)(mu)材强化并(bing)保(bao)持(chi)其物理力学(xue)性质稳(wen)定的关键。方法主(zhu)要有:用低(di)分子量(liang)树脂(zhi)以及(ji)非甲醛系药剂和无毒(du)化学(xue)药剂为催化剂组(zu)成的交(jiao)联体(ti)系浸渍木(mu)(mu)材、热处理、高温高压(ya)汽蒸(zheng)处理等。

近年来,日本和我国的一些学者借助X射线衍射仪、红外吸收光谱和化学分析光电子能谱等各种手段,对压缩变形固定的机理进行了研究。表面压密材所使用的低分子量树脂有PE树脂、MF树脂、乙二醛树脂等,其作用机理是在高温热压过程中,树脂之间及树脂与木材自由基之间发生的化学交联作用,使变形固定。但是以甲醛等醛类为交联剂、以无机酸类为催化剂的这类交联反应不仅污染环境、有害人体健康,而且可降低木材的物理力学性能。近年来也有以气相二氧化硫催化的甲醛反应,尽管减少了木材的化学降解,但仍会污染环境,难以在实际应用中推广。因此,探索用于木材交联反应的非甲醛系交联体系,改变催化作用过程,揭示新型交联剂与催化剂的反应机理,成为普遍关注的前沿研究之一。

木材在压缩状态下进行热处理,纤维素和半纤维素发生分解和聚合,β纤维素减少,而a及γ纤维素增多。热处理木材的结晶度有所减小,与未经热处理的压缩木相比,热处理会引起压缩木纤维方向MOR和MOE的降低,处理温度越高、时间越长,其降低程度越大;热处理后压缩术密度大体不变,硬度、耐磨耗性下降,透湿性、吸湿性减小,疏水性提高,材色变暗。分别在空气中加热、真空中加热和应用熔融金属加热等3种加热方法,固定合欢树木材的压缩变形的研究结果表明,变形的恢复随木材重量损失率的增加而降低,二者之间关系可用双曲线方程表达,当重量损失率为4%时的固定效果最好。

高温汽蒸法

高温汽蒸(zheng)法是指木(mu)材(cai)(cai)在压缩(suo)状(zhuang)态下,用水蒸(zheng)气处理(li),使(shi)压缩(suo)变形得到固定。木(mu)材(cai)(cai)先经汽蒸(zheng)处理(li)再(zai)压缩(suo),与先压缩(suo)然后在压缩(suo)状(zhuang)态下进行汽蒸(zheng)处理(li)有不(bu)同的效果,后者(zhe)远(yuan)远(yuan)优于前者(zhe)。

用高(gao)温(wen)高(gao)压水(shui)蒸气处理,木(mu)(mu)(mu)材中(zhong)的化学成(cheng)分发生了(le)降(jiang)解,降(jiang)解产物又重新组合(he)(he)形成(cheng)新的键型;细(xi)胞壁物质中(zhong)的醇、醚(mi)键数量下降(jiang);木(mu)(mu)(mu)材中(zhong)的木(mu)(mu)(mu)素(su)、半纤维素(su)发生降(jiang)解,产生了(le)醛基(ji)或酮基(ji);纤维素(su)结(jie)(jie)构虽(sui)不起显(xian)(xian)著变化,但(dan)部分起了(le)加(jia)水(shui)分解、微纤丝切断、融合(he)(he)的变化,结(jie)(jie)晶度(du)和(he)结(jie)(jie)晶区(qu)宽度(du)增大。有少量石墨碳(tan)存在(zai),从(cong)而使木(mu)(mu)(mu)材细(xi)胞壁物质排列更加(jia)有序,结(jie)(jie)合(he)(he)强度(du)提高(gao),木(mu)(mu)(mu)材表面(mian)硬度(du)和(he)耐磨(mo)度(du)增大;处理后的压密材的机械自由基(ji)浓度(du)明显(xian)(xian)降(jiang)低。

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