论文部分内容阅读
为了探索常压状态下,浸渍处理对木材尺寸稳定的影响,本文采用1000分子量聚乙二醇(PEG)、1000分子量PEG-无水乙醇复合和水溶性乙二醛3种浸渍剂对柳杉和红椿木材进行浸渍处理,并系统的研究了两种木材的浸渍处理工艺以及浸渍处理对木材的物理力学、化学性质、内部结构、颜色和耐老化性能的影响。主要研究结果如下:(1)PEG浸渍剂对提升柳杉木材抗胀缩率的效果明显,随浸渍浓度增加而提高,30%浓度PEG的径向抗缩率和弦向抗胀率分别达到78.99%和81.94%,浓度梯度显著性P值均小于0.05,随着浸渍剂浓度的增加,木材增重率逐渐增大,最高达到114.73%,浸渍时间和浸渍温度对木材抗胀缩率的提升效果明显且较稳定,其中16h的弦向抗缩率和弦向抗胀率分别达到86.75%和85.96%,80℃的抗胀缩率均大于80%,最佳处理工艺是:水溶性PEG浸渍浓度30%,浸渍时间16h,浸渍温度80℃。(2)PEG-无水乙醇(3:7)复合浸渍剂对提升柳杉木材抗胀缩率的效果明显,浸渍时间和浸渍温度对木材抗胀缩率的提升效果明显且较稳定,其中24h的抗胀缩率均大于80%,80℃的抗胀缩率均大于79.92%,最高90.18%,最佳处理工艺是:PEG-无水乙醇(3:7)复合浸渍时间24h,浸渍温度80℃。(3)低浓度水溶性乙二醛浸渍剂对提升柳杉木材抗胀缩率的效果明显,随着浸渍剂浓度的增加,木材增重率逐渐增大,最高达到58.34%,其中10%和20%的浸渍浓度效果最好,径弦抗胀率均大于72.18%,最高91.63%,随浸渍时间变化,10%浸渍浓度的径向抗缩率效果较差,12h达到36.54%,20%浸渍浓度效果好于10%,12h的径弦抗胀率为91.63%和87.49%,高于10%的78.95%和72.18%,10%和20%的浸渍浓度均在浸渍温度60℃时,表现最好,20%浸渍浓度的径弦抗胀率达到91.63%和87.49%,最佳处理工艺是:浸渍浓度10%,浸渍时间12h,浸渍温度60℃和浸渍浓度20%,浸渍时间24h,浸渍温度60℃。(4)PEG浸渍剂对提升红椿木材抗胀缩率的有一定效果,随着浸渍剂浓度的增加,木材增重率逐渐增大,最高达到13.47%,30%浸渍浓度效果最好,弦向抗胀缩率达到50.52%和57.13%,浸渍时间12h最佳,弦向抗胀缩率达到57.74%和59.26%,浸渍温度80℃时,径弦抗缩率达到65.76%和52.75%,最佳工艺是:PEG浸渍剂浓度30%,浸渍时间12h,浸渍温度80℃。(5)PEG-无水乙醇(3:7)复合浸渍剂对提升红椿木材抗胀缩率的有一定效果,随浸渍时间增加,效果逐渐减小,在8h达到最佳,木材的抗胀缩率均大于50%,80℃时木材的径弦抗缩率达到57.24%和55.45%,最佳工艺是:PEG-无水乙醇(3:7)复合浸渍时间8h,浸渍温度80℃。(6)高浓度水溶性乙二醛浸渍剂对提升红椿木材抗胀缩率的效果明显,随着浸渍剂浓度的增加,木材增重率逐渐增大,最高达到13.53%,在40%浸渍浓度时,木材的弦向抗胀缩率达到53.99%和50.96%,在浸渍时间16h时,木材的径弦抗缩率达到62.23%和58.28%,60℃时,木材的径向抗缩率和弦向抗胀率达到47.75%和47.98%,温度梯度显著性P值均大于0.05,最佳工艺是:水溶性乙二醛浸渍剂浓度40%,浸渍时间16h,浸渍温度60℃。(7)三种浸渍剂对柳杉和红椿木材的颜色影响小,显著性P值均小于0.05,除40%乙二醛浸渍组的红椿边材颜色a*和b*变化幅度较大外,其余心边材变化幅度均小于40%乙二醛浸渍组,经老化实验后,木材明度降低,降幅在20%左右,颜色变深。(8)浸渍处理对柳杉和红椿木材的密度影响较大,密度均增加,增幅最高184.65%,最低16%,显著性P值均小于0.05,经老化实验后,浸渍处理材的密度仍比对照组大,效果明显,最佳处理工艺后的柳杉木材在弦向抗胀率上效果一致,均大于70%,红椿木材径向抗缩效果较好,最高达76.72%,经乙二醛浸渍剂处理的老化后的柳杉木材抗胀缩率较差,PEG和PEG-乙醇复合浸渍剂处理的老化后的柳杉木材的径弦抗胀率达到80%以上,经浸渍剂处理的老化后的红椿木材还能保留一定的抗胀缩率,最高达41.1%,浸渍处理后的柳杉和红椿木材以及老化材的力学性质除乙二醛浸渍组的硬度有较小增加外,与原材料相比,力学性能均为减小。(9)不同浸渍剂处理后的木材的抽出物均有提高,PEG和PEG-乙醇浸渍组显著性P值均小于0.05,其中PEG-乙醇浸渍组化学抽出物含量最高,柳杉木材的热水抽出物、乙醇抽出物和1%NaOH抽提分别是60.88%、54.68%和62.20%,红椿木材的热水抽出物、乙醇抽出物和1%NaOH抽提分别是24.75%、17.47%和33.11%。(10)电镜实验显示,PEG浸渍剂对木材的浸渍填充主要以网状结构存在,乙二醛浸渍剂对木材的浸渍填充主要以覆盖封口以及附着细胞壁的形式存在。