利用多學科知識交叉融合提出的木材熱處理技術,已成為木材科學技術之一!赌静臒岣男蕴幚怼废到y地闡述了木材熱處理技術的現狀及發展趨勢;介紹了一種可替代珍貴樹種、價格低廉且操作簡單的木材熱處理工藝;探討了工藝因子對落葉松熱處理材物理、化學和微觀力學性能的影響;分析了環境溫度和幾種保護介質對熱處理落葉松材性的影響!赌静臒岣男蕴幚怼窞槿斯ち致淙~松的高效高附加值利用提供了技術支撐,擴大了速生落葉松的應用范圍。
《木材熱改性處理》可供木材科學與技術、生物質復合材料、木材功能性改良、木材保護學以及生產等領域的研究人員、工程技術人員及相關專業的師生學習和參考。
落葉松人工林,是中國東北、內蒙古林區的主要森林組成樹種,是東北地區主要三大針葉用材林樹種之一。落葉松因松脂含量高、尺寸穩定性差等材性特征,限制了其在室內的應用。然而,化學改性劑的引入必然會加劇室內環境揮發性有機化合物的污染,降低室內空氣質量,危害人體健康。在這樣的情況下,我們引入了環境友好型的木材熱處理技術。
目前木材熱處理技術主要是利用氮氣、真空、蒸汽或植物油等作為保護介質,而對生物質燃氣熱處理木材的研究相對比較缺乏。與其他傳統的工業化木材熱處理技術相比,生物質燃氣高溫改性處理在生產效率、產品質量和污染排放等方面有其獨特的優勢。針對我國木材產品市場日益突出的供需矛盾,開展生物質燃氣超高溫熱處理技術的研究,對拓展生物質燃料的應用領域、豐富熱處理工藝和改善人工林速生材的利用率與產品附加值具有極其重要的現實意義。
本書所介紹的成果源自國家自然科學基金資助項目(項目編號:31270597),在此特表示衷心的感謝。
相信本書的出版發行,將為木材熱處理領域的拓展提供思路,并為進一步的生產實踐提供理論支撐。
限于寫作水平和時間,疏漏和不足之處在所難免,懇請讀者指正。
前言
1 緒論
1.1 木材的化學組成
1.1.1 半纖維素
1.1.2 纖維素
1.1.3 木質素
1.2 木材的熱分解反應
1.3 熱處理木材的定義
1.4 熱處理木材的特點
1.4.1 尺寸穩定性良好
1.4.2 生物耐久性提高
1.4.3 顏色穩定、視覺舒適
1.5 國內外研究現狀
1.5.1 熱處理工藝研究
1.5.2 熱處理材材性研究
1.5.3 熱處理過程木材組分化學變化
1.6 存在的問題和發展趨勢
1.6.1 存在的問題
1.6.2 發展趨勢
參考文獻
2 熱處理木材物理性能
2.1 熱處理工藝
2.1.1 熱處理設備
2.1.2 熱處理參數及升溫步驟
2.1.3 生物質燃氣熱處理的特點
2.2 試驗與測試方法
2.2.1 試驗材料
2.2.2 熱處理木材密度
2.2.3 熱處理木材的吸水性
2.2.4 熱處理木材的尺寸穩定性
2.3 結果與討論
2.3.1 熱處理木材密度的變化規律
2.3.2 熱處理木材的吸水性
2.3.3 熱處理木材的尺寸穩定性
2.4 熱處理造成木材物理性能變化的原因
2.4.1 基本密度
2.4.2 親水性和尺寸穩定性
2.5 本章小結
參考文獻
3 熱處理木材顏色變化規律
3.1 引言
3.2 試驗與測試方法
3.2.1 熱處理工藝
3.2.2 色度原理與測試
3.3 結果與分析
3.3.1 落葉松未處理材的顏色
3.3.2 氮氣熱處理落葉松顏色變化規律
3.3.3 生物質燃氣熱處理工藝對落葉松木材顏色變化的影響
3.3.4 比較實驗室熱處理與工業化熱處理對落葉松顏色變化的影響.
3.4 熱處理落葉松顏色歸類
3.5 熱處理木材顏色變化的原因分析及討論
3.6 本章小結
參考文獻
4 熱處理木材人工老化性能
4.1 引言
4.2 試驗與測試方法
4.2.1 人工老化測試
4.2.2 色度測試
4.2.3 掃描電子顯微鏡
4.2.4 傅里葉變換紅外光譜儀
4.3 結果與討論
4.3.1 視覺觀察
4.3.2 SEM微觀結構分析
4.3.3 木材表面色度變化
4.3.4 木材表面化學變化分析
4.4 人工加速老化變色分析
4.5 本章小結
參考文獻
5 熱處理木材燃燒性能研究
5.1 引言
5.2 試驗與測試方法
5.2.1 熱處理工藝
5.2.2 熱重分析
5.2.3 微觀結構分析
5.2.4 傅里葉變換紅外光譜分析
5.2.5 燃燒性能測試
5.3 結果與討論
5.3.1 熱重分析
5.3.2 SEM微觀形貌分析
5.3.3 FTIR分析
5.3.4 燃燒性能測試分析
5.4 本章小結
參考文獻
6 熱處理對木材化學組分的影響
6.1 引言
6.2 高溫熱處理對木材材性的影響
6.3 試驗與測試方法
6.3.1 木材化學組分的測試方法
6.3.2 TG-FTIR分析
6.3.3 TG-GC-MS分析
6.4 結果與討論
6.4.1 化學組分分析
6.4.2 TG-FTIR分析
6.4.3 TG-GC-MS分析
6.5 本章小結
參考文獻
7 熱處理木材細胞壁微觀力學性能及溫度響應機制研究
7.1 木材細胞壁結構概述
7.1.1 木材細胞壁層結構
7.1.2 細胞壁的超微結構
7.2 熱處理木材細胞壁準靜態微觀力學研究
7.2.1 試驗與測試方法
7.2.2 結果與討論
7.3 熱處理木材細胞壁微觀黏彈性研究
7.3.1 試驗與測試方法
7.3.2 結果與討論
7.4 保護介質對熱處理木材細胞壁微觀力學性能的響應機制
7.4.1 試驗與測試方法
7.4.2 結果與討論
7.5 本章小結
參考文獻
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