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行業新聞
哈爾濱炭化木的改性原理及優勢特點分析
時間: 2019-09-02 07:26:34來源: 新天地防腐木

高溫熱處理木材又稱為熱改性木,我國木材行業對高溫熱處理木材稱為“炭化木”。國際稱高溫熱處理為“Heat-treated Wood“,或“Thermal Modified Wood"。


  通過木材改性技術,對木材進行物理或化學處理,可減少變形,改善生物耐久性,延長木材使用壽命。木材熱處理是在溫度下,使木材組分在高溫中發生物理、化學變化,達到改善木材性能的目的,被公認為是一種綠色環保的木材改性方法。


  根據傳熱介質的不同,木材熱處理可分為式帶壓和密式常壓兩種方式。熱處理能夠改善木材的尺寸穩定性,提高木材的耐腐性,改變木材的顏色等優點,相關的研究主要集中在熱處理木材的化學變化、尺寸穩定性、物理力學性能、耐久性等方面。


  炭化木的化學變化


  木材主要由纖維素、半纖維素及木質素三大成分組成的,其性質也由三大成分的組成、結構及三者間相互關系決定。在高溫下,木材中各組分會發生熱降解、縮聚等復雜的化學反應,使得木材內部主要成分發生變化,從而影響木材的物理和化學性質。


  木材熱處理時會形成醋酸,催化半纖維素和無定形纖維素的水解反應,同時芳香族木質素的乙醚鍵、脂肪族甲氧基鏈會斷裂。隨熱處理時間延長,木材的降解程度增加木材三大成分中木質素的化學穩定性最好,其降解溫度高于纖維素和半纖維素。木質素分子中含有甲氧基基團,在熱處理過程中醚鍵易斷鏈,發生交聯、縮聚反應,增加木材穩定性。



  炭化木尺寸穩定性


  木材半纖維素的主鏈和側鏈含有親水基團,這是木材吸濕膨脹、變形的主要原因,木材炭化過程中,半纖維素的自由徑基含量減少,疏水性提高,因而吸濕性降低;同時,半纖維素多糖裂解為糖酸或其他產物,在熱量的作用下,聚合形成不溶于水的聚合物,從而使木材的吸濕性下降,提高尺寸穩定性。


  高溫使木材的纖維素分子鍵內的輕基互相結合,也就是破壞或結合木材中的氫氧根,來達到限制水分吸收的目的。


  碳化木的耐久性


  耐腐。由于熱處理降低了木材含水率,同時木材中高分子的改變和半纖維素裂解,產生對腐朽菌有毒的物質,最終提高了熱處理材耐腐性熱處理木材提高了腐朽菌的抵抗力,但并未提高霉菌的抵抗力。


  不耐霉。熱處理過程產生的化學香草酸對藍變菌有害;而受黑曲霉、梧青霉侵害大于未處理材,這是因為半纖維素被降解成單糖,然后單糖隨著水分的擴散而擴散到木材表面,熱處理木材表面的含糖量比未處理材的多,因而更易遭霉菌侵害。

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