解析木材化學(xué)功能改良技術(shù)進展_《中國科技博覽》2013年11期

　　注：本文摘自《中國科技博覽》2013年11期；作者：紀(jì)偉

　　【摘要】：隨著社會的發(fā)展，人類的生活生產(chǎn)水平不斷提高，從人類對自然的改造能力也明顯增強。在現(xiàn)代社會中，為了使木材能夠更好的為人類應(yīng)用，通常會使用一些對木材的改良措施和技術(shù)手段，將木材的顏色、質(zhì)地等進行合理的處理，從而達到人類所需要的形態(tài)或規(guī)格。本文通過對木材化學(xué)功能改良技術(shù)進展和發(fā)展現(xiàn)狀的深入分析，總結(jié)了我國近十年在對木材進行處理的過程中的研究成果。
 

　　對于我國的國民經(jīng)濟建設(shè)來說，木材在我國國民經(jīng)濟建設(shè)中起到了不容忽視的作用，而隨著近幾十年來為了促進我國的經(jīng)濟快速發(fā)展，對木材進行了無節(jié)制的開采，從而使我國的木材資源集聚下降，導(dǎo)致了我國成為了嚴(yán)重缺乏木材資源的國家。但是，隨著社會的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識到森林資源對于人類社會發(fā)展的重要性，也隨著可持續(xù)發(fā)展這一科學(xué)發(fā)展觀的提出，人們開始了大量的植樹造林行動，并且國家加大了對天然林的保護力度，從而有效緩解了林木資源緊缺的情況。在緩解林木資源緊缺的過程中，通常是通過建設(shè)速生人工林來緩解木材的緊缺情況。而木材作為天然的生物質(zhì)材料，其存在著諸多優(yōu)點，但是還伴隨了諸多缺點，也即是在對木材進行應(yīng)用之前，必須要對其進行改良處理，才能夠使木材的性能得到充分的發(fā)揮。在木材的改良過程中，通常是應(yīng)用一些化學(xué)技術(shù)和物理方法對木材進行改造，從而使木材的有點更加明顯，缺點逐漸被消除。本文從我國目前木材功能性改良研究的現(xiàn)狀出發(fā)，對木材化學(xué)功能改良技術(shù)進行了深入研究，并對我國近十年在此方面的研究成果進行了詳細(xì)闡述，希望能夠起到拋磚引玉的效果，使同行相互探討共同提高，進而為我國木材化學(xué)功能改良技術(shù)發(fā)展起到一定的促進作用。

　　1、木材功能性改良研究現(xiàn)狀

　　1.1木材軟化處理

　　目前，我國木材軟化處理方法主要有蒸煮法、飽水狀態(tài)下微波加熱成型法、堿處理法和部分含氮化合物（液態(tài)氨、氣態(tài)氨、氨水、聯(lián)氨等）處理法等。木材在各種溶劑中的膨脹率隨著溶劑與木材的3大主要化學(xué)物質(zhì)形成氫鍵能力的增加而增加，而N原子比O原子更容易與H原子形成氫鍵，所以含氮化合物處理一般比蒸煮法效果明顯。采用微波加熱法處理木材，溫度達到半纖維素和木素的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，木材含水率迅速降低，短時間內(nèi)進入軟化狀態(tài)，有利于進行彎曲加工和干燥定型。此外，還可以采用高頻電加熱法和尿素處理法等來加熱軟化木材。

　　1.2木材顏色處理

　　1.2.1木材漂白處理木材的漂白可使木材色澤變淺或褪色，漂白劑（主要是過氧化氫、NaCIO2：等）的預(yù)處理和滲透劑（氫氧化鈉或氨水等）的應(yīng)用可提高漂白效果，漂白時間和漂白溫度也會影響漂白效果[1-2]。漂白可除去單板表面的藍(lán)變色和色斑，脫色后的單板可進行再染色處理[3]。

　　1.2.2在對木材進行應(yīng)用的過程中，對木材進行染色處理，可以有效的提高木材的裝飾性，而在對木材進行染色時，由于通常會受到木材本身特性以及染色方法和染色材料的影響，從而導(dǎo)致染色效果的不理想。通過對木材中的木質(zhì)素進行研究，并總結(jié)出木質(zhì)素的染色規(guī)律，可以有效的促進木材染色工藝的發(fā)展。通常情況下，楊木、樺木等木材會因為時間的變化而導(dǎo)致其上染率出現(xiàn)變化。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了使染色木材不一褪色，通常會通過計算機配色技術(shù)，并采用先進的染色工藝，從而使染色質(zhì)量大幅度提高。

　　1.3木材尺寸穩(wěn)定化處理

　　木材是吸濕性材料，含水率的變化是木材濕脹干縮的主要原因。木材尺寸穩(wěn)定化處理方法包括物理方法和化學(xué)方法。物理方法包括熱處理和防水處理等。白蠟?zāi)尽⒆跄尽⑾阏梁秃赡镜仍?00℃左右的超高溫低氧處理一定時間后，細(xì)胞壁中羥基減少，木材的吸濕性能明顯下降，尺寸穩(wěn)定性得到有效的改善。化學(xué)方法主要是使用低分子量的化學(xué)藥品與木材中親水性的羥基形成熱固性樹脂。先使用三聚氰胺改性脲醛樹脂浸漬桉樹，再對其熱處理，可大幅改善處理材的尺寸穩(wěn)定性；使用阻燃劑DPB或WFRJ，與PF樹脂復(fù)配處理大青楊木材，可達到木材體積穩(wěn)定的效果。

　　2、木材功能性改良研究展望

　　2.1明確我國木材功能性改良的重點對象

　　隨著我國森林資源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和國家生態(tài)環(huán)境保護的深入，我國木材改性的重點對象將長期定位為資源豐富、自身性能存在不足的楊木、桉樹、杉木、馬尾松、泡桐等速生人工林木材。

　　2.2強化木材滲透性研究，提高木材化學(xué)改性效果

　　在木材功能性改良過程中，木材的滲透性越好，則增重率（WPG）越高，改性效果越好。因此，今后木材功能性改良應(yīng)加大力度研究木材滲透性的影響因子，從而提高木材的滲透性。

　　2.3深入研究木材功能性改良處理方法與改良效果的關(guān)系

　　綜合考慮各種木材功能改性技術(shù)的特性，研發(fā)出更好的“一劑多能”的木材功能改性劑，或者通過多種處理方法改性后實現(xiàn)“多劑一能”的效果。改性劑的開發(fā)應(yīng)逐步向同時具有防生物危害、阻燃和尺寸穩(wěn)定化、提高木材力學(xué)性能的“多功效性”和環(huán)保、長效方向發(fā)展。從工業(yè)廢料中制取木材浸漬改性劑是目前的趨勢之一。應(yīng)深入研究木材功能性改良過程中微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律，探明木材功能性改良的內(nèi)在本質(zhì)。

　　3、結(jié)束語

　　隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，人們的生活生產(chǎn)水平顯著提高，而人們對木材的使用性能和外觀形象也提出了更高的要求。而木材對于我國的經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展來說，其對我國的經(jīng)濟建設(shè)和發(fā)展有著重要的意義，但是由于近幾十年人們?yōu)榱耸菇?jīng)濟更快的發(fā)展，從而加大了對森林資源的開采，而木材作為森林資源的重要部分，自然首當(dāng)其沖。因此隨著人們對森林資源的過度開采，導(dǎo)致了我國木材資源的嚴(yán)重短缺，從而是我國成為了世界上木材最為貧乏的國家之一。隨著可持續(xù)發(fā)展這一科學(xué)發(fā)展觀的提出，人們逐漸認(rèn)識到生態(tài)環(huán)境對人類社會發(fā)展的重要性，人們開始了對自然資源的保護工作，從而有效的促進了木材資源的發(fā)展，進而為自身能夠的服務(wù)于人類社會打下堅實基礎(chǔ)。人們木材進行應(yīng)用時，通常會采用一些技術(shù)手段對其進行改良處理，從而才能滿足人們的使用要求。而通過本文對木材化學(xué)功能改良技術(shù)進展和現(xiàn)狀的詳細(xì)解讀，相信讀者對其也有了進一步的認(rèn)識。總而言之，在進行木材的改良時，必須要合理的應(yīng)用改良技術(shù)，并且結(jié)合木材本身特性，才能夠使改良效果得到最佳體現(xiàn)。
 

　　【雜志信息】：

　　《中國科技博覽》原名：《中國包裝科技博覽》雜志是國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會（國資委）主管，中國包裝總公司主辦的綜合性學(xué)術(shù)期刊面向廣大教育、科研工作者的國家級學(xué)術(shù)刊物。旨在推廣科教新理論、新經(jīng)驗，為廣大教育、科研工作者提供學(xué)術(shù)交流、各類評級、提干投稿平臺，推動科教事業(yè)發(fā)展。愿與社會各界合作，攜手共進。國內(nèi)刊號：CN11-4450/T國際刊號：ISSN1009-914X，國內(nèi)外統(tǒng)一公開發(fā)行。本刊為中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫來源期刊，是國內(nèi)印刷包裝、測繪等相關(guān)專業(yè)統(tǒng)計期刊。

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