木材超高温处理及超高温处理木材的应用
一般的木材干燥中,温度小于100℃为常规干燥,100℃～150℃为高温干燥,大于150℃为超高温干燥，木材超高温热处理就是利用木材在接近或高于200℃的超高温低氧含量环境中，持续处理一定时间后,使木材中半纤维素降解，木材细胞壁中羟基减少，木材的吸湿性能下降,尺寸的稳定性和耐生物破坏性得到改善。
现在木材作为一种重要的可再生资源之一，木材的综合利用水平关系到全球经济及社会的可持续发展.但是近年来，天然林木材资源在世界的范围内短缺,木材资源的使用专向了人工林木材，由于人工林木材不如天然林木材，例如,木材中幼龄材占的比例大,半纤维素和木素的含量高,材质较差,密度低,尺寸稳定性及耐久性差,用途受到很大的限制.对于这样木材的不足,国内外的研究人员对如何提高木材的尺寸稳定性、耐久性、吸湿的性能都做了大量的研究,用化学的方法对木材进行处理,但是对使用化学药剂处理木材的安全性提出质疑,同时在欧美也都在制定一些规定.在规定场合限制化学药剂处理木材的使用,像甲板、篱笆、风景名胜、野餐桌、操场等及儿童能接触到的场合.在各种处理技术中,非化学药剂处理的木材产品获得越来越广泛的市场空间,超高温热处理木材技术及产品受到广大的关注.
在上个世纪九十年代后,很多的国家对超高温热处理木材的研究与开发.木材超高温热处理工艺对于木材的影响至关重要,处理温度、处理时间、加热速率、木材树种、试件重量、尺寸、初含水率等参数,都会影响产品的最终性能.处理工艺的确定主要依据产品的使用的目的,在吸水性能改善于力学性能降低之间优化,找到可接受的平衡点.根据处理所使用介质不同,处理工艺主要分为3种.蒸汽处理工艺、惰性气体处理工艺、热油处理工艺.
在这三种热处理工艺中,蒸汽处理工艺是比较成熟的,同时应用也比较广,所以在这主要介绍蒸汽处理工艺.
芬兰对超高温热处理木材的研究是比较早的,经过多年的发展,生产技术已经比较成熟.处理过程中,用水蒸气来防止木材燃烧,处理环境中氧气含量控制在3%～5%以下.处理过程分为3个步骤:
1) 升温过程,包括预热、高温干燥及再升温阶段;
2) 实际热处理阶段;
3) 冷却及平衡阶段.
经处理后的木材与未处理材相比,最显著的变化石平衡含水率的降低,与其相关的缩胀性均有所改善.试验证明,当处理温度超过200℃时,松木的耐候性和耐腐性较好,但强度有所降低;桦木和杨木处理后最大的变化是,木材含水率变化对其尺寸稳定性的影响显著改善.总体结果表明,材质较均匀的径向材处理效果较好,而含有节子或弦向处理后则缺陷较多.
经超高温热处理的木材可广泛应用于建筑内装修、外装修、地板、栅栏、室内外家具等方面.如一些工厂正在尝试用热处理木材生产木地板,以代替代热带阔叶树材的使用;热处理木材优良的胀缩性、较低的吸湿速度及良好的耐久性,在桑拿房的建造中可广泛的使用;热处理后木材的颜色加深,更加的质感、柔和、古典的韵味.用其制作木制工艺品是个不错的选折.热处理木材生产门窗,可避免由于湿度变化而引起的开缝或挤紧开启不便的情况.值得注意的是,热处理木材中残留的酸性物质较多,在使用过程中容易对连接件造成腐蚀,因此,最好使用不锈钢连接件连接.
超高温热处理技术,可解决木材的尺寸稳定性问题,极大地促进人工林木材的使用范围,为人工林木材发掘出更大的潜在市场机会,同时,无论是在对外贸易,还是从多人们身体健康及环境的保护,超高温处理木材产品是我们的首选,它在未来的市场将占有很大的优势!