人工林杨树木材皱缩恢复工艺与机理研究

【摘要】为了进一步探明木材细胞皱缩的恢复机理、木材细胞发生皱缩后皱缩恢复的动力,同时为研究有效恢复皱缩木材变形的干燥工艺提供理论依据,也为高效利用人工林木材提供技术支持。本文以内蒙古地区主要的速生人工林杨树木材为研究对象,研究木材皱缩的可恢复特性和机理、木材细胞皱缩恢复的调控因素和工艺,利用超微图像数字分析法从微观角度分析并评价了皱缩恢复的效果。探明木材干燥过程中木材细胞产生皱缩的机理和过程、皱缩产生的条件的基础上,对比了皱缩恢复前后试样中的水分状态变化以及结晶度变化。本文研究主要结论归纳如下通过杨树皱缩恢复工艺优化试验中得到,北京杨的弦向恢复率为19.83%,径向恢复率为9.12%。100℃弦向恢复率为26.68%,径向恢复率达到9.36%。6h的弦向恢复率21.27%,径向恢复率为8.13%。皱缩恢复工艺参数优化结果为,处理温度100℃,处理时间6h。通过杨树皱缩恢复性能试验得到,北京杨的皱缩深度最大为1.53mm,加拿大杨皱缩因子最大为56.07,小叶杨的体积收缩率最大为3.95%。12h处理后,皱缩深度减小最小为0.20mm。6h处理后,皱缩因子减小到最小为23.79,试样的体积收缩率随着处理时间的增长逐渐增加。通过研究不同位置皱缩恢复性能试验得到,纵向位置中,基部的皱缩深度、皱缩因子体积收缩率较大,横向位置中,心边材交界处的皱缩深度较大,心材的皱缩因子较大,边材的体积收缩率较大由超微图像分析实验可知,杨树木材发生皱缩的主要区域集中于心边材交界附近。皱缩木材经过蒸汽处理后,与处理前相比,木材细胞面积增大明显,恢复比例为32.90%。周长恢复比例为20.65%。皱缩幅度最大的心边交界材的表面区域,恢复的效果也是最明显的。木材长度方向,皱缩性能变化不显著。皱缩恢复细胞模型为薄壁圆柱体模型。木材皱缩恢复机理：木材细胞经过蒸汽或饱和湿空气处理时,皱缩的细胞壁吸收水分和热量,细胞壁刚性下降,在干燥应力作用下,皱缩细胞开始恢复。同时由于细胞腔内部空气受热膨胀,胞腔内压力增大,促使细胞腔进一步恢复形状。
【作者】赵喜龙；
【导师】王喜明；
【作者基本信息】内蒙古农业大学，木材科学与技术，2013，博士
【关键词】杨木皱缩；工艺优化；恢复工艺；超微图像；恢复机理；

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