提高竹丝板尺寸稳定性的研究

浅谈如何提高木材尺寸稳定性的机理【摘要】解决木材尺寸稳定性的机理问题，长期以来一直是提高木材使用价值的重要课题。

本文分析了影响提高木材尺寸稳定性的机理的主要原因和提高木材尺寸稳定性的机理具体方法。

【关键词】稳定性；膨胀量；纤维素；干缩率关于木材改性目前基本上有两个目的：改进木材由于含水率变化的尺寸稳定性，以及提高木材的物理—力学性质。

所以提高木材尺寸稳定性的机理的问题是我们研究的重点内容。

木材和其他植物的物质一样，都是由它的水溶性组分沉积而形成的。

这些沉积的组分——纤维素、半纤维素、木质素等多属于高聚物，而不再能溶于水，然而水却能溶于其中，在极性的羟基上形成固体溶液。

因此木材具有吸湿性，其含水率随着大气相对温度的改变而增减，并且伴随着木材的干缩与湿涨。

由于木材细胞壁结构的抑制作用，膨胀量是有限制的。

木材细胞薄的初生壁与次生壁的s1和s3层包含的纤丝几乎是垂直缠绕着细胞长轴，这些纤维就像起抑制作用的环一样，天然地给予木材一定程度的稳定性。

倘若没有纤丝缠绕起这样的抑制作用和纤维素链状分子事的微晶区存在，木材的膨胀将比实际的膨胀量大4—10倍。

尽管如此，干缩与湿胀终究仍然是木材利用中的一个主要缺陷。

木材的湿胀与干缩是木材利用中的一个缺陷。

木材的湿胀与干缩是非常各向异性的，一般轴向的湿胀率或干缩率只有垂直纹理方向的几十分之几，而弦向的湿胀率或干缩率又大致是径向的两倍；因此湿胀或干缩不但会引起木材的尺寸变化，而且还会导致木材形状的变化，致使木材会发生开裂、翘曲等弊病。

关于如何解释径向与弦向湿胀率或干缩率的差别，skaar曾归纳为：射线的抑制作用；密度大的晚材弦向干缩率大于早材，迫使早材弦向干缩率增加；由于径切面上纹孔聚集的数目多，致使纤丝的倾斜率加大；径向胞壁间的胞间层厚，因而径向干缩率较弦向的小。

提高木材尺寸稳定性的机理在木材和纤维互材料的膨胀现象中有两个独立的因子：固体物质的内部膨胀和这个膨胀量传递给外部尺寸的变化。

木材尺寸稳定性研究进展摘要：木材尺寸稳定性处理是扩大木材应用范围、提高木制产品质量的重要途径之一。

尺寸稳定化处理的方式很多，本文列举了目前已经在工业化生产中应用的主要方法以及实验研究中新发现的一些改性处理途径，并分析了不同方法的优势和不足。

关键词：尺寸稳定性、木材改性、热处理、物理方法、化学方法1木材的尺寸不稳定原因木材属多孔性材料，大的孔隙如细胞腔和纹孔等，小的如微纤丝间隙，而且木材中又含有许多亲水基团，使得水分很容易渗透到木材内部，且与木材中某些成分以化学键或氢键形式结合，引起纤丝的润胀，从而使木材尺寸发生变化，即木材的干缩湿胀性能。

更重要的是，木材为各向异性材料，各方向上随木材含水率变化而不均匀胀缩，易产生翘曲、变形、开裂等缺陷，极大地制约了木材的应用范围。

因此，改善木材的尺寸稳定性对木材的高效利用具有重要的意义。

[1]2木材的尺寸稳定性改善方法提高木材尺寸稳定性的方法有很多，美国的A.J.Stamm曾把这些方法分为五大类: ①用交叉层压的方法进行机械抑制、②用防水涂料进行内部或外部涂饰、③减少木材吸湿性、④对木材细胞壁组分进行化学交联、⑤用化学药品预先使细胞壁增容。

[2]而根据化学药剂是否与生物质材料细胞壁组分发生化学反应的观点，可以将将尺寸处理方法分为物理法和化学法两大类。

2.1物理方法2.1.1防水处理防水处理即提高木材对水的润湿、浸透的抵抗能力，通过使用处理剂对木材内外表面覆盖、堵塞吸水通道等措施，达到防水目的。

常用的处理剂有石蜡、亚麻油、各种油漆和有机硅树脂等。

研究发现，用辐射松、黑松、赤松和瓶树树皮的苯醇抽提物处理木材、其拒水性增强，原因是由于羟基脂肪酸在处理材面高度定向排列。

[2]2.1.2防湿处理防湿处理最常用的方法是在木材表面涂饰涂料或胶贴贴面材料，以延缓湿空气在木材中的扩散速度，降低木材对水蒸气的吸着速率。

但涂层老化、脱落后，处理材随即失去防湿效能。

至于内部涂饰，是将防水性材料溶于挥发性溶剂中浸渍木材，待溶剂挥发后拒水材料留存于生物质材料内表面。

理论研究软化、增塑处理对竹丝板力学性能的影响方群 沈哲红 浙江农林大学工程学院姜年春 开化县林场沙存龙 宁波鄞州区林业技术管理服务站摘要：本研究探讨酚醛树脂固体含量、常温软化、加热软化时间以及增塑剂的粒径大小和质量分数，对竹丝板力学性能的影响。

结果表明，提高树脂固含量能提高竹丝板的力学性能，竹丝经过软化处理后，对竹丝板的力学性能有明显的削弱作用，但仍能达到国家标准的要求，增塑剂的添加对竹丝板的力学性能提高显著：粒径越细，力学性能提高越显著；添加量为5%，则能达到性能提高与生产成本的较佳结合。

关键词：竹丝板 力学性能 固含量 软化 增塑剂竹丝板产业发展态势良好，目前广泛应用于室内装饰、家具制造等，同时渐趋室外应用。

本文研究了酚醛树脂(PF)的固含量、软化处理以及增塑剂处理对竹丝板力学性能的影响，以期为竹丝板的室外应用和推广提供技术依据[1-3]。

一、材料与方法（一）材料竹丝：规格 (2～4)×(2～4)×500，（单位mm），去除竹青和竹黄，初含水率5.8%。

水溶性PF：固含量为43%，稀释后获得固含量为17%、30%的PF，由某胶粘剂厂提供。

复合型软化剂：自制溶液，主要成分为10%的硫酸类钠盐和2%的KOH。

增塑剂：丙烯酸酯类预聚体，上海国药试剂有限公司产品。

设备：电热鼓风干燥箱、XLB-D500X500压机、木材万能试验机MWD-50、粒径测定仪N4 plus等。

（二）方法1.竹丝板制造竹丝软化→含水率调整至2%～4%→浸渍PF树脂→二次干燥，调整含水率至15%左右→定向组坯→热压→冷却陈放→裁边→性能测试。

1)竹丝软化：将竹丝直接浸入软化剂溶液中，竹丝含水率调整至2%～4%。

2)PF浸渍：常温常压下浸渍竹丝25 分钟。

根据浸渍前后竹丝绝干重量变化计算获得浸渍量。

若有增塑剂，则按照胶液中绝干PF的比例添加。

浸胶后的竹丝再经二次干燥至约15%含水量。

3)热压工艺：温度140℃，压力4MPa，时间1min/mm，试板规格500 mm×500 mm×10 mm，板密度为（1.08±0.02%）g/cm3，重复试验3次。

木丝板的尺寸稳定性及翘曲率分析木丝板是一种由木材纤维制成的板材，具有广泛的应用前景。

然而，木丝板的尺寸稳定性及翘曲率是影响其质量和使用效果的重要因素。

本文将对木丝板的尺寸稳定性及翘曲率进行详细分析，以便于更好地了解木丝板的性能特点及相关应用。

首先，我们来讨论木丝板的尺寸稳定性。

尺寸稳定性指的是材料在不同湿度和温度环境下，其尺寸是否能够稳定不变。

对于木丝板来说，尺寸稳定性主要与其含水率和纤维排列方向有关。

木丝板的含水率是影响其尺寸稳定性的关键因素。

含水率过高会导致木丝板膨胀，含水率过低则会引起木丝板收缩。

因此，合理控制木丝板的含水率对于提高其尺寸稳定性非常重要。

通常，木丝板的含水率应控制在6%~12%之间。

在制造过程中，可以通过在原料中加入防水剂或进行干燥处理来调节木丝板的含水率。

另一个影响木丝板尺寸稳定性的因素是纤维排列方向。

木丝板的纤维排列方向决定了其在湿度和温度变化下的尺寸稳定性。

一般情况下，纤维排列方向与板材表面平行时，木丝板的尺寸稳定性较好。

因此，在制造过程中，应尽量调整木丝板的纤维排列方向，使其与表面平行，以提高尺寸稳定性。

接下来，我们来讨论木丝板的翘曲率。

翘曲率是指木丝板在自由端或固定条件下，由于内部应力分布不均匀而弯曲的程度。

翘曲率的大小与木丝板的尺寸、密度、纤维方向、湿度和温度等因素密切相关。

首先，木丝板的尺寸对翘曲率有很大的影响。

一般来说，板材越厚，其抗翘曲能力越强，翘曲率越小；反之，板材越薄，则翘曲率越大。

此外，板材的长宽比也会影响翘曲率，通常情况下，较小的长宽比会降低翘曲率的发生。

其次，木丝板的密度也是影响翘曲率的重要因素。

密度越大，木丝板的翘曲率越小，抗翘能力越强。

因此，在制造过程中，可以通过控制原料中的木材纤维比例或采用加压热压技术来增加木丝板的密度，从而降低翘曲率。

此外，木丝板的纤维方向也会对翘曲率产生影响。

纤维方向与板材表面平行时，木丝板的抗翘能力较强，翘曲率较小。

第24卷　第1期V ol 124　No 11木材工业CHINA WOOD IN D USTR Y 2010年1月January 2010收稿日期:2009204201;　修改日期:2009206229作者简介:方群(1974—),女,浙江林学院工程学院讲师,硕士。

通讯作者:沈哲红,女,浙江林学院工程学院副教授,博士研究生。

应用技术提高竹丝板尺寸稳定性的研究方群1,2,沙存龙3,槐敏1,杨优优1,沈哲红1,2(11浙江林学院工程学院,浙江临安311300;21国家木质资源综合利用工程技术研究中心,浙江临安311300;31宁波鄞州区林业技术管理服务站,浙江宁波315100)摘要:　研究酚醛树脂胶黏剂固体含量、常温软化、加热软化时间以及增塑剂质量分数,对竹丝板尺寸稳定性影响。

结果表明,提高树脂固体含量以及同时进行软化处理,可明显提高竹丝板的尺寸稳定性;增塑剂用量需在6%以上时,才能发挥作用。

关键词:　竹丝板;尺寸稳定性;固体含量;软化;增塑剂中图分类号:TS653;S795;S78116 文献标识码:B 文章编号:100128654(2010)0120036203Stability of Panels Made from Crushed B amboo StripsFAN G Qun 1,2,SHA Cun 2long 3,HUA I Min 1,YAN G Y ou 2you 1,SH EN Zhe 2hong 1,2(11Engineering school of Zhejiang Forestry University ,Lin ’an 311300,Zhejiang ,China ;21National Engineering &Technology Research Center of Wood Based Resources Comprehensive Utilization ,Lin ’an 311300,Zhejiang ,China ;31Y inzhou Forest ry Technology Administ ration Station ,Ningbo 315100,Zhejiang ,China )Abstract :　Effect s of solid content of p henol formaldehyde (PF )resin solution ,softening t reat ment time and softening agent s ,and use of plasticizer on dimensional stability of boards made f rom crushed bamboo st rip s were investigated 1The result s showed t hat t he solid content of PF resin solution and softening p ret reat ment had considerable influence on t he dimensional stability of t he bamboo board ,while t he plasticizer content only showed t he minor effect on t he board dimensional stability 1K ey w ord :　crushed bamboo st rip board ;dimensional stability ;resin solid co ntent ;softening ;plasticizer 我国竹资源位居世界第一,蓄积量达1127亿t ,约占世界总量的30%[1],其中大量的小径杂竹资源,可作为生产竹丝板的原材料。