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热改性汇总

花匠小妙招
2025-03-02 08:53

木材超高温热改性南京林业大学干燥技术研究所 2009年9月提纲炭化木的基本知识国外炭化木产业发展概况我国炭化木产业发展概况炭化木生产设备炭化木生产工艺炭化木与常规材材性对比炭化木加工和利用中应注意的问题炭化木的应用 1 炭化木的基本知识 1.1 什么是炭化木“炭化木”是我国木材行业对超高温热处理木材的俗称。其基本概念是用160~230℃（常用180~212 ℃）的温度加热处理木材，改良木材的品质，降低木材的吸湿性和吸水性，提高尺寸稳定性、生物耐腐性和耐气候性，从而制成一种性能优良、颜色美观且环境友好的木材产品。确切地讲，“炭化木”应称为超高温热处理、或热改性木材。国外称为“Thermal Modified Wood” 或“Heat-treated Wood” 。 1.2 炭化木的特点 1）环保、安全木材炭化热处理为纯物理技术，不添加任何化学药剂，炭化木是环境友好型材料。另外，炭化处理可以改良和提高速生人工林木材的品质，可替代部分优质天然林木材。因此，炭化木具有天然林保护及环境保护的意义。 2）防潮性增强木材经炭化处理后，吸湿性强的半纤维素降解，使木材的吸湿性及吸水性下降。在同样的空气状态下，炭化木的含水率要比常规木材低得多：在南方的雨季，室内用的炭化木含水率低7~8%，在北方室内低3~5%。 3）尺寸稳定性提高，不易变形木材炭化后，其吸湿性和内应力显著下降，因而大大减少了木材在使用过程中因水分变化而引起的湿胀、干缩及翘曲变形。 4）耐腐性和耐气候性显著提高在炭化过程中，木材的化学成分发生变化，生成了腐朽真菌厌恶的物质-醋酸，而喜欢的营养物质大大减少，因此从食物链上抑制了腐朽菌的生长，使耐腐性和耐候性提高。 5）颜色美观、耐久，内外一致，且可以模拟名贵树种颜色。 6）树脂等抽提物挥发，有利于表面涂饰和胶合。 7）力学性能有所变化：顺纹抗压强度、抗弯弹性模量及硬度略有提高；抗弯强度、冲击韧性、剪切强度有所降低。 8）易储存：炭化木吸湿性显著降低，因此仓库中不需要控制温、湿度。 1.4 炭化木的分类炭化木分为室内用：炭化木S 主要体现尺寸稳定性室外用：炭化木D 主要体现耐腐性 2 国外炭化木产业发展概况 20世纪90年代起，欧洲芬兰、荷兰、法国、德国等分别将炭化木的研究用于生产。其典型的工艺有：芬兰的Thermo-wood 荷兰PLATO-wood 法国Retification 德国Oil-heat-treatment 芬兰荷兰欧洲炭化木应用的树种松木云杉桦木白杨其他 3 我国炭化木产业发展概况 1）进口阶段 2）零星试制阶段 3）市场热点、良莠不齐阶段 a. 表面炭化木 b. 简易的深度炭化木 c. 压板加热炭化木皮 d. 科学生产的炭化木 4 炭化木生产设备 4.3 炭化罐兼木材的二次干燥和炭化于一体。类型：导热油加热、侧向通风强制循环全金属罐。容量：15～16m3，材堆长×宽×高=8 ×1.8 ×2.0m。罐壳：优质碳素钢内衬不锈钢耐腐层外包矿渣棉。风机：8号铸铝、可逆循环轴流风机4台。风机轴特殊气密装置。散热器：不锈钢衬管、铝翅片的轧片式排管，位于材堆两侧。保护气体：水蒸气。温湿度及压力控制：干燥阶段—常压，用干湿球控制罐内温湿度。炭化阶段—罐内0.2～0.4MPa（表压），用压力控制器控制。用温度传感器控制散热器供油管上的电动阀。 5 炭化木生产工艺工艺过程分为一次干燥、二次干燥、升温炭化、降温调湿和冷却出罐5个阶段。 6）压力罐炭化工艺的特点与常压蒸汽相比，木材在压力蒸汽中的平衡含水率较高。如在1.73×105Pa压力和121℃的温度下，木材平衡含水率为 10%，而在同样温度的常压蒸汽中，木材平衡含水率4%。在4×105Pa压力，180 ℃温度下炭化时，木材平衡含水率约为3～3.5%，而同样温度的常压蒸汽下为0.5%，木材少干燥约3%的含水率。在随后的调湿处理中，木材又少增湿了3%含水率。一正一负可节约6%含水率的能耗。对木材的力学强度也有利。实木复合地板用3mm 厚热改性木材薄板：热改性针叶锯材： 6-2 处理温度对强度的影响国内生产试验资料物理性能：吸湿性和尺寸稳定性: 上述四种地板坯料 ? 尺寸: 15×40×40(mm) ? 试样数量: 20 (改性材10, 对照材10) ? 平衡条件: (30℃, RH=30%) (30℃, RH=93%) ? 计算公式: 吸湿率：