真空热处理落叶松材性变化规律及其机理研究

发布时间：2023-03-04 06:50

　　落叶松作为我国北方地区主要的人工林树种之一,具有质地坚硬、力学强度高、纹理美观、天然耐腐性强等优点。但其存在易开裂、尺寸稳定性差和树脂含量高等缺陷,需要通过改性处理改善其使用性能。热处理作为一种环境友好型改性方法,可有效提高木材的尺寸稳定性和耐久性,其中真空热处理作为一种新型热处理方式,近几年已得到学者们的关注,但关于此方面的研究目前还较少,尤其是热作用机制尚不明确。本论文以日本落叶松(Larix kaempferi)为研究对象,采用真空热处理方法(热处理温度160℃～240℃,热处理时间2h～10h,绝对压力0.01～0.05MPa)研究了木材物理性能、力学性能以及表面颜色的变化规律;分析了真空热处理过程中热量传递均匀性以及挥发性气体成分和含量,对真空热处理传热传质规律进行了初步探究;分析了真空热处理过程中木材化学成分、化学结构和微观构造的变化,揭示了真空热处理木材尺寸稳定性提高、力学性能以及颜色变化的作用机理。本研究对人工林木材进行了真空热改性处理,一方面为木材真空热处理工艺优选及性能调控提供理论基础和技术支持,另一方面为人工林木材改性处理和高值化利用提供了新途径。本研究的主要结论...

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1. 引言
    1.2. 国内外研究现状
        1.2.1. 木材热处理工艺研究
        1.2.2. 热处理木材性能变化研究
    1.3. 研究目的与意义
    1.4. 研究内容与技术路线
2. 真空热处理木材的物理力学性能研究
    2.1. 引言
    2.2. 材料与方法
        2.2.1 试验材料
        2.2.2. 仪器与设备
        2.2.3. 方法与步骤
    2.3. 结果与分析
        2.3.1. 失重率
        2.3.2. 全干密度
        2.3.3. 尺寸稳定性
        2.3.4. 动态水蒸气吸附性能
        2.3.5. 抗弯强度与弹性模量
        2.3.6. 细胞壁力学性能
        2.3.7. 热处理工艺优选
    2.4. 本章小结
3. 真空热处理木材的表面颜色变化研究
    3.1. 引言
    3.2. 材料与方法
        3.2.1. 试验材料与设备
        3.2.2. 试验方法
    3.3. 结果与分析
    3.4. 本章小结
4. 真空热处理过程中木材传热均匀性与挥发性有机物释放
    4.1. 引言
    4.2. 热量传递均匀性研究
        4.2.1. 材料与方法
        4.2.2. 结果与分析
    4.3. 热处理过程中挥发性有机物释放研究
        4.3.1. 材料与方法
        4.3.2. 结果与分析
    4.4. 本章小结
5. 真空热处理木材性能变化机理研究
    5.1. 引言
    5.2. 材料与方法
        5.2.1. 试验材料
        5.2.2. 试验设备及方法
    5.3. 结果与分析
        5.3.1. 真空热处理木材化学成分分析
        5.3.2. 真空热处理木材元素组成分析
        5.3.3. 真空热处理木材表面化学分析
        5.3.4. 真空热处理木材红外光谱分析
        5.3.5. 真空热处理木材拉曼光谱分析
        5.3.6. 真空热处理木材¹³C固体核磁共振分析
        5.3.7. 真空热处理木材表面自由基分析
        5.3.8. 真空热处理木材紫外-可见光谱分析
        5.3.9. 真空热处理木材纤维素结晶度分析
        5.3.10. 真空热处理木材微观构造分析
    5.4. 本章小结
6. 结论与展望
    6.1. 结论
        6.1.1. 真空热处理木材的物理力学性能
        6.1.2. 真空热处理木材的表面颜色
        6.1.3. 真空热处理过程中木材传热均匀性与挥发性有机物释放
        6.1.4. 真空热处理木材性能变化的作用机理
    6.2. 创新点
    6.3. 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢



本文编号：3753914