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高温热处理条件对速生材炭化木性能的影响

作　者: 王晓旭
导　师: 常建民
学　校: 北京林业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 速生材炭化木尺寸稳定性内部化学结构颜色变化
分类号: S781
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 350次
引　用: 8次
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内容摘要

随着国家天然林保护工程的实施，人工速生林的高效、增值利用已逐渐成为国内科研机构及生产企业研究和关注的焦点。面对我国森林资源结构的现状及市场对室外用木质材料需求大量增加的实际情况，开展人工速生林炭化木制造技术方面的研究，已迫在眉睫。本研究以在我国广泛种植的速生林树种杉木与毛白杨为实验试材，在平均升温速度为100℃／h，热处理的目标温度分别为180℃，200℃和220℃，保温时间分别为1h，2h和3h的高温处理条件下，对这两种速生材进行热处理，之后针对热解工艺条件（不同的目标温度和保温时间）处理后试材的尺寸稳定性，内部化学结构、颜色变化等进行了系统的研究。1．研究结果表明：经过高温热处理的炭化试材，其长度、宽度和厚度随环境湿度变化而导致的干缩和湿胀减小，也就是它的尺寸稳定性要比未处理的试材好。2．热处理后试材的FTIR图谱显示试材随着热处理温度的升高以及热处理时间的增加，C=O和—CH₃的数量相应减少，同时，由于热处理炭化木材的吸水性羟基数量减少，促使试材的尺寸稳定性提高；热处理后试材的FTIR图谱显示出木材内部C=O、—CH₃的数量减少以及木材热处理前后重量的变化说明：半纤维素在热处理过程中发生了热解反应。3．热处理木材的颜色受热处理温度和热处理时间的影响。在相同的条件下，随着热处理时间的延长，材色加深，明度减小，色差增大；热处理温度越高，处理后材色越深，尤其当空气介质中热处理的温度超过220℃时，明度和色差的这种变化趋势更加明显。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
1 引言  7-17
  1.1 我国木材工业的发展概况  7-8
  1.2 杉木的特性及应用概况  8-9
  1.3 毛白杨的特性及应用概况  9-10
  1.4 木材热处理技术的研究现状  10-15
    1.4.1 木材热处理技术的发展  10-11
    1.4.2 欧洲热处理木材商业化现状  11-12
    1.4.3 木材的热处理炭化技术的特点及意义  12-15
  1.5 研究的目的和意义  15-16
  1.6 实验研究的主要内容  16-17
2 不同高温热处理条件对试材尺寸稳定性的影响  17-35
  2.1 试验材料  17
  2.2 实验设备  17
  2.3 实验条件的选择和因素的确定  17
  2.4 实验步骤  17-18
  2.5 实验结果  18-22
    2.5.1 高温热处理后杉木试件尺寸及质量变化  18-20
    2.5.2 高温热处理后毛白杨试件尺寸及质量变化  20-22
  2.6 结果分析  22-33
    2.6.1 热处理试件与未处理材尺寸稳定性的比较  23-27
    2.6.2 热处理温度对试件尺寸稳定性的影响  27-30
    2.6.3 保温时间对尺寸稳定性的影响  30-33
  2.7 本章小结  33-35
3 不同热处理条件对试材内部化学结构的影响  35-47
  3.1 实验材料  35
  3.2 实验设备  35
  3.3 实验方法与原理  35
  3.4 实验结果  35-43
    3.4.1 热处理温度对试材内部结构化学变化的影响  37-40
    3.4.2 保温时间对试材内部结构化学变化的影响  40-43
  3.5 试材高温热处理前后的质量变化  43-45
  3.6 本章小结  45-47
4 不同高温热处理条件对试材颜色变化的影响  47-59
  4.1 试材热处理后颜色的直观变化  47-49
  4.2 试材热处理后颜色变化的试验研究  49-57
    4.2.1 试验方法  49-50
    4.2.2 试验数据  50-51
    4.2.3 结果分析  51-57
      4.2.3.1 杉木  51-54
      4.2.3.2 毛白杨  54-57
  4.3 本章小结  57-59
5 结论和展望  59-61
  5.1 结论  59
  5.2 展望  59-61
参考文献  61-63
附录  63-71
  A 杉木气干试件傅立叶红外光谱图  63-66
  B 杨木气干试件傅立叶红外光谱图  66-71
个人简介  71-73
导师简介  73-75
致谢  75

高温热处理条件对速生材炭化木性能的影响

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