影响木材干燥质量的关键:木材渗透性(原创)

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2020
01/07
09:00
鲁班小编
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木材具有干缩湿胀性,木材中水分的变化对木材影响很大,木材干燥能够将木材中的水分降低到一定程度,从而保证木制品的质量并延长其寿命,是木材加工的重要步骤。随着我国人工树种的大量栽培,木材的原料逐渐转向人工林,人工林虽然生长快,但存在强度低、易开裂翘曲等缺点,特别是其渗透性差不仅制约了木材干燥的质量,在木材染色、改性等方面均有不同程度的制约。

什么是木材渗透性?

木材是一种毛细管多孔结构,在一定条件下,流体通过木材内部的毛细管进出木材。木材的渗透性是指流体在压力差的作用下,进入和流出木材的难易程度。树种的不同以及同一株树的不同部位由于其结构和内部抽提物的不同,其渗透性都存在差异。

木材渗透性对木材干燥有什么影响?

提高木材的渗透性主要是通过打通木材内部的流体流动通道,如细胞壁上的纹孔等,从而有效提高木材的干燥速度,大幅提高木材干燥效率,为木制品更好的加工利用。

影响木材干燥质量的关键:木材渗透性(原创)

影响木材渗透性的因素有哪些?

一、木材结构

1、木材有效纹孔膜的大小和数量

木材细胞壁上的纹孔膜是水分流动的主要通道,是影响木材渗透性的主要因素。有效纹孔膜多且大的木材,渗透性就高。纹孔膜的偏移和抽提物沉积都会导致纹孔膜堵塞,从而使木材渗透性降低。

2、木材中沉积的无定形物质含量

细胞壁和细胞腔内的沉积物会堵塞木材的毛细管系统,从而影响木材的渗透性。

3、细胞腔中的树脂或树胶

木材细胞腔中的树脂和树胶的含量与分散程度较高会堵塞木材的毛细管结构,降低木材的渗透性。如落叶松中含有丰富的树脂,渗透性较差。

影响木材干燥质量的关键:木材渗透性(原创)

二、渗透介质

当渗透介质为液体时,木材的渗透性与液体的种类、极性、分子大小、液体黏度和浓度都有关。液体黏度越低,浓度越低,极性参数与木材越相近,渗透性就越好。当渗透介质为气体时,木材渗透性差异不大。

三、渗透工艺

渗透工艺的温度、压力和渗透时间都会不同程度的影响木材渗透性。通常,渗透工艺温度越高,压力越大,时间越长,木材的渗透性越好。

如何改善木材渗透性?

改善木材渗透性可以从以下三个方面入手:改善木材自身结构、减少木材抽提物;改善渗透流体特性,使木材分子极性相近;改善木材渗透工艺,提高温度或压力。

一、改善木材自身结构

1、减少木材抽提物

利用碱液能跟树脂发生皂化反应形成水溶性树脂酸钠盐从而去除木材中的树脂。或使用有机溶剂萃取、气蒸溶解除去木材抽提物,常用的萃取剂有苯、乙醇、乙醚、丙酮等。汽蒸主要是利用高温蒸汽除去阿拉伯半乳聚糖、萜烯类物质等。

2、减少闭塞纹孔,增加水分流通通道

使用冷冻干燥、高频真空干燥、微波干燥、超临界CO2流体干燥等可以减少木材中的闭塞纹孔。冷冻干燥可以让冰直接升华消除纹孔的水-汽界面上表面张力的原理减少闭塞纹孔。高频真空干燥使利用低压下高频转换加热木材,增加纹孔膜的开裂,提高渗透性。微波处理可以让管胞上的纹孔膜破坏,甚至使管胞壁破坏,增加渗透性。使用超临界CO2流体可以消除气液界面张力,减少毛细管张力,提高木材渗透性。

二、改善流体特性

利用助浸剂可以调节渗透流体的溶解度参数,提高木材的渗透效率。特定的表面活性剂可以降低木材表面接触角并提高它的润湿性,也可以通过润湿和乳化木材中的疏水抽提物来提高渗透。

影响木材干燥质量的关键:木材渗透性(原创)

三、改善渗透工艺

1、加压法。加压法是借助液体浸泡木材时,施加压力使其渗透进木材,包括直接加压法、离心转动法、超声波法等。

2、辊压法。辊压法是利用压辊在进给方向对被液体浸泡的木材施加横向压力,借助压辊离开瞬间时木材的尺寸回弹,使液体浸注入木材的方法。

3、平压法。平压法是利用平压机压缩木材,然后浸泡入液体中,借助木材回弹时的内外压力差使液体渗透入木材的方法。

总结

提高木材渗透性能大幅增加木材干燥速率,提升木材干燥质量,是木材干燥企业需要考虑的方面,在木材干燥之前进行增加木材渗透性的预处理工艺是很有必要的。

THE END
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