表面密實化

由於木材的性能，如硬度、耐磨性、抗彎強度、尺寸穩定性等主要取決於其表面，通過木材表面的密實化，即僅在木材表面一定深度使其密度增加，木材內部密度並不增加或較少增加，這樣既可提高木材的物理力學性能、節約成本，又減少木材材積損失，是理想的人工林軟質木材材性改良方法。

基本介紹

• 中文名：表面密實化
• 外文名：Surface densification
• 屬性：物理學性能
• 相關：密度
• 分類：密度增加

木材表面密實的理想狀態和途徑

根據表面密實的概念及要求可表現出幾種理想化狀態。木材表面密實的途徑包括壓縮密實、滲透或浸漬壓縮密實。木材壓縮密實化技術要達到比較理想的表面密實化效果的前提條件是：表層木材溫濕度高、軟化充分，而中間部分木材溫度低、沒有被軟化，同時控制較低的壓縮比或壓縮率。

滲透或浸漬密實將有機樹脂等有機物、元機金屬元素等滲入木材表層的一定厚度，實現木材表面密實的目的。

試驗材料和方法與結果

選擇三倍體毛的楊，以成本較低、滲透性較好的水溶性低分子量PF樹脂浸漬試件，再經不同程度的機械壓縮，檢測處理後試件厚度方向上的密度分布、尺寸穩定性、硬度及耐磨性等指標。

經過試驗得出，濕狀態下，試件的膨脹率元論在弦向還是徑向上，均隨PF樹脂團體含量的增加而減小。乾狀態下，試件的膨脹率出現負值，是由於在浸泡過程中，部分樹脂或木材本身的抽提物浸出，在烘乾過程中發生收縮，其對尺寸穩定性的影響，大於浸泡過程中膨脹產生的影響。隨著PF樹脂固體含量的增加，試件弦、徑向膨脹率雖然為負值，其絕對值卻降低，有利於保持尺寸的穩定。

試件沸水煮2h後，濕、乾狀態的弦、徑向膨脹率隨PF樹脂固體含量的增加而發生變化。濕狀態下試件弦、徑向膨脹率，隨PF樹脂固體含量的增加而降低；而在乾狀態下，試件的弦、徑向膨脹率為負值，絕對值隨PF樹脂固體含量的增加而減小，且在PF樹脂固體含量較低時絕對值減小得更快。

結論

對木材進行樹脂浸漬和機械壓縮結合的處理，隨著樹脂固體含量和壓縮率的增加，木材表面密度增加大於內層密度，可獲得比較理想的表面密實化效果。浸漬固體含量15%PF樹脂並壓縮處理的木材試件，同未處理木材相比，壓縮率為11%時，試件的平均密度增加12.6%，壓縮率為11%時，試件的平均密度提高35.7%表面密度提高57.5%。

PF樹脂浸漬表層壓密木材的尺寸穩定性提高，冷水浸泡和沸水煮時，濕、乾狀態下木材的弦、徑向膨脹率均有不同程度的減小，木材表面耐磨性能亦有所提高。

相關研究

以速生楊木為研究對象，通過蒸汽處理楊木表面進行熱壓來達到表面密實的目的，研究不同的蒸汽預處理工藝以及熱壓工藝對速生楊木密實化性能的影響，並對差異化壓縮後楊木的性能和變形固定進行了研究。

研究結果表明：(1)噴蒸預處理有利於提高楊木板材表面的壓縮率：當總壓縮率為10%，熱壓溫度170℃，噴蒸3min時，經過噴蒸處理楊木板材表面壓縮率最高達到21.5%，芯層壓縮率只有3.5%；當總壓縮率為20%，熱壓溫度190℃，噴蒸3min時，楊木板材表面壓縮率達到36.8%，芯層的壓縮率只有5.6%。而未經處理的板材芯層壓縮率較大，表層的壓縮效果不明顯。

(2)噴蒸預處理有利於提高楊木板材表面的密度：總壓縮率為10%,經過噴蒸預處理的試材表面密度最高達到了715 kg/m³，比試材的平均密度提高了31.9%，壓縮楊木表面密度較未處理表面密度提高了37.5%；總壓縮率為20%，經過噴蒸預處理的楊木試材表面密度最高達到了910kg/m³，較試材的平均密度提高了47.1%；比未處理面密度提高了40%。噴蒸預處理對楊木表面密實化程度的提高有非常顯著影響。